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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

Determination of the hydration number of actinides(III) and lanthanides(III) by luminescence lifetime measurement and its application to the speciation study

木村 貴海; 加藤 義春; 武石 秀世; 高橋 嘉夫*; 薬袋 佳孝*; Choppin, G. R.*

Proceedings of OECD/NEA Workshop on Evaluation of Speciation Technology, p.61 - 81, 1999/00

金属イオンの第1水和圏内の水分子数(内部水和数N$$_{H2O}$$)は、化学種の配位環境に関する分子レベルの情報を提供する。時間分解発光法を用いてIII価アクチノイドAn(III)[An=Am,Cm]及びランタノイドLn(III)[Ln=Nd,Sm,Eu,Tb,Dy]の発光寿命$$tau_{obs}$$とH$$_{H2O}$$の相関を系統的に研究した。D$$_{2}$$O-H$$_{2}$$O混合溶液中のH$$_{2}$$Oの濃度と1/$$tau_{obs}$$の比例関係及びH$$_{2}$$O中におけるN$$_{H2O}$$の値から、$$tau_{obs}$$測定によるH$$_{2}$$O評価のための相関関係を提案した。これらの関係をポリアミノポリカルボン酸錯体中のAn(III)とLn(III)の水和状態、陽イオン交換樹脂へのCm(III)とEu(III)の分離挙動、及びシリカ、粘土鉱物へのEu(III)の吸着挙動の研究に適用し、上記の方法が種々の環境におけるAn(III)及びLn(III)の化学種の解明に有効な手段であることを実証した。

報告書

第4研究棟2F,3F排気ダクト更新工事作業記録

安達 武雄; 伊藤 光雄; 山口 仁志; 武石 秀世; 大崎 章; 小川 力男; 太田 三郎; 関野 伯明; 池田 三郎; 伊藤 幸夫; et al.

JAERI-Tech 98-053, 46 Pages, 1998/12

JAERI-Tech-98-053.pdf:2.46MB

腐食、劣化の著しい第4研究棟西棟2F,3Fの排気ダクトを撤去し、硬質塩化ビニール製ダクトに更新した。準備作業を平成9年7月から始め、12月に更新工事を開始し、平成10年4月に終了した。本報告は、第1種管理区域内でのダクト更新工事の概要を作業記録としてまとめたものである。

論文

Comparative study on the hydration states of Cm(III) and Eu(III) in solution and in cation exchange resin

木村 貴海; 加藤 義春; 武石 秀世; G.R.Choppin*

Journal of Alloys and Compounds, 271-273, p.719 - 722, 1998/00

 被引用回数:43 パーセンタイル:11.28(Chemistry, Physical)

III価アクチノイド、ランタノイドの分離は、高濃度塩素系での陽イオン交換で可能であるが、硝酸系や過塩素酸系では不可能である。媒質中での分離機構の違いは、吸着種の分子レベルでは明らかではない。これまで、時間分解蛍光法によるCm(III)及びEu(III)の内部水和数N$$_{H2O}$$の決定法を報告してきた。本報では、この方法を固液界面でのこれらイオンの水和状態の研究に適用した。陽イオン交換樹脂AGWX8を試用し、トレーサーによる分配計数K$$_{D}$$,ならびに酸溶液及び樹脂/溶液界面におけるN$$_{H2O}$$を測定した。5M以上の塩酸溶液中でCm(III)とEu(III)のK$$_{D}$$及びN$$_{H2O}$$に違いがみられた:K$$_{D}$$(Eu)$$>$$K$$_{D}$$(Cm),N$$_{H2O}$$(Eu)$$>$$N$$_{H2O}$$(Cm)。これは、Eu(III)よりCm(III)がクロロ錯体形成が強いことによる。高濃度塩酸中で樹脂上のイオンの内圏から約3-4の水分子が排除されていた。硝酸、過塩素酸溶液での結果も併せて報告する。

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

Characterization of superconducting oxides, La$$_{2-x}$$M$$_{x}$$CuO$$_{y}$$ (M=alkali metals), synthesized in MOH molten salts

佐々木 祐二; Wuryanto*; 武石 秀世

Analytical Sciences, 12, p.499 - 501, 1996/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:93.84(Chemistry, Analytical)

アルカリ水酸化物の溶融塩沿中で合成したLa$$_{2-x}$$M$$_{x}$$CuO$$_{y}$$超伝導物質(M=アルカリ金属)は、磁化率、結晶構造、組成及び高酸化状態、CuO$$^{+}$$、の濃度測定などによって調べられた。La$$_{2-x}$$M$$_{x}$$CuO$$_{y}$$試料中のCuO$$^{+}$$濃度は同じxの値を持つ。La$$_{2-x}$$Sr$$_{x}$$CuO$$_{y}$$試料のそれよりも高く、そしてLa$$_{2-x}$$Na$$_{x}$$CuO$$_{y}$$試料の超伝導特性が最も高いことを明らかにした。

