非対称性を志向した 4価ウラン錯体の発光制御

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K06673
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: 青柳 登 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力基礎工学研究センター, 研究副主幹 (80446400)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: ウラン（IV） / レーザー蛍光

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、低酸化状態にあるウラン化合物のあらたな発光制御機能を開拓することを目指す。特に４価ウランの光物性に注目し、錯体構造と電子スペクトルの相関を明らかにするために、対称性・非対称性を設計指針として意識したウラン有機配位子錯体を合成する。
初年度における研究では、出発物質となるUX4（X=Cl-）の合成を東北大学に設置されたグローブボックスおよび不活性雰囲気に調整された反応炉にて行った。ウラン酸化物の（UO2あるいはU3O8）選定と反応温度、反応時間の選択により、一定収量の緑色化合物が得られた。得られた生成物はこの反応温度よりも50℃～100℃高い温度で昇華精製した。得られた純度の高い物質の時間分解型レーザー誘起蛍光分光法によるキャラクタリゼーションを行った。
また、原子力機構内に、4価ウラン発光の研究に必要な実験環境であるグローブボックスの酸素濃度計を整備した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ハロゲン化合物の合成経路の選定、必要な実験環境の整備を進めた。これらは実際に行うには非常に時間のかかる研究課程であり、このことに一定の道筋が得られたということは、今後この研究を進める基盤となる。したがって現在までの進捗は概ね計画通り順調に進展しているといえる。

Strategy for Future Research Activity

合成・精製されたウラン（IV）錯体の赤外吸収、ラマン分光、レーザー分光スペクトルを計測し、基礎物性を把握する。振動分光である赤外吸収・ラマン分光は試料を封入する非ガラス容器は適切に選定する。ガラス封入された試料はレーザー分光によって発光寿命・発光スペクトルを分析する。特に、近赤外領域での発光プロファイルは未解明なため、これを計測する装置環境を整備する。

Causes of Carryover

合成設備の更新に当初よりも期間を要し、適切なハロゲン化合物の選定が後倒しになったことで、次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

整備したグローブボックス環境内で調整した試薬を用いた分光結果を学会等で発表するために使用する。