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Cs及びCsIのフラーレンへの吸着についての理論計算

Theoretical study of absorption of Cs and CsI to fullerenes

小林 孝徳; 横山 啓一

Kobayashi, Takanori; Yokoyama, Keiichi

二原子分子CsIの回転定数の違いを利用して、同位体選択的な$$^{135}$$Csの回収を計画している。その際には、CsIは吸着しないがCsは吸着するような物質で$$^{135}$$Csを回収することが考えられる。われわれはCsIとCsの化学的性質の相違に着目し、フラーレンが吸着物質として望ましい可能性があることを予想した。この予想が妥当なものであるかどうかを確かめるため、量子化学計算を利用して、Cs, CsIなどとの相互作用エネルギーを計算した。また、土壌中に存在し、Cs$$^{+}$$を吸収することで知られているイライトという鉱物のクラスターモデルについても同様の計算を行った。この結果から、フラーレンはCsIが沢山ある系の中からCsのみを取り出す吸着剤として適していると思われる。対して、イライトなどの鉱物はCsIが沢山ある系の中からCsのみを取り出す吸着剤としては適していないと思われる。

We have a plan for isotope separation of $$^{135}$$Cs by using the difference of rotational constants of CsI. In the plan, the adsorbent which can adsorb Cs species-selectively is desirable for the recovery of $$^{135}$$Cs after isotope-selective dissociation process of CsI. Paying attention to the difference of the chemical nature of CsI and Cs, fullerenes would be expected to be desirable as the adsorptive material. To confirm the idea, we have calculated the adsorption energy of Cs, CsI etc. to C$$_{60}$$ fullerene by using quantum chemistry calculation. We have also calculated the adsorption energy to the cluster model of illite, a kind of minerals which exists in soil and is known as a Cs$$^{+}$$ adsorbent. The results show that C$$_{60}$$ fullerene would be suitable to adsorb Cs atom in many CsI molecules. On the contrary, illite or other minerals would not be suitable for our purpose.

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