Synchrotron radiation photoemission electron microscopy study on artificially Cs-adsorbed clay mineral

放射光光電子顕微鏡による人工的にCsを吸着した粘土鉱物の研究

吉越 章隆 

Yoshigoe, Akitaka

2011年の福島第一原子力発電所の事故の後、環境回復にとって放射性セシウムの除染が重要となっている。Csは風化黒雲母のような粘土鉱物に不可逆的に取り込まれることが知られている。Csを効率的に除去する方法を開発するうえでCs吸着の物理化学の理解が重要となっている。放射光光電子顕微鏡(SR-PEEM)を使って人工的にCs吸着したミクロサイズの風化黒雲母粒子のピンポイント分析を実施した。元素分布をナノメートルの空間分解能で観測した。位置毎のCs M端およびFe L端のX線吸収スペクトル測定から化学状態分布を調べた。本研究は、環境物質に対するナノスケール化学分析のツールとしてのSR-PEEMの有用性を実証するものである。

After the accident at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant in 2011, decontamination of radioactive cesium is a major concern for recovering from the environmental damage. It is generally known that Cs is irreversibly incorporated into clay minerals such as weathered biotite. Therefore, the development of efficient way to remove Cs has motivated research into understanding Cs adsorption and its physicochemical properties. Synchrotron radiation photoemission electron microscope (SR-PEEM) was applied to perform the pinpoint analysis of micrometer-sized weathered biotite particles with artificially adsorbed Cs. Spatial distributions of constituent elements were observed with nanometer resolution. Spatially resolved X-ray absorption spectra of the Cs M- and Fe L-edges were measured to determine the chemical states of each atom. The results demonstrate the utility of SR-PEEM as a tool for nanoscale chemical analyses of various environmental substances.