和周波発生分光法によるウランの溶媒抽出機構の研究

Solvent extraction mechanism of uranium studied by sum frequency generation spectroscopy

日下 良二  ; 渡邉 雅之   

Kusaka, Ryoji; Watanabe, Masayuki

6価ウラン(ウラニルイオン)のトリブチルリン酸(TBP)による溶媒抽出は、使用済核燃料の再処理に用いられている。抽出剤のTBPは、界面活性剤と同様に両親媒性であるため、有機相と水相の界面に集まり、有機相/TBP/水相界面を形成する。このことから、ウラニルイオンはTBPと有機相/TBP/水相界面において錯体を形成し、有機相へ抽出されると考えられている。しかしながら、界面における分子レベルの構造が分かるような実験研究は行われておらず、ウラニルイオンが水相から有機相へ抽出される詳細な機構は定かになっていない。最近我々は、有機相/抽出剤/水相界面で生成した金属錯体を捉えるために、有機相を除去した、抽出剤/水相界面(抽出剤を溶かした水溶液表面)で形成した金属錯体の構造を、振動和周波発生(Vibrational Sum Frequency Generation: VSFG)分光法という約1nmの厚みの界面領域の分子レベルの構造情報が得られるレーザー分光実験法を用いることによって調べることに成功した。本研究では、この手法をウラニルイオンのTBPによる溶媒抽出に適応することによって、界面の分子レベルの構造から溶媒抽出機構の解明を行っている。

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