Extraction separation of trivalent minor actinides from lanthanides with hydrophobic derivatives of TPEN

TPEN疎水化誘導体による3価マイナーアクチノイドとランタノイドの抽出分離

松村 達郎  ; 竹下 健二*

Matsumura, Tatsuro; Takeshita, Kenji*

分離変換技術への適用を目的として、TPEN誘導体を応用した新規なMA/Ln分離プロセスの開発を進めている。TPENは六座配位子であり、金属イオンを包み込む包接型の配位子である。TPENは良好なAm(III), Ln(III)分離性能を有しており、MA分離プロセス構築の可能性を持っている。しかし、実プロセスへの適用性の観点からは重要な問題があり、特にTPENが水溶性であることは、処理溶液のAm(III)の濃度が高い場合には非常に大きな問題となりうる。本研究では、TPENの疎水性をアルキル基の導入によって向上させ、Am(III), Eu(III)分離性能への効果を確認した。疎水化誘導体の合成を試み、3種類の誘導体の合成に成功した。これらの誘導体について、Am(III)とEu(III)の抽出性能と分離性能を実験によって評価した。これらの誘導体のうち、tpdbenは良好な分離性能を示し、SFは最大で35であった。

We are developing a new MA/Ln separation process with TPEN and its derivatives for P&T technology. TPEN is a hexadentate ligand and a kind of podand type molecule and can encapsulate a metal ion. TPEN has good selectivity of Am(III) from Ln(III) and has potential to establish partitioning of MA. However, there is a serious problem for the practical application. This is to the dissolution of a slight amount of TPEN to water. High enrichment of Am(III) will be restricted by the dissolution of TPEN to water. In this study, the hydrophobicity of TPEN is improved by introducing alkyl groups and the effect of the introduction of alkyl groups on the separation of Am(III) and Eu(III) is examined. We synthesized three derivatives successfully. The derivatives were examined both the extractability and selectivity of Am(III) and Eu(III). One of them, tpdben, showed good selectivity and the maximum separation factor, SF, was 35 at pH 5.06. A hydrophobic derivative of TPEN that has potential of application to the MA/Ln separation process was synthesized successfully.