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論文

Solvent extraction of uranium, neptunium, plutonium, americium, curium and californium ions by bis(1-phenyl-3-methyl-4-acylpyrazol-5-one) derivatives

武石 秀世; 北辻 章浩; 木村 貴海; 目黒 義弘; 吉田 善行; 木原 壮林*

Analytica Chimica Acta, 431(1), p.69 - 80, 2001/03

 被引用回数:28 パーセンタイル:33.25

ビス(1-フェニル-3-メチル-4-アシルピラゾロン)誘導体H$$_{2}$$BPn(n=3-8,10,22)を用いる各種酸化状態のウラン,ネプツニウム,プルトニウム,アメリシウム,キュリウム,カリフォルニウムイオン(An$$^{n+}$$)の溶媒抽出反応を研究した。ここでnは、2つのピラゾロン分子をつなぐポリメチレン鎖の数を表す。すべてのH$$_{2}$$BPnがAn$$^{n+}$$と強く結合し、大きな分配比を示した。最も大きな分配比はN=7及び8のH$$_{2}$$BPnを用いたときに観測された。抽出化学種を決定し、それのn依存性を考察した。分配比の水素イオン濃度依存性に立脚して、水溶液中からPu(IV),U(VI),超プルトニウムTRPu(III),及びNp(V)をH$$_{2}$$BP8を用いて逐次分離する方法を開発した。同法が十分に高い効率と選択性を有することを実証した。

論文

Pressure-dependence of extraction equilibrium of uranium and plutonium ions in a HNO$$_{3}$$/supercritical CO$$_{2}$$-tributyl phosphate system

目黒 義弘; 磯 修一; 宇野 清一郎*; 武石 秀世; 佐々木 隆之*; 吉田 善行

Proc. of Int. Trace Analysis Symp. '98 (ITAS'98), p.25 - 26, 1998/00

超臨界流体抽出法(SFE)における金属イオンの分配比(D)の圧力依存性を理論的、実験的に解明した。Dと超臨界二酸化炭素(SF-CO$$_{2}$$)の密度($$rho$$)との関係を表す単純な式; log D = alog $$rho$$ + b,を導出した。ここでaはSF-CO$$_{2}$$中での抽出剤及び金属錯体のまわりのCO$$_{2}$$分子の溶媒和数によって決まる定数、bは圧力に依存しない定数である。リン酸トリブチルを含むSF-CO$$_{2}$$と硝酸水溶液間のU(VI)及びPu(IV),(VI)の分配比を測定し、上式が成り立つことを実証した。金属イオンのSFE挙動を圧力を変えることによって制御できるので、これを利用する「圧力制御」及び即ち「CO$$_{2}$$密度制御」方式の新しい概念のSFE抽出法が展望できる。

論文

Extraction of uranium(VI) in nitric acid solution with supercritical carbon dioxide fluid containing tributylphosphate

目黒 義弘; 磯 修一; 武石 秀世; 吉田 善行

Radiochimica Acta, 75(4), p.185 - 191, 1996/00

トリブチルリン酸(TBP)を含む超臨界二酸化炭素流体(SF-CO$$_{2}$$)への硝酸溶液からのU(VI)と核分裂生成(FP)元素の抽出挙動は、抽出平衡条件下と動的抽出条件下とで検討した。U(VI)はUO$$_{2}$$(NO$$_{3}$$)$$_{2}$$(TBP)$$_{2}$$錯体としてSF-CO$$_{2}$$に抽出され、60$$^{circ}$$C、15MPaでの3M硝酸と0.3MのTBPを含むSF-CO$$_{2}$$との間のU(VI)の分配比は2.2であった。U(VI)の分配比は硝酸濃度、TBP濃度の増加、圧力の減少、温度の上昇にともなって増大した。TBPを含むSF-CO$$_{2}$$を硝酸溶液に連続的に通じることによって行う動的抽出では、60$$^{circ}$$C、15MPaの0.08M TBPを含むSF-CO$$_{2}$$へ3M硝酸+3M硝酸リチウム水溶液からU(VI)が98%以上抽出できた。主なFP元素は上記条件下で抽出されないので、SF-CO$$_{2}$$抽出によってこれら元素からウランを分離・回収することができる。SF-CO$$_{2}$$をガス化することによって抽出物から迅速かつ完全に分離することができるので、抽出工程で生じる有機廃液の量を低減することができる。

論文

Spent fuel reprocessing based on electrochemical extraction process(SREEP)

