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口頭

Sgの酸化還元研究に向けた迅速溶媒抽出装置SISAKの改良

大江 一弘; 塚田 和明; 浅井 雅人; 佐藤 哲也; 豊嶋 厚史; 宮下 直; 永目 諭一郎; Sch$"a$del, M.; 金谷 佑亮*; Lerum, H. V.*; et al.

no journal, , 

超重元素研究グループでは、溶媒抽出法及び電気化学的酸化還元法を用い、106番元素シーボーギウム(Sg)の酸化還元電位を決定することを目的に研究を進めている。Sg実験の際には、フロー電解カラムと迅速溶媒抽出装置SISAKを組合せて利用する計画であるが、現状では両装置が対応可能な流速に大きな差があるため、SISAKを低流速で利用するための開発が必要である。本研究では、ガスジェット搬送された核反応生成物を溶液に溶解してガス排気を行うSISAKデガッサーをより低い流速でも利用可能にすることを目的に、新しいデガッサーの開発を行った。新たに開発したデガッサーは、疎水性のテフロンメンブレンフィルターを利用して気液の分離を目指すものである。この新デガッサーを用い、ガスジェット搬送物の溶液化効率の測定を行った。その結果、SISAKの通常の流速である0.4mL/sでは、80%程度の高い溶液化効率を得た。低流速である0.1mL/sでも、気液の混合を促すミキサーを組合せて使用することで同程度の効率が得られ、開発したデガッサーが低流速にも対応可能であることがわかった。

口頭

Liquid-phase studies of seaborgium using the automated liquid-liquid extraction system SISAK

Omtvedt, J. P.*; 大江 一弘; Lerum, H. V.*; 豊嶋 厚史; 羽場 宏光*; 塚田 和明; Kratz, J. V.*; 永目 諭一郎; Sch$"a$del, M.

no journal, , 

迅速溶媒抽出装置SISAKとフロー電解セルを組合せて用い、106番元素シーボーギウム(Sg)の酸化還元電位を決定することを計画している。しかし両装置の対応流速に大きな差があるため、SISAKを低流速で利用するための開発が必要である。特にガスジェット搬送された核反応生成物を溶液に溶解してガス排気を行うSISAKデガッサーは、流速が低下すると溶液化効率が大きく低下する。そのため、今回SISAKデガッサーに変わる新たなデガッサーの開発を行った。新たに開発したデガッサーは、疎水性のテフロンメンブレンフィルターを利用して気液の分離を目指すものである。この新デガッサーを用い、ガスジェット搬送物の溶液化効率の測定を行ったところ、低流速である0.1mL/sにおいても気液の混合を促すミキサーを組合せて使用することで80%程度の高い溶液化効率が得られ、開発したデガッサーが低流速にも対応可能であることがわかった。

口頭

超重元素のための疎水性メンブレンフィルターを用いた新規連続溶液化装置の開発

大江 一弘; 塚田 和明; 浅井 雅人; 佐藤 哲也; 豊嶋 厚史; 宮下 直; 永目 諭一郎; Sch$"a$del, M.; 金谷 佑亮*; Lerum, H. V.*; et al.

no journal, , 

超重元素研究グループでは、溶媒抽出法及び電気化学的手法を用い、106番元素シーボーギウム(Sg)の酸化還元電位を決定することを目的に研究を進めている。Sg実験では化学実験装置としてフロー電解カラムと迅速溶媒抽出装置SISAKを組合せて利用する計画であるが、現状では両装置が対応可能な溶液流速に大きな差があるため、SISAKを低流速で利用するための開発が必要である。そこで本研究ではその最初の取り組みとして、ガスジェット搬送物を水溶液に低流速でも連続溶解できる新しい連続溶液化装置の開発を行った。新たに開発した溶液化装置は、疎水性のテフロンメンブレンフィルターを利用して気液の分離を行う特徴を持つ。この装置の性能評価試験として、原子力機構タンデム加速器においてガスジェット搬送物の溶液化テストを行った。その結果、SISAKの通常の流速である0.4mL/s及びより低流速である0.1mL/sにおいて80%以上の高い溶液化効率を、0.03mL/sにおいても70%程度の溶液化効率を得た。これらの結果は、SISAKにおける新しい連続溶液化装置がフロー電解カラムの対応流速で利用可能であり、Sg研究に利用可能であることを示している。

口頭

Solvent extraction of hexavalent Mo and W using 4-isopropyltropolone (Hinokitiol) for seaborgium (Sg) reduction experiment

宮下 直; 豊嶋 厚史; 大江 一弘*; 浅井 雅人; 佐藤 哲也; 塚田 和明; 永目 諭一郎; Sch$"a$del, M.; 金谷 佑亮; 羽場 宏光*; et al.

no journal, , 

4-イソプロピルトロポロン(ヒノキチール: HT)を用いた$$^{93m}$$Mo及び$$^{176}$$Wの溶媒抽出を行い、その抽出挙動をスロープアナリシスにより調べた。その結果、HT濃度に対する分配比の傾きはMoで1.88、Wで1.54となり、金属イオンと抽出剤が1:2で抽出化学種を形成していることがわかった。

口頭

Extraction behavior of hexavalent and reduced Mo and W with 4-isopropyltropolone (Hinokitiol)

宮下 直; 豊嶋 厚史; 大江 一弘*; 佐藤 哲也; 浅井 雅人; 塚田 和明; 永目 諭一郎; Sch$"a$del, M.; 金谷 佑亮; 羽場 宏光*; et al.

