Studies on the uptake and column chromatographyic separation of Eu, Th, U, and Am by tetramethylmalonamide resin

テトラメチルマロンアミド樹脂によるEu, Th, UとAmの取り込みとカラムクロマトグラフィー分離に関する研究

島田 亜佐子 ; Sulakova, J.*; Yang, Y.*; Alexandratos, S.*; Nash, K. L.*

Shimada, Asako; Sulakova, J.*; Yang, Y.*; Alexandratos, S.*; Nash, K. L.*

3, 4, 6価のアクチニドの分離のためにテトラメチルマロンアミド(TMMA)を修飾した樹脂を開発し、研究した。基礎研究として、Eu(III), Th(IV), U(VI), Am(III)のHNO, NaNO, HCl, NaCl溶液からのTMMA樹脂への質量分配係数()を取得した。また、HNOの樹脂への分配についても評価した。試験を行ったすべての溶液においての順番はThUAm=Euであった。金属とHNOの抽出の競争について抽出データとFT-IRにより確認した。EuとUの3M HNOからの負荷容量は0.83mmol/gと1.6mmol/gであり、推定される金属:TMMA化学量論はEuに対して1:2、Uに対して1:1であった。溶離剤の開発のために数種類の有機酸がThとUのに与える影響を調べた。また、廃棄物分析において想定されるマトリックス元素であるNaやAl, K, Ca, Cr, Ni, FeなどのAm(III)のに与える影響についても調べた。それらの結果をもとにクロマトグラフィーのスキームを考案し、分離試験を実施した。

A tetramethylmalonamide-functionalized resin (TMMA resin) has been developed and investigated for its ability to separate trivalent, tetravalent, and hexavalent actinide elements. As a fundamental study of the extraction mechanism and to design a chromatographic separation scheme, distribution coefficients () for partitioning of Eu(III), Th(IV), U(VI), and Am(III) onto the resin from HNO, NaNO, HCl and NaCl solutions with and without organic acids and potential consistents of low-level radioactve waste have been determined. The competition between metal extraction and HNO extraction was confirmed by the extraction data and FT-IR spectra. Based on these fundamental experimental results, an extractive chromatographic scheme for actinide isolation was designed and demonstrated.