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2016 年度 実績報告書

非線形分光を利用するアクチノイドの界面スペシエーション・イメージング

研究課題

研究課題/領域番号 26249148
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

木村 貴海  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, 研究主席 (20354897)

研究分担者 渡邉 雅之  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 (70354842)
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)
斉藤 拓巳  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (90436543)
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, 研究職 (80446400)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード界面 / 非線形分光 / 振動分光 / アクチノイド / 水晶振動子マイクロバランス
研究実績の概要

二次の非線形振動分光であるヘテロダイン検出振動和周波発生(HD-VSFG)分光の測定装置を構築し、酸性リン酸エステルによるランタノイドの溶媒抽出に関する研究成果を得た。HD-VSFG分光法を用いて界面の振動スペクトルを測定することによって、ジ-2-エチルヘキシルリン酸(HDEHP)と硝酸ユウロピウム[Eu(NO3)3]を溶かした水溶液の表面で形成したEu(III)とHDEHP錯体の構造は、水相中や有機相中で存在している錯体の構造とは大きく異なった構造で存在していることが分かった。この結果は、溶媒抽出反応において界面で中間体が生成し、その中間体はバルク相中では見られない“特殊な”金属錯体であることを示しており、溶媒抽出機構の解明に迫る重要な研究成果である。
また、水晶振動子マイクロバランスを用いて、電気化学反応によって時々刻々と生成する金電極表面の析出物の質量変化を測定し、様々なアクチノイドイオンの還元反応に関する知見を得ることができた。特に6価のウラニルイオンや5価のネプツニルイオンの電解還元と、これに伴う生成物の電極表面への析出、凝集現象を観察し、反応機構を解明することができた。この研究成果により今後HD-VSFG分光法により核燃料等固体表面のアクチノイドの化学状態を解明するための基礎的な知見が得られた。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Europium binding to humic substances extracted from deep underground sedimentary groundwater studied by time resolved laser fluorescence spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Takumi Saito, Noboru Aoyagi, Motoaki Terashima
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Science and Technology

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [学会発表] 高レベル廃液の溶媒抽出法の向上を目指した界面の分光研究2017

    • 著者名/発表者名
      日下 良二、渡邉 雅之
    • 学会等名
      日本原子力学会2017年春の年会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2017-03-27 – 2017-03-29
  • [学会発表] ウランの還元と析出反応の関係2017

    • 著者名/発表者名
      大内 和希、音部 治幹、北辻 章浩、
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会 (2017)
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [学会発表] 電解析出した 4 価ウランの状態変化2016

    • 著者名/発表者名
      大内 和希、北辻 章浩、音部 治幹、 木原 壯林
    • 学会等名
      第62回ポーラログラフィーおよび電気分析化学討論会
    • 発表場所
      宮古島市中央公民館大ホール(沖縄県宮古島市)
    • 年月日
      2016-11-19 – 2016-11-21
  • [学会発表] Deposition of uranium oxide following the reduction in weak acid solution using Electrochemical Quartz Crystal Microbalance (EQCM)2016

    • 著者名/発表者名
      大内 和希、音部 治幹、北辻 章浩、山本 正弘
    • 学会等名
      PACIFIC RIM MEETING 2016 (PRiME 2016)
    • 発表場所
      ハワイコンベンションセンター(米国ハワイ州ホノルル)
    • 年月日
      2016-10-02 – 2016-10-07
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrode reduction of actinyl ions followed by deposition in weak acid solution2016

    • 著者名/発表者名
      北辻 章浩、大内 和希、音部 治幹
    • 学会等名
      Plutonium Futures 2016
    • 発表場所
      Baden-Baden (Germany)
    • 年月日
      2016-09-18 – 2016-09-22
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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