局所構造解析に基づく黒雲母の風化プロセスと構造変化が収着特性に与える効果の解明

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原子レベルでの黒雲母の風化過程とセシウムとの相互作用についての研究課題において、今年度は以下の３つの小課題に取り組んだ。1、福島県阿武隈花崗岩の風化帯露頭から採取を行った黒雲母試料の鉱物学的・化学的特徴を明らかにするという目的で透過型電子顕微鏡による観察および粉末X線回折による分析を行った。今年度後期に黒雲母―バーミキュライトの混合層構造についてのX線回折に基づく解析を行い、天然試料において初めて風化に伴う混合層構造の特徴の変化を定量的に示すことに成功した。昨年度から風化黒雲母粒子内の組成の不均質性を多数の電子プローブ微小分析による元素マッピングを通して評価してきた結果についての取りまとめも今年度に並行して行った。２、風化した黒雲母中の鉄の価数の分布とバーミキュライト化の分布との関係を明らかにするために放射光を用いたマイクロＸ線吸収微細構造(マイクロXAFS)による分析を昨年度に行ったが、今年度はその結果の解析および解釈を中心に行った。マイクロXAFSの結果に基づくと同一粒子内のバーミキュライト化した部分と黒雲母部分で鉄価数に違いはないことが示唆され、3価の鉄は粒子の端部で多く、粒子内部で少ない傾向を示した。バーミキュライト化した部分との相関は見られなかったため、鉄の酸化とバーミキュライト化はそれぞれ別個に反応が進行すると考えられる。３、日本粘土学会の参考試料として新たに採用された、南アフリカ, パラボラ産の”ハイドロバイオタイト”の鉱物学的評価をまとめた学術論文を昨年度に投稿し、今年度前期に2度の改訂を経て受理された。なお、上記の複数の研究成果は論文として取りまとめて、今後公表される予定である。