環境サンプル中の放射性核種分析を目的とした迅速かつ簡便な高倍率濃縮手法の検討

Rapid and simple concentration method for radionuclide analysis of environmental samples

松枝 誠   ; 小荒井 一真   ; 藤原 健壮 ; 北村 哲浩   

Matsueda, Makoto; Koarai, Kazuma; Fujiwara, Kenso; Kitamura, Akihiro

環境中の放射性核種は極微量のため、大容量試料の濃縮が必要となる。本研究では均一な溶液に相分離現象を与えて形成させた新たな液体相に目的物を抽出する均一液液抽出法の適用を検討した。一般的な溶媒抽出は水相と有機相の接触界面を大きくするために多量の有機溶媒の使用を必要とするが、本法は相分離前に目的物と抽出剤が混合しており、接触面積が非常に大きいため、少量の抽出剤で十分である。今回はpH変化で相形成するpH依存型抽出及びイオン液体の形成反応を利用したイオン液体抽出を用いて各元素の抽出傾向を調査した。その結果、pH依存型抽出ではCapstone FS-63という抽出剤で25種類(Ga, Y, Zn, Nb, In, Sn, Ln, Hf, Ta, Pb, Bi, Th, U)の元素を95%以上抽出した。操作時間は約15分で、抽出相の体積は30Lとなり、167倍の濃縮倍率を得た。イオン液体抽出ではジシクロヘキサノ-18-クラウン6-エーテルとの組合わせでアルカリ金属, アルカリ土類金属, Tl, Pbを選択的に抽出した(Rb: 96.6%, Sr:95.2%, Cs:86.5%, Ba:97.3%, Tl:99.7%, Pb:83.9%)。操作時間は約15分で、抽出相体積は125Lとなり、40倍の濃縮倍率を得た。通常の溶媒抽出よりも高い濃縮倍率で迅速に操作が完了した。

Radionuclide analysis of environmental water requires large amount of samples to be concentrated, because generally the radionuclide level is very low. In order to achieve rapid and simple concentration method, we applied homogeneous liquid-liquid extraction for sample enrichment. This method extracts the desired solute existing in the homogeneous solution into the water-immiscible phase by time and pH dependent phase separations. Since the method forms large surface area of the interface between the solvent and the desired solute, we only need small amount of extraction solvents to migrate desired solute into the formed phase. In this study, we tried two kind of phase separation phenomenon. (1) pH dependent extraction. (2) Ionic liquid extraction.