Interpretation of Cs adsorption behavior based on the EXAFS, TR-DXAFS, and STXM methods

EXAFS, TR-DXAFSおよびSTXMに基づくCs吸着挙動に関する解釈

矢板 毅

Yaita, Tsuyoshi

放射性セシウムの粘土鉱物に対する吸着挙動について、EXAFS、時間分解分散型EXAFS、および透過型X線顕微鏡などの手法を利用することにより、そのメカニズムに関する解釈を行った。Csを十分量吸着させたバーミキュライト、イライトなどの試料に関する、EXAFSおよび分子動力学計算によるセシウム周りの局所構造解析は、最近接に酸素として2つの環境、第二近接より外にシリコン、アルミおよび他のセシウムなどにより構成されていることが分かった。さらに、TR-DXAFSを用いるCs吸着時の動的挙動の解析では、Csはまず天水、地下水などの水との相互作用を経て、層間の開いた粘土部位から進入し、その後脱水、層間が閉じることで安定化されることが明らかとなった。さらに、シュウ酸など酸処理により剥離の難しい環境に存在するセシウムの状態をEXAFS,STXMおよび分子軌道法により明らかにしたところ、特に、イオン半径のより小さいアルカリ金属イオンの中にセシウムが孤立した状態で存在している場合であり、強い共有結合性を示すような相互作用を通じて粘土と相互作用していることを初めて明らかにした。

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