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論文

Solvent extraction of cesium using DtBuDB18C6 into various organic solvents

佐々木 祐二; 森田 圭介; 北辻 章浩; 伊藤 圭祐*; 吉塚 和治*

Solvent Extraction Research and Development, Japan, 28(2), p.121 - 131, 2021/00

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Chemistry, Multidisciplinary)

Csは高レベル廃液中で分離対象元素の一つである。しかし、Csはアルカリ金属に属し分離が難しい元素である。DtBuDB18C6はCs抽出に有効な化合物であるとされる。しかし、プロセスで用いられる希釈剤(ドデカンやオクタノール)への溶解度が低く、利用しづらく、他の希釈剤を検討した。その結果、ケトン,エーテル,エステル系の溶媒中にDtBuDB18C6の溶解度は高く、また、ケトン,アルコールを用いる場合、Cs分配比は比較的高いことが分かった。それぞれの抽出溶媒を用いて、Csの分配挙動,抽出条件,抽出容量などを検討した。

論文

Sr吸着繊維の吸着性能の改善と簡易的な$$^{90}$$Sr分析の実現に向けた検討

堀田 拓摩; 浅井 志保*; 今田 未来; 松枝 誠; 半澤 有希子; 北辻 章浩

分析化学, 69(10/11), p.619 - 626, 2020/10

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Chemistry, Analytical)

$$^{90}$$Sr分析の迅速な前処理分離を可能とするため、基材表層部へ吸着層を形成可能な放射線乳化グラフト重合法により、Sr吸着性を示す18-クラウン-6エーテル誘導体を担持したSr分離用吸着繊維を開発した。常温で液体のSr吸着分子を繊維表面に担持させることにより、前報で作製したSr分離材料と比較してSr吸着容量が大幅に向上した。このSr吸着繊維の平衡吸着容量は、同一のSr吸着分子を含浸する市販の粒子状のSr分離材料(Sr Resin)と比較しても遜色なかった。また、Sr吸着分子の本来の金属イオン選択性は維持されていた。この吸着繊維を用いた簡易的な$$^{90}$$Sr分析法を考案し、$$^{90}$$Srの吸着性能を評価したところ、Srの吸着操作から測定までを約1時間で完了することが可能であった。

論文

Quantitative analysis of Cs extraction by some dialkoxycalix[4]arene-crown-6 extractants

Simonnet, M.; 宮崎 有史*; 鈴木 伸一; 矢板 毅

Solvent Extraction and Ion Exchange, 37(1), p.81 - 95, 2019/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:9.61(Chemistry, Multidisciplinary)

Cesium extraction from acidic media by seven dialkoxy-calix[4]arene-crown-6 compounds in several diluents was studied. 2-Nonanone was found to be a suitable diluent for cesium extraction. Nitric acid concentration variation reveals a maximum distribution ratio, whose position depends on extractant and diluent. This maximum was explained quantitatively by a competitive extraction of H$$^{+}$$. An analytical mass-action extraction model accounting for activity effects is proposed that fits correctly the different datasets. The analysis showed a nitrate hyper-stoichiometry in alkyl ketone diluents. This effect yields efficient back-extraction at low acidity. Benzo substitution on the crown ether lowers nitric acid extraction, improves sodium separation, but also degrades potassium and rubidium separation.

論文

Cesium liquid-liquid extraction by calix-crown ethers; Solvent effect

Simonnet, M.; 宮崎 有史; 鈴木 伸一; 矢板 毅

Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 5, p.66 - 69, 2018/11

$$^{137}$$Cs is a dangerous fission product because of its half-life of 30 years and its high production yield. After several years, it becomes one of the main heat generator in nuclear waste; it would thus be beneficial to remove it before deep repository storage. Cesium also shows high mobility in the environment, thus being one of the most dangerous material released in accidental situation. Because the chemistry of cesium is close to these of sodium and potassium, found in great amount in water, cesium recovery requires very high separation factor towards these elements. Calix-crown-ether compounds show high extraction of Cs, and Na separation factor up to million (up to ten thousands for K), depending on experimental conditions and extractant structure. This study attempts to qualitatively and, when possible, quantitatively describe these dependencies. Focus has been made on HNO$$_{3}$$ concentration (0.01M to 6M), solvent nature, and extractant structure, based on the already well-documented di-octyloxy-calix[4]mono-crown-6.

