気相反応による超アクチノイド元素の化学的性質の研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13640556
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 工藤 久昭 新潟大学, 理学部, 助教授 (30170004)
• Keywords: 超アクチノイド元素 / ラザホージウム / 気相反応 / 等温クロマトグラフ

Research Abstract

本研究は、迅速化学分離法である気相反応を利用し、超アクチノイド元素の化学的性質を調べることである。まず、超アクチノイド元素の最初の元素である104番元素ラザホージウム(Rf)の化学的性質解明のため、等温ガスクロマトグラフ法を用いて、同族元素であるZrやHfとの比較により検討した。前年度に開発した等温ガスクロマトグラフ装置の性能評価を、加速器で生成した短寿命のジルコニウムとハフニウムの同位体を用いてオンライン実験を行った。その結果、オフラインと同様の化学収率で、しかも、その反応が十分迅速(数秒)であることを確認した。また、Rfはα放射体であるため、その測定のための再搬送装置を作製し、その性能の検討を行い、Rfの測定に十分なものであることを確認した。4族元素は酸素との親和性が強く、実験系に酸素が関与すると、クロマト挙動が複雑になるが、本研究では、実験に際して、酸素濃度を厳しく監視して、四塩化物が合成されていることを確認して検討した。Zr, HfおよびRfの同位体を同時に合成し、同時に化学分離をした結果、等温ガスクロマトグラフ分離されたRfのα線スペクトルを観測することができ、ZrおよびHfと同様な反応条件で、揮発性Rf塩化物が生成され、輸送されたことを確認した。さらに等温カラム温度に対する相対収率の変化を調べたところ、これまでの報告と異なり、Zr, HfおよびRfはすべて同様な挙動を示すことを見出した。Zr, Hfはマクロ量でもその性質が非常によく似ており、今回の結果がそれに矛盾しないことから、Rf塩化物がZrやHf塩化物とよく似た傾向をもつことを確かめることができた。この結果は、Zr, HfおよびRf塩化物について直接比較を行うことにより、本研究で初めて得られたもので、相対論計算からの予想と矛盾しないものであることがわかった。

Research Products

• [Publications] H.Hada: "Startup pf transactinide chemistry in JAERI"Radiochim. Acta. 89. 733-736 (2001)
• [Publications] D.Kaji: "Status of Heavy Element Synthesis in RIKEN"J. Radioanal. Nucle. Chem.. 255. 77-80 (2003)
• [Publications] T.Kaneko: "Isothermal Gas Chromatography of Chlorides of Zr and Hf as Rf Homologs"J. Radioanal. Nucl. Chem.. 255. 381-384 (2003)
• [Publications] S.Ono: "Thermaochromatographic Behavior of Fission Products Clombines with Dipivaloylmethane"J. Radioanal. Nucl. Chem.. 255. 571-574 (2003)