Using X-ray absorption near edge structure to evaluate adsorption properties of rare earths and nitrogen by difference of their interactions

X線吸収端構造分析による希土類と窒素間の相互作用に関する解析により得られた希土類の抽出剤への吸着特性

箕輪 一希*; 渡部 創  ; 中瀬 正彦*; 高畠 容子  ; 宮崎 康典  ; 伴 康俊  ; 松浦 治明*

Minowa, Kazuki*; Watanabe, So; Nakase, Masahiko*; Takahatake, Yoko; Miyazaki, Yasunori; Ban, Yasutoshi; Matsuura, Haruaki*

X線吸収端構造(XANES)分析とカラム試験により希土類のアルキルジアミドアミン(ADAAM)含浸吸着材への選択性を考察した。さらに高レベル放射性廃液に含まれるマイナーアクチノイド(MA)の模擬物質として希土類を実験に利用する蓋然性の高さを、ADAAMの窒素原子と希土類イオンの相互作用により証明した。LaとCeはADAAM中のアミンの窒素原子と相互に作用することを証明し、N-K端におけるXANESスペクトルにて検討に供した希土類においてピークシフトが観察されたことから、ソフトな相互作用が希土類の選択性に関与することを明らかにした。また、ADAAM含浸吸着材において希土類の選択性に関する要因はMAのそれと同じであることから、希土類がMAの模擬物質として適していることを示した。

In this study, X-ray absorption near edge structure (XANES) spectral analysis and column experiments were used to verify the selectivity of rare earth (RE) ions by alkyl diamide amine (ADAAM) adsorbent. In addition, the interactions between the N atoms of ADAAM and RE ions were evaluated to determine whether any of the RE ions are a valid simulant for developing a mutual separation process for minor actinides (MAs) in highly radioactive liquid waste. It was confirmed that La and Ce interacted with the amine N atom of ADAAM and they showed a peak shift of the N-K edge XANES spectrum; this finding suggested that a soft interaction is an essential factor influencing ion selectivity. Therefore, the selection factor of RE ions by ADAAM adsorbent was similar to that of MAs. It was concluded that RE ions are reasonable species to simulate MAs.