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野村 和則; 渡部 雅之*; 佐野 雄一*; 小山 智造; 根本 慎一*; 小沢 正基*; 岡本 文敏
PNC TN8410 96-206, 33 Pages, 1996/07
本試験では,DC18C6による硝酸酸性系でのSrの抽出に関して,抽出及び逆抽出時間の測定ならびにSrの分配に対する温度依存性の評価を行った。また,DC18C6-Sr錯体構造についてNMRスペクトルの測定を行った。さらに,新たに入手した数種のクラウン化合物を用いた分配基礎試験を実施,硝酸酸性系での抽出剤としての可能性を調べた。以下に,本試験結果の主な概要を示す。・DC18C6-CH2Cl2-硝酸系におけるSrの抽出及び逆抽出とも,その反応は速やかに行われるものとみなせる。・DC18C6-CH2Cl2-硝酸系におけるSrの抽出反応は,反応全体としては発熱反応であり,温度が低い方が抽出に有利である。・DC18C6-Sr錯体のNMRスペクトルを測定し,1つのSrに対して一分子のDC18C6が配位していることが補完できた。・新たに入手したクラウン化合物のうち,C15C5がAgに対して抽出能を示した。以上の結果から,大環状化合物のうちクラウン化合物に属するDC18C6によるSrの抽出機構について,さらに詳細な評価を行うことができ,硝酸酸性系で使用する抽出剤として優れた性質を有することを明かとした。このことは,硝酸環境におけるクラウン化合物の核種分離試薬としての可能性をさらに進めたものであると評価ができる。また,今回新たに調査したクラウン化合物のうち,C15C5によりAgを硝酸溶液系から抽出できることがわかり,新抽出剤としての可能性がさらに広がった。
野村 和則; 根本 慎一; 小沢 正基; 岡本 文敏; 田中 康正
PNC TN8410 95-286, 20 Pages, 1995/11
新規に合成した抽出剤を含む数種の大環状化合物を用いたバッチ法によるコールド基礎試験を実施し,大環状化合物による金属イオンの抽出分離の可能性及び課題の摘出を行った。本試験では,ジシクロヘキサノー18-クラウン-6-エーテルを中心に,硝酸への適用性および金属イオン抽出特性等について段階的に調査・検討を行った。その結果,以下のことが明かとなった。・新規に合成した抽出剤はいずれも酸濃度の高い領域では抽出能を示さなかったが,酸濃度の非常に低い領域(
10-4N)においてピリジル基を置換したクラウノファン化合物が,20
30程度の分配比でAgを抽出した。・既存の大環状化合物では,ジシクロヘキサノ-18-クラウン-6-エーテルが硝酸濃度の高い領域(13N)かSrを選択的に抽出できることを確認した。このときのジシクロヘキサノ-18-クラウン-6-エーテルによるSrの抽出錯体について調べたスロープ法による解析結果は,文献情報と異なるものであった。・さらに,模擬高レベル廃液を用いてジシクロヘキサノ-18-クラウン-6-エーテルによるSrの抽出の選択性および共存イオンの影響について調べた結果,共存イオンに妨害されることなくSrを選択的に抽出できることがわかった。以上の結果から,大環状化合物のうちクラウン化合物に属するジシクロヘキサノ-18-クラウン-6-エーテルにより,高レベル廃液からSrを分離できる可能性を有していることがわかった。このことは,硝酸環境におけるクラウン化合物の核種分離試薬としての可能性を示唆するものである。
渡部 雅之; 小沢 正基; 田中 康正
PNC TN8420 95-022, 228 Pages, 1995/10
これまでのAm(3)の調査に引き続き、今回は、酸化状態の異なる各種アクチニドの抽出特性について、環状ポリエーテル並びにそれらの同族体による抽出に重点をおいて調査を行った。調査の結果、クラウンエーテル類によるアクチニドの抽出特性について次の点が明らかとなった。1)Am(3)の抽出について、15C5/ニトロベンゼン/疎水性アニオン-pH2系で、DAm=440が得られた。水相硝酸濃度0.11Mでは一般にDAmは低い。塩析剤を加えるとDAmは大きくなる。2)UO22+の抽出では、0.1MCEs/CHCl3-7MHNO3系で、DUO2は1.62、5MHNO3で、12C415C518C624C8の順にDUO2は大きくなる。30%アセトニトリル/0.5MDCN18C6/トルエン-4MHNO3系で、DUO2は7.12。0.1MDCH18C6/ジクロロエタン-4MHCL系で、DUO2は100。3)Pu(4)の抽出では、20%プロピレンカーボネート/0.2MDCH18C6/トルエン-5MHNO3で、DPu(4)=24、添加剤なしでDPu(4)=12。有極性溶媒がDPu(4)を大きくする。4)Th(4)の抽出では、0.1M18C6/クロロフォルム-0.04Mピクリン酸系で、DTh(4)=10、0.1MDC24C8/1,2ジクロロエタン-4.8MHNO3系で、DTh(4)=7。5)Np(4)の抽出に関しては、0.01MDCH18C6/ジクロロエタン-5MHNO3+1MAINO3系で、DNp(4)=0.64、塩析剤の添加は、DNp(4)を大きくする。6)クラウンエーテル類はアクチニド及びランタニドの抽出剤として、強力な抽出剤ではない。高レベル廃液に適用する場合、クラウンエーテル類の化学的及び放射線損傷について、また、希釈剤のニトロ化生成物による、プロセスの化学的安定性について、詳細な研究が必要と思われる。さらにクラウンエーテル類でアメリシウムを抽出する場合、アメリシウムとマクロ成分であるウラン、プルトニウム及びランタニドとの競争抽出、マクロ成分のローディング効果についても十分な研究が必要であろう。
