Cesium stability on the interlayers of K- or Rb-fixing micaceous minerals investigated by both experimental and numerical simulation methods

実験と計算によるKおよびRb雲母におけるCs吸着の安定性評価

宇野 功一郎*; 奥村 雅彦   ; 中尾 淳*; 山口 瑛子  ; 矢内 純太*

Uno, Koichiro*; Okumura, Masahiko; Nakao, Atsushi*; Yamaguchi, Akiko; Yanai, Junta*

雲母鉱物が部分的に風化して生成するフレイドエッジサイト(FES)は、Csイオンを選択的に吸着するが、その詳細なメカニズムは未解明であった。これを明らかにするため、本研究では、雲母の陽イオン抽出とCs吸着実験を行い、ルビジウムを吸着した雲母よりもカリウムを吸着した雲母の方がCsを多く吸着することがわかった。この原因を明らかにするため、セシウム、ルビジウム、カリウムがFESに吸着した構造の安定性を第一原理計算により評価した結果、Cs吸着前に存在する陽イオン種がカリウムであることがCsの安定性に重要であることがわかった。

Frayed edge sites (FES), formed by the partial weathering of mica minerals, selectively adsorb Cs ions. However, the detailed mechanism of this adsorption has not been fully clarified. In this study, cation extraction and Cs adsorption experiments were conducted on mica. It was found that potassium-adsorbed mica adsorbed more Cs than rubidium-adsorbed mica. To elucidate the cause of this, the stability of Cs, rubidium, and potassium adsorbed on FES was evaluated using first-principles calculations. It was determined that the presence of potassium as the cation species prior to Cs adsorption is important for the stability of Cs on the FES.