Characterization of mineral composition using PIXE and EXAFS analyses to elucidate the Barium adsorption mechanism

バリウム吸着機構の解明のためのPIXE及びEXAFS分析を用いた鉱物の特性評価

小栗 香里 ; 羽倉 尚人*; 山口 瑛子  ; 奥村 雅彦   ; 松浦 治明*; 綱嶋 康倫; 青木 勝巳; 荒井 陽一  ; 渡部 創  

Oguri, Kaori; Hagura, Naoto*; Yamaguchi, Akiko; Okumura, Masahiko; Matsuura, Haruaki*; Tsunashima, Yasumichi; Aoki, Katsumi; Arai, Yoichi; Watanabe, So

人形峠は日本で操業されたウラン鉱山であり、鉱山の地下水にはウラン(U)、ラジウム(Ra)などの各種放射性元素が微量ながら依然として存在し、その挙動は十分に解明されていない。金属イオンと鉱さい中の土壌・粘土鉱物との相互作用により、金属の化学的形態や組成が変化したり、鉱物に金属が吸着したりすると考えられる。また、吸着により、地下水に流れ出た放射性元素は土壌中を移動する間に吸着し保持される。このような粘土鉱物との相互作用は金属漏出の予測に重要であるため、系内の種分化には基本的な化学相互作用の検証が必要である。本研究では、スラグ堆積物の土壌中の金属酸化物と粘土鉱物の組成を調査し、さまざまなイオンの吸着構造の系統性を調べた。スラグ・土壌に含まれる鉱物の組成や化学形態を特定することは、安全性評価や周辺環境への影響評価に有用な情報を提供する。金属(水)酸化物や一部の粘土鉱物に含まれる局所構造を解明するために、拡張X線吸収微細構造(EXAFS)解析を実施し、粒子誘起X線放出(PIXE)による各元素の定量分析を実施した。

Ningyo-toge is the uranium mine that has been operated in Japan. Various radioactive elements such as Uranium (U), and Radium (Ra) are still present in the mine ground water with very small amount, and behavior of those elements is not fully understood. In this study, we investigated the composition of metal oxides and clay minerals in a soil of slag deposit at the mine, and systematics of adsorption structure of various ions were examined. Identifying the composition and chemical forms of minerals present in the soil of slag can provide useful information for the safety assessment and evaluation of influence on the surrounding environment.