| 研究課題/領域番号 |
15H04239
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
桐島 陽 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (00400424)
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| 研究分担者 |
北辻 章浩 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, 研究主幹 (30354898)
秋山 大輔 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (80746751)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | ウラン廃棄物 / アクチノイド化学 / プロトアクチニウム |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、地球上に微量存在する元素ながら、物理・化学特性の解明が進んでいない天然のアクチノイド元素プロトアクチニウム(Pa)の溶液化学研究をマクロ量の231Paとトレーサー量の233Paを用い実施している。4年計画の2年目である平成28年度は以下の項目を実施した。
（１）231Pa ストック溶液の精製：231Paは壊変により子孫核種の227Ac, 227Th等が生じてくるため、およそ10か月に一度は電位差滴定や分光実験および電気化学測定を行うために精製が必要となる。そこで、Tri-iso-octyl Amine (TIOA) を抽出剤として用いて、子孫核種を水相に留め置き、Pa(V)のみを有機相に抽出した。その後、逆抽出することにより、Paを精製した。精製前および精製後のPa溶液のα線スぺクトロメトリを実施して、溶媒抽出により、231Paの子孫核種が分離除去されたことを確認した。
（２）吸収スペクトル測定：上記の手順で精製した231Pa溶液を液体シンチレーションカウンターおよび半導体検出器によりα線スぺクトロメトリ―を行い、定量した。その後、この溶液を塩酸溶液に調製し、フッ化物イオンを段階的に加え、UV-Vis-NIR領域で吸収スペクトル測定を行った。紫外領域にPa(V)イオンに起因する典型的な吸収ピークが確認された。ここから、フッ化物イオンとの錯生成定数の導出を試みた。
（３）233Paトレーサーミルキング法の確立
半減期27日の233Paは、200万年を超える半減期を持つ237Npの娘核種である。この233PaをPaのトレーサー核種として利用し、231Paの実験から得られるマクロ量の化学挙動と比較することを目的とし、237Npからのミルキング方法を検討した。各種の抽出剤を用いて溶媒抽出法を検討した結果、TIOAや２オクタノールを用いた分離法が最も効率的であった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
おおむね計画通りに進み、Pa精製手法やミルキング手法が確立され、光吸収スペクトル測定等の基礎的なデータの取得もできたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでに確立した実験手法を用いて、Paの加水分解や無機配位子との錯生成定数などの取得を進め、未知部分の多く残された天然元素であるPa の化学研究を進める。
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