リン酸化石膏粒の異なる画分中のウラン及びトリウム鎖状放射性核種の分布

Distribution of uranium and thorium chains radionuclides in different fractions of phosphogypsum grains.

• Piotr Szajerski

抄録

本研究は、非分画（ネイティブ）と分画されたホスホギ石膏副産物のホスホギ石膏試料のガンマ分光測定を用いて得られた結果を示すものである。リン酸化石膏を0.063未満, 0.063-0.090, 0.090-0.125, 0.125-0.250, 0.250mm以上の範囲の粒子径に分割し、放射性平衡に達した後、高分解能ガンマ線分析法を用いて分析した。その結果、本材料の特定の粒径画分間ではRa分布に大きな差異は見られないが、特定の粒径画分では放射性核種が優先的に保持される傾向が見られることがわかった。結果を詳細に分析した結果、ラジウムは粒径の小さい画分で優先的に保持され、鉛やトリウムは粗い画分で保持されていることが明らかになった。その結果、リン酸石膏の特定の画分間のRa活性濃度は、非画分では-34から+47%の間で変動し、Pb活性濃度は-26から+38%の間で変動していることがわかった。おそらく、ラジウムの石膏相への取り込みのメカニズムは、ラジウムを含む硫酸塩相の形成と硫酸カルシウム結晶への表面吸着に基づいていると考えられるが、鉛やトリウムイオンについては、むしろ結晶格子への取り込みの方が可能性が高いと予想される。

This work presents results obtained using gamma spectrometry measurements of phosphogypsum samples on a non-fractionated (native) and fractionated phosphogypsum byproduct. The phosphogypsum was divided into particles size fractions within the range of < 0.063, 0.063-0.090, 0.090-0.125, 0.125-0.250, and over 0.250 mm and analyzed after reaching radioactive equilibrium using high-resolution gamma spectrometry technique. It was found that there is no significant differentiation between Ra distribution among particular grain size fractions of this material; however, tendency for preferential retention of radionuclides in particular grain size fractions is observed. The detailed analysis of results revealed that radium is preferentially retained in smaller grain size fractions, whereas lead and thorium in coarse fractions. The results indicate that overall Ra activity concentrations between particular fractions of phosphogypsum vary globally between - 34 and + 47% regarding non-fractionated material, and for Pb activity concentration, fluctuations are found between - 26 up and + 38%. Presumably, the mechanism of radium incorporation into gypsum phase is based on a sequence of radium bearing sulfate phases formation followed by a surface adsorption of these phases on the calcium sulfate crystals, whereas for lead and thorium ions, rather incorporation into crystal lattice should be expected as more likelihood process.