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電子線後方散乱回折による単一ウラン微粒子の化学状態分析

Chemical state analysis of individual uranium particles with electron backscatter diffraction

江坂 文孝 ; 蓬田 匠 ; 富田 涼平 ; 宮本 ユタカ  

Esaka, Fumitaka; Yomogida, Takumi; Tomita, Ryohei; Miyamoto, Yutaka

環境中に存在する個々の微粒子に対してその化学状態を調べることは、その起源や環境への影響を明らかにする上で重要である。しかし、個々の微粒子中に含まれる元素量は少なく、元素組成のみならず化学状態まで明らかにすることは非常に困難である。本研究ではより微小な粒子の分析を目的として、電子線後方散乱回折(EBSD)法を用い、ウラン微粒子の化学状態分析への適用可能性について検討を行った。その結果、直径1$$mu$$m以下の粒子に対しても明瞭な電子線回折パターンを取得することができた。また、UO$$_{2}$$微粒子ではCubic構造、U$$_{3}$$O$$_{8}$$微粒子ではOrthorhombic構造に対応した電子線回折パターンを取得でき、本法により各微粒子の化学状態の違いを区別できることが示された。一方、微粒子の表面は平滑ではないため、測定位置によっては後方散乱電子の検出器への到達が妨げられ、明瞭な電子線回折パターンが取得できないことも明らかとなった。これは、微粒子表面を研磨することなどにより解決できるものと考えられる。

Chemical state analysis is important to elucidate the origin of particles and its effect on the environment. However, the analysis is difficult because the amounts of elements in individual particles are considerably small. In the present study, electron backscatter diffraction (EBSD) is applied to the chemical state analysis of individual uranium particles. As a result, uranium particles with diameters of 1$$mu$$m were able to be measured and clear electron backscatter patterns were observed. In addition, the patterns of UO$$_{2}$$ particles were distinguished from those of U$$_{3}$$O$$_{8}$$ particles.

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