並列タイトル等Structural investigation of borosilicate glasses by using XAFS measurement in soft X-ray region, 2 (Joint research)
一般注記ホウケイ酸ガラス中のガラス成分や廃棄物成分の局所構造は、その化学組成によって変化する。本研究は、原料ガラスや模擬廃棄物ガラスを対象に軟X線領域のXAFS測定を実施し、原料ガラス成分のホウ素(B)やケイ素(Si)、廃棄物成分の鉄(Fe)やセシウム(Cs)の化学的状態等を評価した。模擬廃棄物ガラスの化学的安定性を把握するため、浸出試験に供した模擬廃棄物ガラス表面を対象に、FeのL$_{3}$、L$_{2}$吸収端及びCsのM$_{5}$、M$_{4}$吸収端XANESスペクトルを測定した。その結果、浸出時間の経過とともにガラス試料重量の減少や浸出液中の溶出元素濃度の増加が確認された状況と同様、CsのM$_{5}$、M$_{4}$吸収端XANESスペクトルが消失し、FeのL$_{3}$、L$_{2}$吸収端スペクトル形状が変化することを確認した。また、浸出試験後の模擬廃棄物ガラスは、ラマン分光測定でも観察されたように表面に化合物層を形成するため、明瞭なBのK吸収端XANESスペクトルは得られないことが分かった。Na$_{2}$O濃度によるSi局所構造への影響を確認するため、Na$_{2}$O濃度が異なる原料ガラスを対象に、全電子収量法(PEY)でSiのK吸収端XANESスペクトルを測定した。その結果、Na$_{2}$O濃度が高くなるとSiのK吸収端ピークエネルギーは低下し、7wt\%Na$_{2}$O前後でピーク強度が高くなることを確認した。
The local structure of glass-forming elements and waste elements in borosilicate glasses varies with its chemical composition. In this study, borosilicate glass frit and simulated waste glass samples were prepared and the chemical state regarding boron (B), silicon (Si) and waste elements of iron (Fe), cesium (Cs) were estimated by using XAFS measurement in soft X-ray region. Following results were obtained by XAFS measurements of simulated waste glass surfaces after immersion test to investigate the long chemical stability. (1) As the leaching time of glass samples in immersion test passed, the Cs M$_{5}$, M$_{4}$-edge XANES spectra disappeared and the Fe L$_{3}$, L$_{2}$-edge spectra changed. (2) A new compound was formed on the sample surface after the immersion test, and these changes in the surface state were confirmed by Raman spectroscopy. However, it became difficult to obtain a clear B K-edge XANES spectrum by forming a compound on glass surfaces. The Si K-edge XANES spectra of borosilicate glass frits with different Na$_{2}$O content were measured, and following was confirmed. (1) As the Na$_{2}$O concentration increases in borosilicate glass frit, the K-edge peak of Si shifts to the low energy side. (2) The intensity of the Si K-edge peak is maximum when the Na$_{2}$O content in glass frits was about 7wt\%.
一次資料へのリンクURL/JAEA-Research-2022-008.pdf （fulltext）
連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
提供元機関・データベース日本原子力研究開発機構 : JOPSS:JAEA Originated Papers Searching System