HSO水溶液系を用いたRfの同族元素Zr, Hfの陽イオン交換の速度論的研究

Study on cation-exchange kinetics of Zr and Hf as homologues of Rf with HSO solutions

五十嵐 訓*; 末木 啓介*; Li, Z.*; 塚田 和明  ; 永目 諭一郎 

Ikarashi, Satoshi*; Sueki, Keisuke*; Li, Z.*; Tsukada, Kazuaki; Nagame, Yuichiro

104番元素Rfの同族元素Zr, Hfの硫酸水溶液系陽イオン交換樹脂系におけるクロマトグラフ溶離挙動について、速度論的立場にたった定量的な議論を進めることを目的に、Zr, Hfの陽イオン交換樹脂への拡散過程をバッチ法を用いて明らかにした。0.10M HSO中におけるZrとHfの平衡到達度は15-45Cの温度でほとんど変化しなかったが、硫酸水溶液,硫酸/硝酸混合水溶液の濃度を変化させたところ、濃度が上がるにつれ吸着速度が遅くなること、樹脂の平均粒径が大きくなるにつれて吸着速度が遅くなることがわかった。また、平衡到達の時間変化から、薄膜内拡散がZr並びにHfの硫酸水溶液系における陽イオン交換反応の律速段階であることがわかった。

To study ion-exchange kinetics on the diffusion processes of Rf and its homologues, Zr and Hf, with the cation-exchange resin in HSO solutions, we obtained the fractional attainment of equilibrium of the carrier-free radiotracers Zr and Hf adsorbed on the cation-exchange resin as a function of contact time within 300 seconds by the batch experiment. We discussed the dependence of functions of the fractional attainment of equilibrium on temperatures, concentrations of HSO- and radii of resins. It is result that the good agreement between experimental data and theoretical curves which the film diffusion control is the rate-determining step in the present ion-exchange process.