原子価変化に誘起されるアクチノイドナノ粒子の凝集と溶解

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 15H04247
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 原子力学
• 研究機関: 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 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 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究主幹 (30354898)
• 研究協力者: 渡邉 雅之 ; 音部 治幹 ; 大内 和希
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: アクチノイド / コロイド / 電解析出 / 水晶振動子マイクロバランス / 還元 / インピーダンス測定

研究成果の概要

溶液中のアクチノイドの原子価変化と凝集反応という二つの反応が組み合わさった複合反応のメカニズムを、電気化学分析、水晶振動子マイクロバランス、インピーダンス測定により解明を試みた。ウラン4価の還元析出物であるコロイドが存在するとウラン5価の還元速度が増加することを見いたした。この触媒効果は、ウラン以外にもジルコニウム4価等の水酸化物コロイドが共存する場合にも観測されることを明らかにした。またウランとネプツニウムで電解析出挙動に明確な違いがあること、この差が析出化学種の電気化学特性に起因することを明らかにした。

自由記述の分野

アクチノイド溶液化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

福島第一原子力発電所の廃炉や放射性廃棄物処分時の環境水中でのウラン等のアクチノイドイオンの挙動予測は、安全評価上重要である。本研究では、原子価変化と凝集反応の二つの反応が組み合わさった新しい反応過程を見出し、その生成化学種を明らかにできた。今後の環境中での挙動予測において、新しい反応モデルの提案につながる成果である。