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

Separation of light lanthanoids by centrifugal partition chromatography in 30% TBP extraction system

阿部 仁; 臼田 重和; 武石 秀世; 館盛 勝一

J. Liquid Chromatogr., 16(12), p.2661 - 2672, 1993/00

硝酸リチウム(LiNO$$_{3}$$)の塩析効果を利用し、遠心抽出分配クロマトグラフィ(CPC)による30%TBP抽出系における軽ランタノイドの相互分離を検討した。TBPの希釈剤として、四塩化炭素(CCl$$_{4}$$)とn・ドデカンを組合わせることで、移動相・固定相間の密度差を小さくし、移動相の送液圧力の低減化を目指した。バッチ実験の結果、1M HNO$$_{3}$$中のLiNO$$_{3}$$濃度の上昇とともに、ランタノイドの分配比Dと分離係数$$alpha$$は増大した。また30%TBP溶液中へのCCl$$_{4}$$の添加は、$$alpha$$を損うことなくDを低下させた。このようなデータに基づき、CPCによるCe、Pr及びEuの分離を、低い送液圧力の下で行うことができた。溶質の濃度効果によって、バッチ実験結果とCPCの解析結果の間には大きな相違が認められたが、30%TBP-35%CCl$$_{4}$$-35%n・ドデカン、5M LiNO$$_{3}$$-1M HNO$$_{3}$$抽出系で、PrとEu間をほぼ完全に分離することができた($$alpha$$(Pr/Eu):5.8、resolution(Pr/Eu):2.0)。

論文

Solid-liquid equilibria of Nd$$^{3+}$$ in carbonate solutions

G.Meinrath*; 武石 秀世

Journal of Alloys and Compounds, 194, p.93 - 99, 1993/00

 被引用回数:18 パーセンタイル:20.51

水溶液中、NdOHCO$$_{3}$$(s)及びNd$$_{2}$$(CO$$_{3}$$)$$_{3}$$・(4.5-6)H$$_{2}$$O(s)の溶解度積を測定した。添字(s)は固相をあらわす。測定はより広範囲のCO$$_{2}$$分圧、金属イオン濃度の領域で実施した。CO$$_{2}$$分圧0.03-0.3%の領域でNdOHCO$$_{3}$$(s)が、また分圧$$>$$1.0%の領域でNd$$_{2}$$(CO$$_{3}$$)$$_{3}$$・(4.5-6)H$$_{2}$$O(s)が形成されることがわかった。それぞれの溶解度積は以下のとおりであった。logKsp(NdOHCO$$_{3}$$)=-20.12$$pm$$0.09,logKsp(Nd$$_{2}$$(CO$$_{3}$$)$$_{3}$$・(4.5-6)H$$_{2}$$O)=-31.54$$pm$$0.11。また、Nd$$_{2}$$(CO$$_{3}$$)$$_{3}$$・(4.5-6)H$$_{2}$$O(s)はCO$$_{2}$$分圧1.0%の条件下では不安定な中間生成物であることを明らかにした。化合物の生成ギブス自由エネルギーを以下のとおり見積った。$$Delta$$Gf$$^{0}$$(Nd$$_{2}$$(CO$$_{3}$$)$$_{3}$$(s))=-3115.9$$pm$$4.0KJmol$$^{-1}$$,$$Delta$$Gf$$^{0}$$(NdOHCO$$_{3}$$(s))=-1476.0$$pm$$2.9KJmol$$^{-1}$$

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

Speciation of uranium in aqueous solutions and in precipitates by photoacoustic spectroscopy

木村 貴海; J.G.Serrano*; 中山 真一; 高橋 和夫*; 武石 秀世

Radiochimica Acta, 58-59, p.173 - 178, 1992/00

沈殿、吸着などの微量アクチノイドの自然環境中での化学挙動を研究するためには、溶液および固体中での化学種の存在状態分析が必要である。そのため、光音響分光法を用いた状態分析法の開発を進めている。水溶液中の微量溶存種の分析のためのフーリエ変換レーザー誘起光音響分光法(FT-LPAS)、沈殿・吸着種の酸化状態および化学形分析のための紫外・可視近赤外光音響分光法(UV-VIS-NIR PAS)およびフーリエ変換赤外光音響分光法(FT-IRPAS)を、NaHCO$$_{3}$$/NaClO$$_{4}$$)溶液中およびこれらの溶液から生成した沈殿中のウランの状態分析に適用した結果を報告する。

