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| パウルシェレライト | |
|---|---|
| 一般的な | |
| カテゴリ | 酸化鉱物、 水酸化ウラニル |
| 式 （繰り返し単位） | ウラン2（OH）2 |
| IMAシンボル | ピッケル[1] |
| シュトランツ分類 | 4.GA.05 |
| 結晶系 | 単斜晶系 未知の空間群 |
| 識別 | |
| 色 | カナリアイエロー |
| クリスタル習慣 | 微結晶粉末 |
| 胸の谷間 | 未定 |
| 骨折 | 未定 |
| モース 硬度 | 未定 |
| 連勝 | 黄色 |
| 比重 | 6.66グラム/ cm3 |
| 紫外線 蛍光 | なし |
| その他の特徴 |  放射性 |
| 参考文献 | [2] [3] |
パウルシェレライト（UO 2 (OH) 2 ）は、六価ウラン水和物/水酸化物のシェーパイト亜群に属する鉱物で、新たに命名された。単斜晶系であるが、単結晶の研究が行われていないため、空間群は決定されていない。パウルシェレライトは、長さ約 500 nm の黄色い微結晶粉末状生成物として産出する。メタシェーパイトなどのウラン鉛含有鉱物の風化と最終的な仮像形成によって形成される。パウルシェレライトの基準産地は、南オーストラリア州ノースフリンダース山脈のマウントペインター近くのラジウムリッジのナンバー 2 ワーキングスで、この地域では何百万年もの間、放射性熱によって水熱活動が促進されてきた。この鉱物は、デバイ・シェラーX 線粉末回折カメラの共同発明者であるスイスの物理学者ポール・シェラーにちなんで命名された。ポールシェレライトと関連鉱物の研究は、採掘現場周辺のウランの移動性を理解するために、また核兵器の保管と核廃棄物の封じ込めのための効果的な戦略を設計するために重要です。
導入
四マリエライトグループのシェーパイトサブグループであるシェーパイト、メタシェーパイト、パラシェーパイト、および「脱水シェーパイト」は、密接に関連した六価ウラン（ウラニル）酸化物水和物/水酸化物です。[4]シェーパイトは、1923年にTLウォーカーによって初めて説明され、さまざまなサブグループ間の関係の決定はそれ以来継続されています。詳細なX線粉末回折と単結晶研究により、サブグループの残りの部分をもたらすシェーパイトの自然な脱水プロセスに対する理解が深まりました。[5] 「脱水シェーパイト」は、オーストラリアのアデレード大学のジョエル・ブルッガー率いる地質学者チームによって鉱物種として正式に説明され、式UO 3 ·1.02H 2 O のポールシェレライトという名前が付けられました。
構成
ポールシェレライトの実験式は UO 3 ·1.02H 2 O です。その他のシェーパイト グループの式は、シェーパイト (UO 2 ) 8 O 2 (OH) 12 · 12H 2 O およびメタシェーパイト UO 3 ·1-2H 2 O です。電子マイクロプローブ 20 ポイント分析により、これはほぼ純粋な酸化ウラニル水酸化物/水和物であり、Al、Ba、Pb などの微量元素が約 1 wt% 未満であることが示されました。簡略化された構造式は UO 2 (OH) 2 で、水の存在が必要です。UO 3 93.96、H 2 O 6.04、合計 100.00 wt%。表 1 は化学組成の分析を示しています。ポールシェレライトは常に粉末の形で存在し、相当量のメタスコエピットと混合されているため、熱重量分析（TGA）が水分測定の最良の方法です。[6]
構造
パウルシェレライトは単斜晶系（擬斜方晶系）で、a = 4.288(2)、b = 10.270(6)、c = 6.885(5)Å、β = 90.39(4) = 90.39(4)o、V = 303.2(2)Å3、Z = 4です。単結晶の研究が行われていないため、空間群は決定されていません。非常に小さい結晶子（数十ナノメートル未満）を考えると、 β が 90° に近い単斜晶系セルと斜方晶系セルを区別することは非常に困難です（Bevan ら、2002 年）。見つかった 46 の反射すべてを説明する可能性のある空間群には、P 2、P 2 1、P 2/ m、およびP 2 1 / mが含まれます。密接に関連するシェーパイト[7] 、メタシェーパイト[8]の構造は、水素結合した水分子が点在する、辺を共有するUO 7五角形双錐体によって形成された層で構成されています。一方、斜方晶系α-UO 2 (OH) 2（合成された「脱水シェーパイト」）の構造は、辺を共有するUO 8 六角形双錐体によって形成された層で構成されています。[9]シェーパイト/メタシェーパイトとα-UO 2 (OH) 2 のウラニルシートは、 2(OH) = O 2 + 空孔の置換を介して位相的に関連しています。[6]
物理的特性
パウルシェレライトは、最大長が約 500 nm の微結晶粉末状生成物として生成します。メタスコエピットなどのウラン鉛含有鉱物の風化と最終的な仮像形成によって形成されます。[6]パウルシェレライトはカナリアイエローで、黄色の縞があり、蛍光はありません。鉱物が粉末状であるためモース硬度は測定できず、劈開や破損は観察されません。計算された密度は、理想式 UO 2 (OH) 2の場合、6.66 g/cm3 です。光学特性は記録されていません。パウルシェレライトの物理的特性の一覧については、表 1 を参照してください。
地質学的発生
