2009 Fiscal Year Annual Research Report
in-situ近接場蛍光・ラマン顕微測定システムの開発と核種吸着構造同定
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20246137
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
田中 知 The University of Tokyo, 大学院・工学系研究科, 教授 (10114547)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長崎 晋也 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20240723)
斉藤 拓巳 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (90436543)
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| Keywords | 近接場光顕微鏡 / 吸着構造 / 天然バリア / 表面錯体 / 放射性廃棄物処分 / 移行遅延 |
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| Research Abstract |
放射性廃棄物処分安全評価の信頼性を向上させ、合理的な処分システムを実現するためには、放射性核種の移行に対する主要な遅延プロセスである鉱物への吸着現象を理解・モデル化する必要がある。一方、実環境を構成する鉱物は本質的に不均質であり、従来の実験室系における、単一の鉱物への吸着実験に基づく理解では不十分である。本研究では、光の検出限界を超えた分光測定を可能とする近接場光を用いた顕微測定により、サブマイクロ～ナノスケールで、鉱物への核種の吸着構造を同定することを目的としている。平成21年度は、昨年度に構築した近接場蛍光・ラマン顕微測定システムの検証と鉱物吸着系への適用に際して、装置の更なる拡張を行い、実際に、放射性廃棄物処分で重要となる6価ウラン(UO22+)の計測を実施した。
まず、上述の装置を使用した局所的な蛍光測定におけるS/N比の向上と測定下限吸着量の低減を目的に、ファイバーを用いずに直接試料にレーザを照射し、発生する蛍光を先端がナノメートルスケールの近接場光プローブファイバを用いて近接場光として集光するコレクションモードを新規に採用し、そのための光学系の導入を行った。拡張したシステムを使用して、UO22+の水酸化物・酸化物固相を対象とし、プローブによる表面の走査によって得られる形状プロファイル上の異なる点における近接場蛍光測定を実施した結果、蛍光寿命の異なる蛍光スペクトルが得られた。この結果は、表面のサブマイクロスケールの不均質性を反映しているものと言える。
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