ランタノイド元素の抽出に及ぼすアルキル鎖の影響

Effect of alkyl chains on the extraction of lanthanide elements

上田 祐生   ; 小林 徹 ; 中村 聡志  ; 伴 康俊  ; 金田 結依 ; 生田目 望; 徳永 紘平   ; 金子 政志*; 元川 竜平   

Ueda, Yuki; Kobayashi, Toru; Nakamura, Satoshi; Ban, Yasutoshi; Kaneta, Yui; Nabatame, Nozomi; Tokunaga, Kohei; Kaneko, Masashi*; Motokawa, Ryuhei

高レベル放射性廃液(HLW)に含まれるマイナーアクチノイド(MA)や核分裂生成物の効率的な分離手法の開発は、原子力分野における最重要課題の一つである。JAEAは、使用済み核燃料溶解液の再処理とHLWからのMA分離を統合した分離プロセスである「SELECTプロセス」を開発した。このプロセスでは、2種類のアミドアミン抽出剤が用いられるが、トリアミドアミン抽出剤は「直鎖」アルキル鎖をもつ分子が優れた抽出能力を示すのに対し、ジアミドアミン抽出剤は「分岐」アルキル鎖をもつ分子が優れた抽出能力を示す。これらの抽出剤はいずれもアミノ基またはアミド基が金属イオンと相互作用することで抽出するが、金属イオンと直接相互作用しないアルキル鎖が抽出分離性能に及ぼす影響は、未だ曖昧な解釈しかなされていないのが現状である。本研究では、アルキル鎖が異なる4種のトリアミドアミン抽出剤によるランタンとネオジムの抽出挙動を比較するとともに、広域X線微細構造解析による錯体構造と小角中性子散乱測定による会合・凝集状態を観察することで、側鎖アルキル鎖が金属イオンの抽出に及ぼす影響を明らかにした。

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