Separation and detection of trace lanthanide and actinide ions by capillary electrophoresis- laser-induced fluorescence detection

キャピラリー電気泳動-レーザー励起蛍光検出法による極微量のランタノイド及びアクチノイドイオンの分離検出

原賀 智子   ; 齋藤 伸吾*

Haraga, Tomoko; Saito, Shingo*

本発表は、核分析技術の基礎から応用に関係する研究者が参加する国際会議において、原子力機構の研究成果として、キャピラリー電気泳動法を用いたランタノイド(Ln)及びアクチノイド(An)イオンの分離検出法について紹介するものである。放射性廃棄物を処分するためには、放射性試料に含まれる放射性核種の濃度を評価する必要があり、高放射線量の試料に含まれるLnイオンやAnイオンの量を迅速・簡便・安全に分析する手法が求められている。そこで本研究では、極少試料量で分析が可能で、廃液の発生量も少なく、放射線の被ばくリスクを低減できる安全な分析法として、キャピラリー電気泳動-レーザー励起蛍光検出法(CE-LIF)に着目し、CE-LIFで機能するLn及びAnイオン検出用蛍光プローブを開発するとともに、動的三元錯形成反応を利用した分離検出法を確立した。本報告では、実際の試料に対する適用例として、使用済燃料溶解液中のNdイオンの検出、化学的性質が類似しているAm及びCmイオン間の分離検出、放射性廃液試料中のUOの特異的検出に成功した例について紹介する。

For safe disposal of radioactive wastes, it is necessary to evaluate radioactive concentrations in radioactive samples. Quantification of lanthanide (Ln) and actinide (An) ions in high-dose radioactive samples is of importance. Especially, rapid, simple, safe and semi-automated analysis is necessary. We developed highly sensitive capillary electrophoresis-laser-induced fluorescence detection (CE-LIF) methods for Ln and An ions with small sample volume and low emission of waste, by which the radiation risk can be minimized. Specifically, determination of Nd ion in spent nuclear fuel sample, effective separation between Am and Cm ion, and specific detection of UO in real radioactive samples were achieved by molecular design of fluorescence probes composed of an aminocarboxylate chelating moiety, a fluorophore and a spacer, and unique separation mode based on dynamic ternary complexation.