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模擬廃棄物ガラス試料(バナジウム含有ホウケイ酸ガラス)のXAFS測定

XAFS measurement of simulated waste glass samples (Borosilicate glass including vanadium)

永井 崇之; 小林 秀和; 捧 賢一; 菖蒲 康夫; 岡本 芳浩; 塩飽 秀啓; 松浦 治明*; 内山 孝文*; 岡田 往子*; 根津 篤*; 赤塚 洋*; 柿原 敏明*; 川島 英典*

Nagai, Takayuki; Kobayashi, Hidekazu; Sasage, Kenichi; Ayame, Yasuo; Okamoto, Yoshihiro; Shiwaku, Hideaki; Matsuura, Haruaki*; Uchiyama, Takafumi*; Okada, Yukiko*; Nezu, Atsushi*; Akatsuka, Hiroshi*; Kakihara, Toshiaki*; Kawashima, Hidenori*

本研究は、資源エネルギー庁の次世代再処理ガラス固化技術基盤研究事業の実施項目「高レベル廃液ガラス固化の高度化」として、バナジウム(V)含有模擬廃棄物ガラスを対象に、放射光XAFS測定によりガラス原料に内包された廃棄物成分元素の局所構造を評価した。本研究で得られた成果を、以下に列挙する。(1)バナジウム(V)は、組成に関係なく比較的安定な4配位構造と考えられ、ガラス原料フリットではVがガラス相に存在する可能性が高い。(2)亜鉛(Zn), セリウム(Ce), ネオジム(Nd), ジルコニウム(Zr), モリブデン(Mo)はガラス相に存在し、Ce原子価はガラス組成によって3価と4価の割合に差が認められた。(3)ルテニウム(Ru)はガラス相からRuO$$_{2}$$として析出し、ロジウム(Rh)は金属と酸化物が混在し、パラジウム(Pd)は金属として析出する。(4)高温XAFS測定を行ったZrとMoの結果、ガラス溶融状態におけるZr, Moの局所構造の秩序が低下する傾向を確認した。(5)ガラス溶融炉温度1200$$^{circ}$$Cの条件で、模擬廃棄物ガラスの高温XAFS測定を行い、今後、試料セルの形状等の最適化を図ることで、良質な局所構造データ取得が期待できる。

The local structure of waste elements in simulated waste glasses including V was estimated by using synchrotron XAFS measurement in this study. The results are as follows. (1) V has a high possibility which exists in the glass phase in the case of frit, and V can regard both samples as stable 4 coordination structure. (2) Zn, Ce, Nd, Zr, and Mo exist in the glass phase, and the difference is admitted by the percentage of Ce(III) and Ce(IV) by the composition. (3) Ru is separated from the glass phase as RuO$$_{2}$$ crystalline, both of metal and oxide exist in Rh, and Pd is separated out as metal. (4) It was confirmed that the regularity of the local structure of Zr and Mo in the molten glasses retreats as a result of the XAFS measurement at high temperature. (5) The XAFS measurement of molten glasses were performed at 1200$$^{circ}$$C, so it would be possible to acquire excellent data by improving the shapes of the sample cell.

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