no journal, , 

0.1 M HCl/0.9 M LiCl水溶液系におけるトレーサーレベルでの6価及び還元後のMoとWの4-イソプロピルトロポロン(ヒノキチール)による抽出挙動を調べた。Wの場合は分配比は還元に利用したフロー電解セルで実験可能な電圧範囲で分配比はほとんど変化しなかったが、Moでは0から-0.2V近傍で分配比が10から1に変化することがわかった。以上の結果から、ヒノキチオールを抽出剤とした溶媒抽出により、6価のMoと還元後のMoを分離することが可能であることがわかった。

口頭

Chemical studies of Mo and W in preparation of a Seaborgium (Sg) reduction experiment using MDG, FEC, and SISAK

豊嶋 厚史; 宮下 直*; 浅井 雅人; 佐藤 哲也; 金谷 佑亮; 塚田 和明; 北辻 章浩; 永目 諭一郎; Sch$"a$del, M.; Lerum, H. V.*; et al.

no journal, , 

生成率が低く短寿命のSgに対して連続電解実験行うため、我々はメンブレンデガッサー(MDG)、フロー電解カラム、連続液液抽出、ならびに液体シンチレーション測定システム(SISAK)から成る新しい化学装置を開発している。最近、Sgの同族元素であるMoとWを用いた様々な準備実験を行った。MoとWの短寿命核種を含むキャリアーガスと水溶液をMDGを用いて混合し、水溶液に効率よく溶解することに成功した。また、CV測定や紫外可視吸光測定により、Mo(VI)/Mo(V)とW(VI)/W(V)の酸化還元反応を同定した。さらに、バッチ法を用いたMo(VI)とW(VI)の塩酸水溶液からヒノキチオールへの抽出実験やSISAKならびにMDGを用いたオンライン抽出実験に成功した。発表ではこれらの結果を含む現状について報告する。

口頭

Electrolytic reduction studies of Mo and W towards the reduction of seaborgium

豊嶋 厚史; 浅井 雅人; Attallah, M. F.*; 後藤 尚哉*; Gupta, N. S.*; 羽場 宏光*; Huang, M.*; 金谷 淳平*; 金谷 佑亮; 笠松 良崇*; et al.

no journal, , 

Sgの還元研究に向け、キャリアフリートレーサー$$^{93m}$$Moと$$^{176,181}$$Wの電解還元挙動をフロー電解カラム(FEC)を用いて調べた。異なる溶媒抽出挙動に基づいて安定なMo(VI)やW(VI)とそれぞれの還元種を分離・同定するために、FECを用いて電解済みのサンプルをTOAやHDEHPを用いた溶媒抽出により化学的に分析した。また、マクロ量のMoやWのサイクリックボルタンメトリーや紫外可視分光測定を行い、それぞれの条件下における酸化還元反応の情報を得た。会議ではMoとWを用いた基礎実験の現状について報告する。

口頭

超アクチノイド元素シーボーギウム(Sg)の還元にむけた同族元素MoとWの電解還元

豊嶋 厚史; 宮下 直*; 大江 一弘*; 北山 雄太*; Lerum, H. V.*; 後藤 尚哉*; 金谷 佑亮; 小森 有希子*; 水飼 秋菜*; Vascon, A.; et al.

no journal, , 

超重元素研究グループでは、超アクチノイド元素シーボーギウム(Sg)の還元実験に向けた準備実験を進めている。本研究では、Sgの同族元素である$$^{93m}$$Moならびに$$^{176}$$Wを用い、これらを電解還元した後、溶媒抽出分離が可能な溶液条件を探索した。原子力機構タンデム加速器施設において$$^{93m}$$Moならびに$$^{176}$$Wを生成した。これらをHe/KClガスジェット法により化学室まで搬送し、3分間捕集した後、数百$$mu$$Lの硫酸水溶液あるいは硫酸と過塩素酸の混合水溶液に溶解した。これを0.4Vから-1.4Vまでの電圧(vs. Ag/AgCl参照電極)を印加したフロー電解カラムに導入した後、溶出液を収集した。さらにこの溶出液をトリイソオクチルアミン(TOA)-トルエン溶液と混合して1分間振とうした後、30秒間遠心分離した。その後、両相から同量分取して$$gamma$$線を測定し、分配比Dを評価した。硫酸/過塩素酸水溶液で電解還元し、0.2M TOAへ抽出した場合、MoのD値は-0.4 V以下で急激な減少を示す一方、WのD値は変化しなかった。このような変化は他の分離条件においても観測されており、WがMoに比べて還元され難いことを示している。討論会では、他の電解条件や抽出条件についても報告する。

口頭

Developments towards aqueous phase chemistry of transactinide elements

豊嶋 厚史; 大江 一弘*; 浅井 雅人; Attallah, M. F.*; 後藤 尚哉*; Gupta, N. S.*; 羽場 宏光*; 金子 政志*; 金谷 佑亮; 笠松 良崇*; et al.

no journal, , 

シーボーギウム(Sg)より重い超アクチノイド元素は重イオン核反応で生成されるが、半減期が十秒以下であり、さらに生成率が低いため一時間に一原子しか生成できない。そのため、これらの元素の溶液化学的研究には迅速な化学分離を連続的に行うことができる分析装置が必要となる。本研究ではSgの化学研究に向け、ガスジェット搬送物を溶液に迅速溶解するために新たに開発したメンブレンデガッサー、酸化還元反応を制御するためのフロー電解カラム、そして連続溶媒抽出装置(SISAK)を連結して用い、Sgの軽同族元素であるMoならびにWの模擬実験を行った。学会ではこれらの開発状況について発表する。

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