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放射光分析技術によるガラス固化技術高度化への貢献; 廃棄物ガラスの化学状態分析から、健全性を証明する構造解析への展開

Contribution to upgrade of vitrification technology by synchrotron radiation analysis; From Chemical state analysis of waste glass to development of structural analysis to prove soundness

岡本 芳浩; 永井 崇之; 塩飽 秀啓

Okamoto, Yoshihiro; Nagai, Takayuki; Shiwaku, Hideaki

高レベル放射性廃液の廃棄物形態であるガラス固化体は、多くの種類の元素が含まれる多成分系物質である。放射光XAFSは、高い元素選択性を有することから、固化体中の元素の分析に適している。XAFS分析からは、化学状態や局所構造が明らかにされる。XAFS分析の拡張版であるイメージングXAFSは、ガラス中の元素分布に基づく分析だが、ガラスへの溶解度の低い白金族元素やモリブデンの分析に特に有効である。たとえば、ロジウムとルテニウムの2元素同時測定分析から、ロジウムの化学形がルテニウムとの分布相関に強く支配されていることを明らかにした。我々は、XAFS分析に広角散乱、PDF解析及び小角散乱を加えたマルチスケールの構造解析を行い、固化体の健全性まで評価可能な構造情報の取得を目指している。

The vitrified radioactive waste is a multicomponent material containing many kinds of elements. Synchrotron radiation XAFS with element selectivity is suitable for analysis of elements in the waste. From the XAFS analysis, the chemical state and the local structure of each element were clarified. Imaging XAFS technique was used as an analysis based on element distribution in the glass. The imaging XAFS is effective for analysis of elements that are less soluble in the glass like molybdenum and platinum group elements. It was clarified from the simultaneous imaging XAFS analyses of multiple elements that the chemical form of rhodium is strongly dominated by the distribution correlation with ruthenium. We proposed multi - scale structural analyses with wide angle scattering, PDF analysis, small angle scattering in order to evaluate the soundness of the vitrified waste.

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