論文

Application of centrifugal partition chromatography to separation of actinides and lanthanides in TBP extraction system

臼田 重和; 阿部 仁; 館盛 勝一; 武石 秀世; 村山 弥*

Solvent Extraction 1990, p.717 - 722, 1992/00

主に有機物の精製に用いられてきた新しい分離技術-遠心抽出分配クロマトグラフィ(CPC)-をアクチノイド及びランタノイドの分離に応用した。本法は3成分以上のマクロ量の元素の分離が期待できる。はじめの応用例は、原子価の異なるアクチノイドの分離であり、2番目の応用例は3価アクチノイド又はランタノイドの相互分離である。TBP抽出系におけるLiNO$$_{3}$$による塩析効果を中心に発表する。

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。

報告書

JPDR生体遮蔽コンクリート,イオン交換樹脂及び燃料貯蔵プール水中の長寿命核種の定量

武石 秀世; 鈴木 敏夫; 磯 修一; 河野 信昭; 星野 昭; 米澤 仲四郎; 畠山 睦夫; 小森 卓二

JAERI-M 89-224, 45 Pages, 1990/01

JAERI-M-89-224.pdf:1.13MB

原子炉の解体技術の確立に際して、原子炉構造材料の内蔵放射能を評価することは極めて重要であるとの見地から、評価において特に問題となる$$^{3}$$H,$$^{14}$$C,$$^{239}$$Pu,$$^{134}$$Cs,$$^{137}$$Cs,$$^{152}$$Eu,$$^{154}$$Eu等の長寿命核種の定量法を開発した。さらに、これらの方法をJPDRの生体遮蔽コンクリート、冷却水精製用イオン交換樹脂および燃料棒貯蔵用プール水の分析に適用し、その実存量を測定した。

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

Ion exchange separation of trace amounts of uranium and thorium in tantalum for neutron activation analysis

佐々木 祐二; 武石 秀世; 安達 武雄; 井沢 君江*

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 139(1), p.143 - 151, 1990/00

 被引用回数:4 パーセンタイル:51.72(Chemistry, Analytical)

イオン交換分離-放射化分析法を用いて、タンタル中のウラン、トリウムの分離分析法は確立された。フッ化水素酸で1gタンタルを溶解後、陽イオン交換樹脂カラムを用いてタンタルとウラン、トリウムを分離した。この時の液性は、カラムに溶液を入れる時0.5Mフッ化水素酸で、カラムからウラン、トリウムを溶離する時0.5Mフッ化水素酸-0.65Mホウ酸溶液を用いた。このカラム操作を3回くり返した時、タンタルの残存量400ng、ウラン、トリウムの回収率は95%以上であった。この方法を用いて、高純度タンタル金属中のウラン、トリウムの微量定量(ngレベル)が可能となった。

論文

Enhancement of ruthenium determination in inductively coupled plasma/atomic emission spectrometry by addition of periodic acid

安達 武雄; 武石 秀世; 佐々木 祐二; 木島 健次*

Analytica Chimica Acta, 218, p.77 - 84, 1989/00

 被引用回数:16 パーセンタイル:32.8(Chemistry, Analytical)

過ヨウ素酸の添加により硝酸溶液中のルテニウムを揮発性のRuO$$_{4}$$に酸化することができる。これを利用するとルテニウムのICP定量は、酸化剤が存在しない場合より約70倍感度が増加した。しかも同じ原理に基づく原子吸光法に比べて約5倍感度が高かった。酸化剤及び硝酸濃度あるいは妨害元素などの検討を行い、溶液中0.01~0.5$$mu$$g/mlのルテニウムを定量できる方法を確立した。

報告書

ハフニウム標準物質JAERI-Z19の製作

高島 教一郎; 田村 修三; 渡部 和男; 大内 操; 磯 修一; 伊藤 光雄; 武石 秀世; 樋田 行雄; 田村 公子; 加藤 金治; et al.

JAERI-M 88-116, 18 Pages, 1988/06

JAERI-M-88-116.pdf:0.96MB

金属ハフニウム標準物質(JAERI Z19)の製作、分析、純度決定について記載した。この標準物質は主に破壊分析法、例えば誘導結合プラズマ発光分光分析法(ICP-AES)に用いられる。その均一さを同位体希釈質量分析法(IDMS)とICP分析法で、さらに微小部分の均一さを電子プローブマイクロ分析法で調べた。また、純度はジルコニウム、酸素、炭素、水素、鉄などの不純物を定量し、全体から差引いて求めた。その結果、純度を97.8定量パーセントと決定した。この標準物質はチップ状で、2gずつ瓶詰めされ、純度保証書を添付して一般に頒布されている。

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。

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