Sorption and reduction of Neptunium(V) on the surface of iron oxides

鉄酸化物表面へのNp(V)の吸着と還元

中田 弘太郎*; 長崎 晋也*; 田中 知*; 坂本 義昭 ; 田中 忠夫 ; 小川 弘道

Nakata, Kotaro*; Nagasaki, Shinya*; Tanaka, Satoru*; Sakamoto, Yoshiaki; Tanaka, Tadao; Ogawa, Hiromichi

鉄酸化物はその表面で放射性核種を吸着することにより、地層中での放射性核種の移行を遅延させることが知られている。このような吸着反応において酸化還元反応に敏感な一部の元素に対して、単なる吸着だけでなく、鉄鉱物中のFe(II)による還元反応を伴う吸着反応の可能性が指摘されてきた。そこで、本研究ではFe(II)を含むマグネタイトとFe(III)のみのヘマタイトへのNp(V)の吸着反応について、大気条件下及び低酸素条件下で調べた。その結果、マグネタイトに対しては低酸素条件下でのNp(V)の吸着量が大気条件下よりも増加するとともに、その吸着形態は大気条件下で見られたイオン交換的な吸着よりも強い結合であることが示された。しかし、ヘマタイトではこのような現象が認めらないこと、低酸素条件下でマグネタイトに吸着したNpがNp(IV)を抽出するTTAで抽出された結果から、低酸素条件下ではマグネタイトへのNp(V)の吸着がNp(IV)への還元を伴う吸着現象である可能性を示唆した。

Sorption and desorption experiments of Np on magnetite and hematite under aerobic and anaerobic conditions were carried out to investigate the possibility of reduction of Np(V) to Np(IV) on the surfave of iron oxides including Fe(II). The results indicated that Np sorption mechanism on magnetite under anaerobic condition was completely different from that under aerobic condition. The evidence of the presence of Np(IV) on magnetite surface after sorption was obtained from the extraction experiment with TTA/xylene solution.