Electrochemical oxidation of element 102, nobelium

102番元素ノーベリウムの電気化学的酸化反応

豊嶋 厚史; 笠松 良崇; 塚田 和明  ; 北辻 章浩  ; 羽場 宏光*; 浅井 雅人  ; 石井 康雄; 當銘 勇人; 秋山 和彦*; 大江 一弘*; 佐藤 渉*; 篠原 厚*; 永目 諭一郎 

Toyoshima, Atsushi; Kasamatsu, Yoshitaka; Tsukada, Kazuaki; Kitatsuji, Yoshihiro; Haba, Hiromitsu*; Asai, Masato; Ishii, Yasuo; Tome, Hayato; Akiyama, Kazuhiko*; Oe, Kazuhiro*; Sato, Wataru*; Shinohara, Atsushi*; Nagame, Yuichiro

電気化学的分析法を用いた102番元素ノーベリウムの酸化反応について報告する。作用電極表面でのクロマトグラフ挙動によってノーベリウムの酸化状態を同定するために、イオン交換膜(Nafion)をカーボンファイバーに被覆した化学修飾電極を開発し、これを作用電極とするフロー電解カラム装置を作製した。原子力機構タンデム加速器施設においてCm(C,5n)反応により合成したNoをガスジェット法によってフロー電解カラム装置まで迅速搬送し、-ヒドロキシイソ酪酸水溶液に溶解したのち、印加電圧に対するフロー電解カラム電極での溶離挙動を調べた。印加電圧0.2VにおけるNoの溶出挙動はSrと同じであったことから、この条件では最も安定なNoとして存在することを確認した。一方、印加電圧-1.2 VにおけるNoの溶離挙動はYbと同じでNoでの挙動とは全く異なっていた。これはNoがNoとして存在することを顕著に示している。本研究によって電気化学的にNoからNoへ酸化することに初めて成功した。

Electrochemical oxidation of element 102, nobelium (No), on an atom-at-a-time scale is presented. We developed a chemically modified electrode with perfluorinated ion-exchange resin to identify oxidation states of No based on chromatographic behavior. Nobelium-255 produced in the Cm(C,5n) reaction at the JAEA tandem accelerator was transported by a He/KCl gas-jet method to a chemical device. Elution behavior of No on the electrode in -hydroxyisobutyric acid was studied as a function of an applied potential. At the low potential of 0.2 V, chemical behavior of No was the same as that of Sr, indicating that No is bound in the most stable divalent state. On the other hand, at the higher potential of 1.2 V, elution behavior of No was similar to that of Yb, showing that No exists as a trivalent ion. These results demonstrate that the electrochemical oxidation of No to No is successfully performed.