吉田 善行; 青柳 寿夫; 武藤 博; 武石 秀世; 佐々木 祐二; 宇野 清一郎; 立川 圓造

Journal of Alloys and Compounds, 213-214, p.453 - 455, 1994/00

 被引用回数:7 パーセンタイル:44.39(Chemistry, Physical)

電気化学的工程から成る使用済燃料再処理法新概念(SREEP)を提案する。SREEPは(1)電解酸化法による使用済燃料溶解工程(DEO),(2)流液電解析出法による白金属元素の回収工程(PED),(3)電解による酸化状態制御及びTBP/ドデカン抽出法によるU,Pu,Npの遂次分離工程(UEEP,PEEP,NEEP),(4)液々界面電解イオン移動法によるCs$$^{+}$$,Sr$$^{+2}$$の分離工程(SCEEP),および(5)溶融塩電解析出法によるランタノイド,超プルトニウム元素の分離回収工程(SEMS)から構成される。SREEPは、(1)電気化学的な酸化状態制御が厳密であるため元素間の分離係数が向上する,(2)余分な試薬の添加を必要としないため廃棄物発生量が低減する,(3)自動化、遠隔化が容易である,等の大きな特色を有する。

論文

Determination of concentration and distribution of (CuO)$$^{+}$$ in high-T$$_{c}$$ superconducting La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{y}$$ pellet by flow-coulometry

佐々木 祐二; 青柳 寿夫; 武石 秀世; 吉田 善行

Physica C, 191, p.347 - 353, 1992/00

 被引用回数:7 パーセンタイル:55.21

フロークーロメトリーによるLa$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{y}$$(0≦x≦0.6)高温酸化物超伝導体の高酸化状態Cu$$^{3+}$$又はO$$^{-}$$、即ち[CuO]$$^{+}$$、の分析法を開発した。0.25MFe$$^{2+}$$を含む1MHClO$$_{4}$$溶液を流しながら超伝導試料ペレットを溶解し、Fe$$^{2+}$$+[CuO]$$^{+}$$$$rightarrow$$Fe$$^{3+}$$Cu$$^{2+}$$+O$$^{2-}$$の反応で生じるFe$$^{3+}$$と溶液中のCu$$^{2+}$$を同時に連続測定する。これらイオンの検出にはグラッシーカーボン繊維作用電極とするカラム電極を2段連結して用いた。本法によりバルクの[CuO]$$^{+}$$/Cu$$^{2+}$$比の測定、言い換えれば酸素含量、を精度良く正確に測定できた。さらに溶解中、一定時刻におけるFe$$^{3+}$$,Cu$$^{2+}$$の還元電流の比から、試料中の[CuO]$$^{+}$$の分布に関する情報も得る事ができた。

論文

Chemical analysis of oxidation state of copper or oxygen and its distribution in superconducting La-Sr-Cu oxide

佐々木 祐二; 青柳 寿夫; 武石 秀世; 吉田 善行

Analytical Sciences, 7(Suppl.), p.1201 - 1204, 1991/00

高温酸化物超伝導体(La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$SCuO$$_{y}$$)(0$$leq$$x$$leq$$0.6)中の高酸化状態の銅(Cu$$^{3+}$$)又は酸素(0$$^{-}$$)、すなわち[CuO]$$^{+}$$、の定量、及びペレット試料中の[CuO]$$^{+}$$の分布に関する新らしい化学分析法を開発した。ペレット試料を0.25MFe$$^{2+}$$+1M HClO$$_{4}$$溶液を流しながら溶解し、Fe$$^{2+}$$+[CuO]$$^{+}$$$$rightarrow$$Fe$$^{3+}$$+Cu$$^{2+}$$+O$$^{2-}$$の反応で生ずるFe$$^{3+}$$、及びCu$$^{2+}$$を連続測定し、試料中の[CuO]$$^{+}$$/Cu$$^{2+}$$比の変動を観察した。試料表面の[CuO]$$^{+}$$/Cu$$^{2+}$$比は試料全体のそれより相対的に低い値を示した。アニーリング条件, クーリング条件、及び保存条件の異なった試料を調製し、各条件と表面状態との相関を明らかにした。

論文

Dissolution study of spent PWR fuel: Dissolution behavior and chemical properties of insoluble residues

安達 武雄; 大貫 守; 吉田 伸彦*; 園部 保; 川村 亘*; 武石 秀世; 郡司 勝文; 木村 貴海; 鈴木 敏夫; 中原 嘉則; et al.

