Reduction behavior of uranium in the presence of citric acid

クエン酸存在下におけるウランの還元挙動

鈴木 義規; 南川 卓也 ; 吉田 崇弘*; 尾崎 卓郎; 大貫 敏彦; Francis, A. J.; 津島 悟*; 榎田 洋一*; 山本 一良*

Suzuki, Yoshinori; Nankawa, Takuya; Yoshida, Takahiro*; Ozaki, Takuo; Onuki, Toshihiko; Francis, A. J.; Tsushima, Satoru*; Enokida, Yoichi*; Yamamoto, Ichiro*

クエン酸存在下、pH2-7におけるUOの還元挙動をカラム電極電解法を用いて調べた。UOは、pH2で1段階の還元反応により、pH3-5で2段階の還元反応によりU(IV)まで還元された。UOの還元電位は、pHが2から7に増加するのにしたがって低電位にシフトした。pH6-7では、-0.8V以下の電位でもUOは完全に還元されなかった。紫外可視吸収スペクトル分析及び化学種計算から、クエン酸存在下におけるUOの化学種は、pH2-3ではおもにUO, pH3-5でおもに[(UO)Cit], pH5-7では3量体以上の化学種であった。これらの結果から、UOは中性pH付近でクエン酸と多量体を形成し、還元されにくくなることがわかった。

We examined the reduction behavior of UO in citrate media at pH 2.0-7.0 by column electrodes. At pH 2.0, UO was reduced to U(IV) through a one-step reduction process, while it was reduced to U(IV) through a two-step reduction process at pH 3.0-5.0. The reduction potential of UO shifted to lower values with an increase in pH from 2.0 to 7.0. At pH 6.0 and 7.0, UO was not reduced to U(IV) completely at the electrode potential above -0.8 V. Ultraviolet-visible spectroscopy and speciation calculation of UO in citrate media indicated that uranium existed as a mainly UO at pH 2-3, and a predominant species at pH 3-5 was [(UO)Cit]. At pH 5-7, polymeric complexes were present. These findings suggest that the reduction of UO is more difficult by polymerization of UO with citric acid at higher pHs.