粘土鉱物へのセシウム吸着モデル

Adsorption model of Cs on clay minerals

矢板 毅; 鈴木 伸一; 門馬 利行 ; 中山 真一 ; 町田 昌彦  ; 奥村 雅彦   ; 池田 隆司

Yaita, Tsuyoshi; Suzuki, Shinichi; Momma, Toshiyuki; Nakayama, Shinichi; Machida, Masahiko; Okumura, Masahiko; Ikeda, Takashi

放射性セシウムの粘土鉱物に対する吸着メカニズム解析を、EXAFS, 時間分解分散型EXAFS, 透過型X線顕微鏡,分子軌道法などにより実施した。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は、酸素として2つの環境があり、他には第二近接以降にシリコン,アルミおよび他のセシウムなどが存在し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、比較的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。シュウ酸など酸処理により剥離の難しい、化学的に不可逆な状態にあるセシウムをEXAFS, STXMおよび分子軌道法により明らかにしたところ、イオン半径の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、強い共有結合性を示すような相互作用を通じて粘土に吸着していることを初めて明らかにした。

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