Journal of Nuclear Materials, 174, p.60 - 71, 1990/00

 被引用回数:34 パーセンタイル:6.5(Materials Science, Multidisciplinary)

燃焼度7000から39000MWd/tの使用済PWR燃料の硝酸溶解挙動と不溶解性残渣の化学的性質について調べた。燃料棒を3~5mmの長さで切断して得た燃焼度の異なる試料片は3M硝酸により100$$^{circ}$$Cにおいて2時間以内で溶解した。不溶解性残渣量は7000~30000MWd/tの範囲では燃焼度に比例して増加し、30000MWd/t以上の燃焼度では増加の比率は上昇した。不溶解性残渣の70%以上は核分裂生成物、即ち、Mo、Tc、Ru、Rh、Pdから構成されている。これらの元素の不溶解性残渣中の相対比は、燃料中に生成した元素の相対比とは異なっていること、X線回折により六方晶系のRu合金相が確認されたことから、不溶解性残渣の主成分はRu、Moなどから成る合金と考えられる。

論文

Metallic phases precipitated in UO$$_{2}$$ fuel,I; Phases in simulated fuel

室村 忠純; 安達 武雄; 武石 秀世; 吉田 善行; 山本 忠史; 上野 馨

Journal of Nuclear Materials, 151, p.318 - 326, 1988/00

5~30%FIMAに相当する模擬UO$$_{2}$$燃料を種々の酸素ポテンシャルF、1,000~2,000゜Cで熱処理し、その中に生成した種々の酸化物相、金属相をX線回析によって同定した。

論文

Determination of oxygen/uranium ratio in irradiated uranium dioxide based on dissolution with strong phosphoric acid

武石 秀世; 武藤 博; 青柳 寿夫; 安達 武雄; 井澤 君江; 吉田 善行; 河村 弘*; 木原 壮林*

Anal. Chem., 58(2), p.458 - 462, 1986/00

 被引用回数:10 パーセンタイル:47.17(Chemistry, Analytical)

溶液化学的手法による、照射後二酸化ウランUO$$_{2}$$$$_{+}$$$$_{x}$$中のO/U比測定法を開発した。UO$$_{2}$$$$_{+}$$$$_{x}$$ペレットからダイヤモンドカッターで切り採った試料片を強リン酸に溶解したのち、溶液中のU(IV),U(VI)を定量し、O/U比を算出した。サンプリングおよび溶解操作中にウランの酸化状態が変動しないことを確認した。強リン酸溶液中のU(IV),U(VI)の安定性も調べた。U(IV),U(VI)の定量には、予期せぬ妨害を避けるために全く原理の異なる吸光光度法、フロークーロメトリー両法を用いた。Pu,FP元素の妨害を前電解法により軽減した。吸光光度法およびフロークーロメトリーによりU(IV),U(VI)を定量した場合、それぞれ$$<$$5000MWd/tのUO$$_{2}$$$$_{+}$$$$_{x}$$中のO/U比$$>$$2.01、および$$<$$10000MWd/tのUO$$_{2}$$$$_{+}$$$$_{x}$$中のO/U比$$>$$2.001が決定できた。

論文

Determination of traces of ruthenium by addition of cerium(IV)and atomic absorption spectrometry

本島 健次*; 蓼沼 克嘉*; 吉田 善行; 武石 秀世; 吾勝 永子

Analytica Chimica Acta, 183, p.217 - 223, 1986/00

 被引用回数:17 パーセンタイル:32.23

ルテニウムを含む試料溶液にセリウム(IV)を添加し、ルテニウム(VII)-四酸化物を生成すると、ルテニウムの原子吸光法における感度が60倍程度上昇することを見出した。本法による検量線は、ルテニウム濃度0.05-5$$mu$$g ml$$^{-}$$$$^{1}$$で直線となる。開発した方法を安定なルテニウム錯体の定量に適用するために、過酸化水素による試料前処理法も検討した。

論文

The Influence of anions on the distribution coefficients of hard acid-metals for anion-exchange resin in HF-H$$_{3}$$BO$$_{3}$$ media

安達 武雄; 吉田 秀世; 井澤 君江; 木原 壮林*

Bulletin of the Chemical Society of Japan, 57(6), p.1487 - 1490, 1984/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:75.43(Chemistry, Multidisciplinary)

