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イメージングXAFS法による模擬ガラス試料中のルテニウムの状態分析

Synchrotron radiation-based X-ray imaging study of ruthenium in simulated high-level waste glass

岡本 芳浩; 中田 正美; 赤堀 光雄; 塩飽 秀啓; 駒嶺 哲*; 福井 寿樹*; 越智 英治*; 仁谷 浩明*; 野村 昌治*

Okamoto, Yoshihiro; Nakada, Masami; Akabori, Mitsuo; Shiwaku, Hideaki; Komamine, Satoshi*; Fukui, Toshiki*; Ochi, Eiji*; Nitani, Hiroaki*; Nomura, Masaharu*

模擬ガラス中のルテニウム元素の分布とその化学状態を、放射光イメージング測定技術を使い分析した。この方法では、ダイレクトX線CCDカメラを、イオンチェンバーの代わりに使用している。X線CCDカメラによる画像の濃淡を数値化解析することにより、位置分解能を備えたX線吸収スペクトルが取得可能である。本研究では最初に、ルテニウム金属と酸化物が混在したテスト試料の測定を実施した。その結果、ルテニウム元素の分布情報を取得できたうえに、さらにルテニウムリッチの微小領域における化学状態、すなわちそれが金属か酸化物かの評価が可能であることを示すことができた。この手法を模擬ガラス試料へ適用し、ガラス中のルテニウム元素が酸化物の状態でいることを明らかにした。

Distribution and the chemical state of Ru element in the simulated high-level waste glass were examined by using the synchrotron radiation based X-ray imaging technique. In this technique, a direct X-ray CCD camera is used in place of an ion chamber. Position sensitive X-ray absorption spectra were obtained by analyzing gray scale in images of the X-ray CCD camera. At first, we measured a test sample containing RuO$$_2$$ and Ru metal powder. We successfully obtained information on the Ru distribution in the sample. In addition, the chemical state (oxide or metal ?) of each small Ru-rich spot was evaluated by the corresponding position sensitive XAFS spectrum. The imaging XAFS technique was applied to some simulated high-level waste glass samples. The Ru distribution of the glass sample and their chemical state were confirmed by image analyses. It can be seen that Ru element scattered in the glass sample exists as oxide RuO$$_2$$.

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