液液界面で起こる溶媒抽出機構の解明とそれに基づいた核分裂生成物の分離法の開発

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K14919
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 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: 日下 良二 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, 研究職 (30733125)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 表面・界面 / 溶媒抽出 / ランタノイド / アクチノイド / 錯体 / 和周波発生分光 / 振動分光

研究成果の概要

溶媒抽出の近似モデル界面、空気/抽出剤/水相の気液界面に振動和周波発生分光法を適用し、金属が水相から有機相に移動する機構の解明を目指した。ジ-2-エチルヘキシルリン酸(HDEHP)抽出剤を用いたランタノイド（Ln)の溶媒抽出系では、界面でLnはHDEHPと水分子に挟まれた錯体を形成することを明らかにし、この界面錯体の形成が有機相へのLn抽出を誘起する溶媒抽出機構を提唱した。一方、リン酸トリブチル(TBP)抽出剤を用いたウラン(VI)の溶媒抽出系では、ウラン(VI)-TBP界面錯体は形成しないことを明らかにし、ウラン(VI)-TBP錯体は有機相中で形成する機構を提唱した。

自由記述の分野

分子分光

研究成果の学術的意義や社会的意義

溶媒抽出の界面は溶媒抽出の性能を左右する働きを担っている。従って溶媒抽出の界面で何が起こっているのかを明らかにすることができれば、界面の化学反応の制御と利用により溶媒抽出技術の向上が狙えることにつながる。今回の成果は、溶媒抽出界面の分子科学的状態を明らかにしたことであり、今後、溶媒抽出の性能との連関や界面の化学状態の制御法を見出すことによって、界面反応に立脚したの溶媒抽出技術向上の手掛かりになると考えられる。