タンタル、ニオブ、モリブデン、タングステンなどの高融点金属の分析のための分離法について研究した。フッ化水素酸-ホウ酸(HF-H$$_{3}$$BO$$_{3}$$)溶液における18種のhard acid金属の陰イオン交換樹脂に対する分配係数(Kd)を、Cl$$^{-}$$、NO$$_{3}$$$$^{-}$$、SO$$_{4}$$$$^{2}$$$$^{-}$$、ClO$$_{4}$$$$^{-}$$依存下で求めた。HF-H$$_{3}$$BO$$_{3}$$中のほとんどのhard acid金属のKdはHF中のKdより小さい。これはHF-H$$_{3}$$BO$$_{3}$$中のフッ化物イオン濃度(〔F$$^{-}$$〕)がホウ酸の存在しないHF中に比べてかなり減少していること及び、HF-H$$_{3}$$BO$$_{3}$$中に生成するフルオロホウ酸イオンが陰イオン交換樹脂に強く吸着していることのためである。フルオロホウ酸イオンと共存アニオンとの相互作用を利用して、共存アニオンの種類と濃度を変えると金属イオンのKdの差を大きくすることが出来る。求めたKdより特にTi-Zr、Ti-U、Sn-Nb、Mo-Wの相互分離に有用であることが分った。

論文

陽イオン交換分離アルセナゾIII光度法によるジルコニウムおよびその合金中のこん跡ウランの定量

安達 武雄; 吉田 秀世*; 井澤 君江; 木原 壮林; 橋谷 博

分析化学, 33(1), p.11 - 15, 1984/00

フッ化水素酸ーホウ酸溶液の特性(フッ化物イオン濃度の低減化と緩衝効果)を利用してジルコニウム、ジルカロイ中のこん跡ウラン定量のための陽イオン交換分離法を開発した。確立した方法によると。0.5~10ppm(規格:3.5ppm以下)のウランを相対標準偏差10~5%で定量できる。鉄、スズ、クロム、ニッケルおよびジルカロイ中に通常存在する金属元素の妨害はない。原研で作製したジルカロイ標準試料の表示値決定の分析に用いた。

論文

フッ化水素酸-ホウ酸系陽イオン交換分離法を用いるジルコニウム中の微量チタン,アルミニウムの逐次定量

安達 武雄; 吉田 秀世*; 井澤 君江; 橋谷 博

分析化学, 33(9), p.455 - 459, 1984/00

フッ化水素酸容器中ではフッ化物錯陰イオンを形成するチタン、アルミニウムもフッ化水素酸ーホウ酸液中では、フッ化物イオン濃度の低減のため、陽イオン種を形成する。この系のフッ化物イオン濃度はフルオロホウ酸の隔離で常に一定に保たれる。これらを利用し、陽イオン交換法で多量ジルコニウムを分離し、逐次溶離したこん跡チタン,アルミニウムをそれぞれ吸光光度法で定量する方法を確立した。ジルコニウム、ジルカロイ中の3ppm以上のチタン、2ppm以上のアルミニウムの定量に適用できる。この方法により、新しいジルカロイ標準試料の表示値を決定した。

論文

1-ニトロソ-2-ナフトール抽出光度法による耐熱合金及びウラン中のコバルトの定量

橋谷 博; 吉田 秀世*; 安達 武雄

分析化学, 24(7), p.452 - 454, 1975/07

最近制定された耐熱合金のJIS法のコバルトの定量下限は0.1%であるが、原研で試作中の高温ガス炉耐熱合金分析用各種ニッケル基・鉄基合金標準試料にはコバルト含量が0.01%程度のものがある。また、最近原子炉構造材ステンレス鋼の$$gamma$$線誘導放射能が保守点検上問題になっており、この面からも別法の開拓が望まれた。著者らは、ニッケル基・鉄基合金中のコバルトを対象に1-ニトロソ-2-ナフトールを用いる抽出光度定量法を検討した。確立した方法は、上記標準試料のほかウラン中のこん跡コバルトの定量にも用いた。高感度で($$varepsilon$$=3$$times$$10$$^{4}$$)、選択性も高く、アルミニウム、モリブデン、タングステン、ニオブ、チタン中のこん跡コバルトの定量に用いられる。

論文

Spectrophotometric determination of nitrogen in vanadium, titanium and uranium with thymol after alkali fusion

