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論文

XAFS analysis of ruthenium in simulated iron phosphate radioactive waste glass

岡本芳浩; 小林秀和; 塩飽秀啓; 捧賢一; 畠山清司*; 永井崇之

Journal of Non-Crystalline Solids, 551, p.120393_1 - 120393_8, 2021/01

https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2020.120393

被引用回数：5 パーセンタイル：36.33(Materials Science, Ceramics)

模擬廃液を含有した鉄リン酸ガラス試料におけるルテニウムの化学状態を、X線吸収微細構造(XAFS)およびイメージングXAFSによって調べた。EXAFS分析の結果、30mol%Fe $_{2}$ O $_{3}$ -P $_{2}$ O $_{5}$ ベースガラスに、廃棄物成分が10wt.%以下の場合では、ルテニウムがガラス相に含まれることを示唆された。他の試料では、ルテニウムは、主に結晶性RuO $_{2}$ として存在することが確認された。イメージングXAFS分析からは、RuO $_{2}$ の析出が確認されたが、全ての試料において、大きさ50m以下の小さいものであった。ホウケイ酸ガラス系で観察されるような、RuO $_{2}$ の凝集体は、本研究における鉄リン酸ガラス試料では確認されなかった。

論文

ホットサーモカップルを用いた鉄リン酸ガラス原料調製時のFe-K吸収端XANESスペクトル高温測定

永井崇之; 小林秀和; 岡本芳浩

Photon Factory Activity Report 2016, 2 Pages, 2017/00

http://pfwww.kek.jp/acr/2016pdf/u_reports/pf16b0072.pdf

本研究は、鉄リン酸ガラス原料の出発物質である酸化鉄(Fe $_{2}$ O $_{3}$ )と正リン酸(H $_{3}$ PO $_{4}$ )の混合物を試料とし、鉄リン酸ガラス原料の調製過程における鉄(Fe)の原子価状態を評価するため、加熱装置を用いた放射光XAFS測定によりFe-K吸収端XANESスペクトルを観察した。本報は、放射光XAFS測定実験の状況及び得られた結果を報告する。

口頭

次世代再処理ガラス固化技術基盤研究,17; 低放射性廃棄物に対する鉄リン酸ガラスの適用性に関する基礎研究

石井健治*; 新井剛*; 佐藤史紀; 堀口賢一

no journal, ,

再処理施設から発生する低レベル放射性廃液の固化処理方法として、廃液成分中のリンを固化体骨格に利用可能な鉄リン酸ガラスに着目し、鉄とリンのマトリックスがアモルファスとなる領域の確認、Na充填量の確認及び廃液中の種々の夾雑元素が与える影響の調査を行った。

口頭

鉄リン酸ガラスを用いた低レベル放射性廃液固化に関する基礎研究

石井健治*; 新井剛*; 佐藤史紀

no journal, ,

再処理施設から発生する低レベル放射性廃液の固化処理方法として、廃液成分中のリンを固化体骨格に利用可能な鉄リン酸ガラスに着目し、廃液中の種々の夾雑元素が固化体物性に与える影響について調査をした。

口頭

AAF濃縮廃液及びSTリン酸廃液の固化処理への鉄リン酸ガラスの適応性検討

石井健治*; 新井剛*; 佐藤史紀

no journal, ,

再処理施設から発生する低レベル放射性廃液の固化処理方法として、廃液成分中のリンを固化体骨格に利用可能な鉄リン酸ガラスに着目し、模擬廃液を用いた固化処理試験を行った。

口頭

鉄リン酸ガラスの固化体性能に及ぼすアルカリ土類及び希土類元素混入の影響

茶木孝仁*; 新井剛*; 石井健治*; 佐藤史紀; 伊藤義之; 堀口賢一

no journal, ,

再処理工程由来の低レベル放射性廃液を鉄リン酸ガラス固化する場合の、廃液中のアルカリ土類元素及び希土類元素の影響について検討した。本検討から、鉄リン酸ガラス中の鉄に対してアルカリ土類元素や希土類元素をmol比で0.05程度まで混入しても、固化体形成及び耐水性への影響が少ないことが明らかとなった。