佐野 雄一; 青瀬 晋一; 岡本 文敏; 田中 康正
PNC TN8410 95-313, 28 Pages, 1995/10
TRUEX(transuranium extraction)プロセスにおいて使用される抽出剤CMPO(octyl(phenyl)‐N,N‐diisobutylcarbamoylmethylphosphine oxide)及び相改質剤TBP(tributylphosphate)と軽ランタニド元素(La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu)との反応について、NMR(核磁気共鳴吸収)測定を用いて検討を行った。NMR測定の結果より、ランタニド/TBP系においては2分子のTBPが、ランタニド/CMPO系においては3分子のCMPOが、それぞれランタニドイオンに単座配位及び2座配位することが示された。また、ランタニド/CMPO/TBP系においては、CMPOのみが直接ランタニドイオンに2座配位し、TBPは第一配位圏には存在しないことが確認された。ランタニド/TBP系及びランタニド/CMPO系における配位子交換反応については、CBS(complete bandshape)法から求められた活性化パラメータの値から、会合機構あるいは第1配位圏外での溶媒などとの相互作用を伴う解離機構により配位子交換反応が進むものと推測された。一方、ランタニド/CMPO/TBP系におけるCMPOの交換反応は、第1配位圏外でのTBPによる影響を伴った反応で進行することが示唆された。
小沢 正基; 富樫 昭夫
PNC TN8420 95-002, 140 Pages, 1995/01
ウラン製錬及び使用済み燃料の再処理で, これまでに実用化されたプロセスに使用される抽出剤について,3価のアクチニドの抽出挙動について調査した。さらに3価のアメリシウムを抽出する抽出剤について,3価のアクチニドの抽出特性,抽出機構,抽出剤の構造,抽出された錯体の構造等について調査を行った。これらの調査結果をもとに,Purexプロセスでは抽出されない3価のアメリシウムを除去・回収し,燃料としてリサイクルするために有効な抽出剤について検討した。硝酸濃度の高い(13M)溶液から,3価のアクチニドを効果的に抽出できる抽出剤として,2座配位中性有機化合物(ジフォスフィンジオキサイド,カルバモイルメチルフォスフィンオキサイド,プロパンジアミド等)を挙げることができる。新しい抽出剤あるいは抽出剤システムの研究は,1)これまでの抽出剤と異なった抽出機構を持った抽出剤の研究および2)これまでの抽出剤を含む効果的な相乗付加剤-希釈剤システムの研究を指定することになると思われる。
岸本 洋一郎; 河田 東海夫*; 根本 慎一*
PNC TN8410 87-08, 125 Pages, 1987/05
本報告書は,動燃東海事業所技術部廃棄物処理開発室における高レベル廃液の群分離技術開発の成果をまとめたものである。Am及び希士類元素の分離,回収を目的としてDBBP,TBP,D2EHPAおよびD2EHPA/M2EHPA混合溶媒(moe比D/M=1/1)を用いた溶媒抽出法により,バッチ抽出試験およびミキサセトラによる連続抽出試験を行った。 また関連して,活性炭を触媒とした硝酸溶液中におけるPu(4)およびFe(3)のヒドラジンによる還元,乳酸-硝酸混合溶液によるPu(4)/U(6)の分離試験など実施した。 Am(3),Eu(3)およびCe(3)について,DBBP,TBP,E2EHPA,D2EHPA/M2EHPA-HNO3-M-(NO3)-系における抽出データを求めた結果log(E/ 〔ORG〕n)対log〔NO3〕mag,logE対log〔H+〕nagとの間に定量的な直線関係が成立つことを見い出した。これらの元素の見かけの抽出定数(KM)は,DBBP系で1.10(Am)1.26(Eu),1.22(Ce),TBP系で0.0269(Am),0.0324(Eu),0.0219(Ce)D2EHPA系で0.845(Am)更にD2EHPA/M2EHPA混合溶媒系では22(Am),22.7 (Eu)および18.6(Ce)であった。 一方,ヒドラジン-HNO3-活性炭触媒系におけるPu(4),Fe(3)の還元反応では,反応比対反応時間が良い直線性を示し,見かけ上一次反応となった。また,反応速度は活性炭の含まれていない系に比べ300倍増大していた。 乳酸-硝酸混合溶液によるPu(4)/U(6)の分離試験においては,HNO3-U-Pu-TBP系に乳酸が加わると,特にPu(4)の抽出性が低下し,例えば0.5HHNO3-0.3M乳酸の混合溶液ではPu(3)の抽出係数に接近することが判った。