橋谷 博; 吉田 秀世*; 安達 武雄

Analytica Chimica Acta, 76(1), p.85 - 90, 1975/01

 被引用回数:10

バナジウム-チタン合金の原子炉材料として有用性を検討するにあたり、こん跡窒素の定量が要求されたが、バナジウムが硝酸以外の酸に溶けないためアンモニア窒素として定量する従来法を適用することは困難であった。そこでアルカリで融解し、発生するアンモニア窒素を捕集する分離法を検討確立した。分離後の窒素はさきに開発したウラン、ジルコニウム中の窒素の定量に応用したチモール光度法で定量する。確立した分離定量法は、ウラン、チタンの分析にも用いた。この方法は、融点400$$^{circ}$$C以上で、かつ水酸化カリウムに溶ける金属の分析にも適用できる。(Al,Be,In,Mg,Mn,Si,Sb,Sn,Ta,V,W,Zn)

論文

過酸化水素吸光光度法によるジルコニウム合金中のニオブの定量

橋谷 博; 吉田 秀世*

分析化学, 19(3), p.403 - 406, 1970/00

新しい原子炉材料として注目されているジルコニウム-ニオブ合金中の3%程度のニオブの定量法として吸光光度法3法と過マンガン酸カリウム決定法を検討し,過酸化水素吸光光度法が最も好ましいという結論を得た.

論文

チモール光度法によるウラン中の窒素の定量

橋谷 博; 吉田 秀世*

分析化学, 19(8), p.1081 - 1085, 1970/00

さきに著者らが報告したチモールを用いるアンモニア窒素の光度定量法を応用し,金属ウラン,酸化ウラン中のこん跡窒素ならびに変化ウラン,炭窒化ウラン,炭化ウラン中の窒素の定量法を確立した.不純物窒素の分析では試料は塩酸一過酸化水素水で,他の試料は塩酸ーホウフッ化水素酸で溶解することにより窒素を定量的にアンモモア体とすることができる.クエン酸塩でマスクすることにより分離することなく, 0.8gまでのウラン中の3$$sim$$80$$mu$$gの窒素を定量することができる.アルミニウム,ニッケル鉄,クロム,銅,マンガンの各200$$mu$$gが妨害しない.他法と比べ本法は定量下限が低いだけでなく,分離操作を含まないので簡単,迅速である.

論文

チモール光度法によるジルコニウムおよびジルカロイ中のこん跡窒素の定量

橋谷 博; 吉田 秀世*

分析化学, 19(11), p.1564 - 1566, 1970/00

軽水型原子炉の燃料被覆材として用いられているジルカロイー2(スズ1.20$$sim$$1.70,鉄0.07$$sim$$0.20,クロム0.5$$sim$$0.15,ニッケル0.03$$sim$$0.08%を含むジルコニウム合金)の不純物窒素は,規格では80ppm以下とされている.また,被覆管溶接部の局所的な窒素の分析も要求されており,高感度の窒素の定量法の開発が望まれている.

論文

オキシンならびに2-メチルオキシンを用いるパラジウム,ロジウムの吸光光度定量

橋谷 博; 吉田 秀世*; 本島 健次

分析化学, 18(2), p.136 - 143, 1969/00

オキシンならびに2-メチルオキシンを用いるパラジウム、ロジウムの抽出挙動を液討し、その錯果これらの定量方法を確立した。抽出された錯塩はいずれも非常に安定であり、抽出液の洗浄などの操作により多くの他金属を容易に除くことができる。各錯塩について、抽出条件、抽出液の安定性、錯塩の組成、他物質の影響などを詳細に検討した。パラジウムの定量には2-メチルオキシン法が好ましい。ロジウム・2-メチルオキシン錯塩を定量的に抽出する条件は見いがせなかった。オキシン錯塩の抽出液を希塩酸と振り混ぜることによりパラジウムを逆抽出しうることを利用し、ロジウム、パラジウムの逐次定量法を確立することができた。

論文

チモールを用いるアンモニア窒素の光度定量

橋谷 博; 吉田 秀世*

分析化学, 43(9), p.1136 - 1139, 1968/00

ネスラー法同様インドフェノール系の比色法は古くから用いられており$$^{1}$$$$^{)}$$、同じ原理に基づく報告は数多くある$$^{2}$$$$^{)}$$。報告されている方法はネスラー法よりも若干感度はよいが、温度の影響などを受けやすく、安定性を欠くうらみがあった。最近になりRoskamら$$^{3}$$$$^{)}$$は、チモニールを用いる海水中のアンモニア窒素の光度定量法を報告した。この方法は試験管に試料10mlをとり、マスキング剤,次亜塩素酸塩,チモール,ふたたび次亜塩素酸塩を順次加えて発色させるものであり、感度はネスラー法より数倍高い。しかしこの報告は海水の分析に関するものが主であり、発色条件についての詳細は示されていない。

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