ポールシェレライトの基準産地は、南オーストラリア州ノースフリンダース山脈のマウントペインター近くのラジウムリッジのナンバー2ワーキングスで、ウランとトリウムに非常に富んだ花崗岩と片麻岩が大量に含まれています。ナンバー2ワーキングスは、細粒のモナザイト（Ce）、ゼノタイム（Y）、およびCa-Fe-リン酸マトリックスと豊富な鉄に富んだユークセナイトを伴う塊状の粗粒ヘマタイトのレンズを露出しています。 [ 6]ウラン、トリウム、カリウムに富む岩石によって生成された放射性熱は、数億年にわたって水熱活動を駆動しました。[10]これらの高温水熱鉱化の条件は、メタスコエパイトの脱水生成物であるポールシェレライトの豊富な鉱床の形成と堆積に最適です。二次ウラン鉱物は、主にヘマタイト/石英の空洞に存在し、 ウィークサイト、ベータウラノフェン、メタトルベルナイト、ソディライト、カソライト、ビリエタイト、重晶石などがある。[11]図3は、マウントジー-マウントペインター浅熱水系の地形を示している。「脱水シェーピタイト」は、米国ニューハンプシャー州のラグルズとパレルモの花崗岩ペグマタイトにおけるウラニナイトの風化の初期生成物としても特定されている[12]
特別な特徴
シューパイト、メタシューパイト、ポールシェレライトは、ウラン鉱などのウラン鉱物の風化と人為的ウラン含有固体の腐食によって生成されます。[13]シューパイトサブグループのオキシ水酸化物は、より複雑で安定した集合体の形成の前駆物質として機能します (Brugger et al. 2003)。これらの鉱物の研究は、採掘現場周辺のウランの移動性を理解するだけでなく、核兵器の保管と核廃棄物の封じ込めのための効果的な戦略を設計するためにも重要です。
略歴
パウルシェレライトは、スイスの物理学者パウル・シェラー（1890-1969）の鉱物学と原子核物理学への重要な貢献を称えて名付けられました。1916年にゲッティンゲン大学在学中、シェラーは、シェラーの指導者で後にノーベル賞受賞者となるピーター・デバイとともに、粉末回折理論（シェラー方程式）を開発し、デバイ・シェラーX線粉末回折カメラを設計しました。[6] 1920年までに、シェラーは原子核物理学に興味を持ち、チューリッヒ工科大学の教授に任命され、固体物理学、原子核物理学、電子工学の初期の開発に携わりました。1946年にスイス原子力研究委員会の委員長に任命され、1954年にジュネーブ近郊の欧州原子核研究機構（CERN）の設立に参加しました（Hephaestus、2011）。 1988 年以来、ポール シェラー研究所はスイス最大の国立研究機関であり、素粒子物理学、材料科学、核エネルギーと非核エネルギーの研究に取り組んでいます。この鉱物の名前は、現在オーストラリアのアデレード大学の QEII 研究員であるスイス出身のジョエル ブルッガーによって提案されました (MMSN、2011)。
参照
参考文献
- ^ Warr, LN (2021). 「IMA–CNMNC承認鉱物記号」. Mineralogical Magazine . 85 (3): 291–320. Bibcode :2021MinM...85..291W. doi : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID 235729616.
- ^ Mindat Paulscherrerite ページ
- ^ 鉱物アトラス パウルシェレライトのページ
- ^ Burns, PC (1999) ウランの結晶化学。PC Burns および R. Finch 編著『ウラン: 鉱物学、地球化学、環境』第 38 巻、23～90 ページ。鉱物学レビュー、米国鉱物学会、バージニア州シャンティリー。
- ^ Finch, RJ, Hawthorne, FC, Miller, ML, Ewing, RC (1997) X線粉末回折法によるシェーパイト、(UO 2 ) 8 O 2 (OH) 12 •12H 2 Oおよび関連鉱物の区別。粉末回折、12、230–238。
- ^ abcde Brugger, J., Meisser, N., Etschmann, B., Ansermet, S., Pring, A. (2011a) 南オーストラリア州、フリンダース山脈北部、マウント・ペインター・インリアー、ナンバー2作業場産のポールシェライト：「脱水シェーパイト」は結局鉱物である。American Mineralogist、96、229–240。
- ^ Finch, RJ, Cooper, MA, Hawthorne, FC (1996) シェーパイトの結晶構造、[(UO 2 ) 8 O 2 (OH) 12 ](H 2 O) 12 . Canadian Mineralogist, 34, 1071–1088.
- ^ Weller, MT, Light, ME, および Gelbrich, T. (2000) ウラン(VI)酸化物二水和物 UO 3 2H 2 O の構造; 合成メタスコエパイト (UO 2 ) 4 O(OH) 6 · 5H 2 O. Acta Crystallographica, B56, 577–583.
- ^ Taylor, JC (1971)「水酸化ウラニルの構造と形状」Acta Crystallographica, B27, 1088–1091.
- ^ Brugger, J., Foden, J., Wulser, P. (2011b) 地表に表れるウランに富む古生代熱水系の生成と保存（南オーストラリア州ノース・フリンダース山脈）：地質学的時間スケールで地域熱水循環を駆動する放射性熱。Astrobiology、11.6、499。
- ^ Brugger, J., Krivovichev, SV, Berlepsch, P., Meisser, N., Ansermet, S., および Armbruster, T. (2004) スプリッジ石、Pb 3 (UO 2 ) 6 O 8 (OH) 2 (H 2 O) 3 、β-U 3 O 8型シートを持つ新鉱物：説明と結晶構造。American Mineralogist、89、339–347。
- ^ Korzeb,SL, Foord,EE, Lichte,FE (1997) ニューハンプシャー州ラグルズとパレルモの花崗岩ペグマタイト産のウラン鉱物の化学的進化と共生関係。Canadian Mineralogist、35、135-144。
- ^ Finch, RJおよびEwing, RC (1992)「酸化条件下でのウラン鉱の腐食」Journal of Nuclear Materials、190、133–156。