口頭

次世代再処理ガラス固化技術基盤研究,27; 低放射性廃棄物に対する鉄リン酸ガラスの適用性に関する基礎研究; 溶融ガラスの粘度測定

佐藤史紀; 石井健治*; 小島順二; 新井剛*

no journal, ,

再処理施設から発生する低放射性廃液の固化処理方法として、廃液中のリンを固化体の骨格に利用可能な鉄リン酸ガラスに着目し、溶融炉を運転する上で重要な溶融ガラスの粘度を測定した。

口頭

鉄リン酸ガラスを用いた低放射性廃液の減容化及びNaの浸出挙動に関する検討

茶木孝仁*; 新井剛*; 石井健治*; 佐藤史紀; 小島順二

no journal, ,

再処理施設から発生するリン酸塩やNa塩を多含する低放射性廃液の固化処理方法として鉄リン酸ガラス固化に着目した。鉄リン酸ガラスは廃液中のリンを構造の主骨格にできることから、廃棄体の減容が期待される。本研究では、Naを高充填可能な鉄リン酸ガラス組成の最適化及び鉄リン酸ガラスのNa保持性能について検討した。

口頭

次世代再処理ガラス固化技術基盤研究,31; 廃棄物含有鉄リン酸ガラスの放射光XAFSによる局所構造解析

岡本芳浩; 塩飽秀啓; 永井崇之; 小林秀和; 捧賢一; 畠山清司*

no journal, ,

高レベル廃液組成を模擬した廃液成分を含有した鉄リン酸(IP)ガラスにおける、FP元素の局所構造および化学状態について、放射光XAFSを用いて調べた。IPガラスフリットの組成および廃液成分の含有率による、ジルコニウム, モリブデン、およびルテニウム元素の局所構造の変化について、XAFSデータの解析から評価した。解析の結果、ルテニウムがガラス用に溶解している可能性があることが分かった。

口頭

低レベル放射性廃液固定化に向けた鉄リン酸ガラスの組成及び核種浸出挙動の検討

茶木孝仁*; 新井剛*; 石井健治*; 佐藤史紀; 小島順二

no journal, ,

再処理施設から発生するリン酸塩やNa塩を多含する低放射性廃液の固化処理方法として鉄リン酸ガラス固化に着目した。本研究で、鉄リン酸ガラスのNaを高充填可能な鉄リン酸ガラス組成の確認及び核種保持性能が良好であることが示された。

口頭

夾雑元素混入が鉄リン酸ガラスに及ぼす影響に関する研究

毛利雅裕*; 新井剛*; 茶木孝仁*; 佐藤史紀; 小島順二

no journal, ,

使用済核燃料再処理施設から発生する低レベル放射性廃液の固化処理方法として、廃液成分中に含まれるリンを固化体骨格に利用した鉄リン酸ガラスに着目した。本研究では、廃液中に含まれる核分裂生成物由来の夾雑元素が固化体形成に及ぼす影響について検討した。

口頭

放射性廃棄物の減容化に向けたガラス固化技術の基盤研究,42; 模擬廃液含有鉄リン酸ガラス流下試験と放射光分析

岡本芳浩; 小林秀和; 永井崇之; 小林博美*; 本間将啓*; 廣野和也*; 畠山清司*; 塩飽秀啓

no journal, ,

小型溶融炉試験装置を使用し、模擬廃液含有鉄リン酸ガラスの流下試験を実施するとともに、採取した固化試料について、放射光XAFS分析を行い、主要元素の化学状態を調べた。用いたベースガラスの組成は35mol%FeO-PO、模擬廃液成分は酸化物換算で20wt%とした。これらを、小型溶融炉内に、1150 $^{circ}$ Cの溶融状態で2.5時間保持した後に流下させた。流下試料の放射光分析の結果、セリウムの原子価がほぼ3価であること、モリブデンが還元されて5価であることから、ホウケイ酸ガラス系より還元的であることが明らかになった。また、イメージングXAFS分析により、ルテニウムがRuO $^{2}$ として微粒子状に分散しており、凝集していないことが明らかになった。これらの結果は、以前に実施したるつぼスケールで調製された試料の分析結果と同じ傾向であった。