福島原発事故により発生した放射性粒子の加熱による構造と放射能の変化

Change of structure and radioactivity in radioactive particles generated by the Fukushima nuclear accident by heating

奥村 大河*; 小暮 敏博*; 山口 紀子*; 土肥 輝美   ; 飯島 和毅  

Okumura, Taiga*; Kogure, Toshihiro*; Yamaguchi, Noriko*; Dohi, Terumi; Iijima, Kazuki

福島原子力発電所事故により放出された放射性セシウムの多くは風化黒雲母(WB)等の粘土鉱物に吸着されたが、一部は原子力発電所から直接飛来した珪酸塩ガラスを主成分とする微粒子(CsMP)として存在することが知られている。数十ミクロンのWBに含まれるCsが10Bqオーダーであるのに対し、CsMPの場合は直径数ミクロンの球体の中に数Bq含まれ、比放射能が非常に高い。これらの放射性粒子を含む廃棄物は減容化のために焼却処理が検討されているが、それぞれの粒子が加熱された際にどのような挙動を示すかは解明されていない。そこで本研究では、WBやCsMPを単離して加熱し、放射能や構造の変化を調べた。CsMPをある温度まで加熱するごとに放射能を測定すると、放射能は600Cから徐々に減少し、1000Cまで加熱するとほぼ消失した。またSEMでその形態と組成を調べると、加熱後も形態には変化がないが、セシウムやカリウムといったアルカリ元素、および塩素は粒子中から脱離していた。一方、TEMで内部構造を調べると鉄や亜鉛, スズは粒子内で酸化物の微結晶を形成していた。さらに福島県で採取したマサ土とともにCsMPを加熱すると、脱離した放射性セシウムはマサ土中の鉱物に吸着されることがわかった。

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