ニアフィールドにおけるアクチニドコロイドの移行に関する研究(V)

Migration behavior of actinide colloids in near-field

長崎 晋也*

Nagasaki, Shinya*

NpO2+のイライトへの吸着平衡ならびに吸着速度をpH=6において測定した。測定した吸着データはLangmuir型ではなく、Langmuir-Freundlich型の吸着等温線でフィッティングできることがわかった。フィッティングパラメータである不均質係数は0.89+-0.05であり、affinity spectraの半値幅(HWHM)はlog単位で0.19であった。このことは、本研究で使用したイライトの表面はNpO2+の吸着に対して比較的不均質性が弱いことを示している。またkinetic spectraから、NpO2+はイライトの外表面に吸着するが、層間には吸着しないことがわかった。kinetic spectraのHWHMは0.18logであった。HWHMがaffinity spectraと同程度であったことは、同じ吸着サイトの影響を受けている可能性を示唆するものである。平度であったことは、同じ吸着サイトの影響を受けている可能性を示唆するものである。平均の吸着速度の温度依存性から、吸着の見かけのエンタルピーとエントロピーはそれぞれ、37+-3kj/molと-69+-7j/mol・Kと評価された。このエンタルピーの値は、吸着プロセスがイライト表面の境膜における拡散律速であることを示している。また、Na型モンモリロナイトへのNpO2+とNp(V)炭酸錯体(主にNpO2CO3-)の吸着平衡と吸着速度についても、同様にaffinity spectraとkinetic spectraを適用して評価を行った。

Equilibrium and kinetics of sorption of NpO on illite were investigated at pH = 6 by using the differential pulse anodic stripping voltammetry method and the spectroscopic method, respectively. It was found that the sorption isotherm obtained was fitted better by the Langmuir-Freundlich type equation than by the Langmuir equation. The heterogeneity coefficient was 0.89 0.05 and the half width at half maximum (HWHM) of affinity spectrum was 0.19 log unit, indicating that the surfacc of illite used has a low degree of heterogeneity. The kinetic spectra indicated that the sorption of NpO occurs only at the outer surfacc. The mean HWHM of the kinetic spectra was 0.18 log unit. This also proves that the sorption kinetics of NpO on the illite used is controlled by the same heterogeneity of the sorption sites. From the dependence of mean rate constants on temperature, a mean apparent activation enthalpy and a mean apparent activation entropy were evaluated at 373 kJ/mol and - 69 7 J/Kmol, respectively. This value of enthalpy suggests that the sorption is not controlled by diffusion through the hydrodynamic film around the illite. Equilibrium and kinetics of sorption of NpO and Np(V) carbonate complexes (mainly NpOCO) on Na-montmorillonite were also examined by using same technique.