論文

Synergistic extraction of Am(III), Th(IV) and U(VI) by PMBP and crown ethers

米澤 仲四郎; Choppin, G. R.*

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 134(1), p.233 - 239, 1989/00

 被引用回数:29 パーセンタイル:92.84(Chemistry, Analytical)

PMBP(1-Phenyl-3-methyl-4-benzylpyrazolone)とクラウンエーテルによる、UO$$_{22+}$$、Am$$^{3+}$$、Th$$^{4+}$$の0.1M過塩素酸溶液からトルエン中への共同効果実験を行った。クラウンエーテルとしては空孔サイズ、塩基性度等の異なる、12C4、15C5、18C6,DB18C6及びDCH18C6を使用した。溶媒抽出のデータから各陽イオンのPMBPによる抽出定数Kex(1)、及びPMBPとクラウンエーテルによる抽出定数Kex(2)を求め、各イオンのPMBP錯体とクラウンエーテルとの付加反応平衡定数$$beta$$mを求めた。各イオンの$$beta$$mと、陽イオン半径とクラウンエーテルの空孔サイズ、及びクラウンエーテルの塩基性度との相関関係は認められなかった。共同効果抽出におけるM(PMBP)$$_{n}$$-CE間の相互作用は、みかけ上クラウンエーテルの塩基性度、立体効果、結合に関与する酸素数が複合したものと推察された。

論文

Lithium isotope separation by displacement chromatography using cryptand resin

藤根 幸雄; 斎藤 恵一朗; 柴 是行

Journal of Nuclear Science and Technology, 20(5), p.439 - 440, 1983/00

 被引用回数:52 パーセンタイル:99.42(Nuclear Science & Technology)

双環性クラウン化合物:〔2$$_{B}$$.2.1〕クリプタンドのモノマーをスチレン・ジビニルベンゼン重合体からなる樹脂粒に化学結合させたクリプタンド樹脂でクロマトグラフィ用のカラムを作り、リチウム吸着帯をカラム内で置換的に移動させることによりリチウム同位体分離を行った。リチウムの保持イオンとしてCs$$^{+}$$を、置換剤としてNa$$^{+}$$イオンを使い、溶媒としてメタノールを利用すると酢酸リチウムの吸着帯は溶離クロマトグラフィのように大きなティリングを示さず、2mの移動距離では、ほぼ一定の吸着帯長さを維持した。吸着帯内で、$$^{6}$$Liは後端側に$$^{7}$$Liは前端側に濃縮された。この分離系の同位体分離係数は1.014(40$$^{circ}$$C)であった。

口頭

Cesium extraction by calix-mono-crown-ethers; Extractant and solvent effects

Simonnet, M.; 宮崎 有史; 鈴木 伸一; 矢板 毅

no journal, , 

Study of cesium separation from acidic and alkaline waste has been conducted since the 90's. Calix[4]-crown-6-ethers can selectively extract cesium with higher distribution ratios than crown-ethers or dicarbollides. Several authors focused on dioctyloxycalix[4]crown-6 (DOC[4]C6), also tested on real waste in dodecane/TBP mixture. 99.9% of cesium was extracted but TBP, mandatory to solvate the calix-crown in dodecane, lowered the selectivity. The distribution ratio DCs remained also rather low. This study focuses on extractant and solvent effects. Because DOC[4]C6 showed good results and is well-documented, extractants were synthesized by modifying its structure: change of the alkoxy chain length led to didodecyloxycalix[4]crown-6 (DDC[4]C6) and diethylhexyloxycalix[4]crown-6 (DEHC[4]C6); change on the crown-ether led to dioctyloxycalix[4]benzo-crown-6 (DOC[4]BC6) and dioctyloxycalix[4]di-benzo-crown-6 (DOC[4]DBC6). Studies on DOC[4]BC6 and DOC[4]DBC6 can be found in literature. Based on literature study, pure solvents: n-octanol (n=1,2,3), methylcyclohexanone (MCHK), 2-nonanone; and mixtures of 1-octanol + 10% modifiers (nitrophenyloctylether (NPOE), TBP) have been tested.

口頭

Preparation of Sr adsorption fiber for beta-ray measurement

堀田 拓摩; 浅井 志保; 半澤 有希子; 斎藤 恭一*; 須郷 高信*; 藤原 邦夫*; 北辻 章浩

no journal, , 

福島第一原子力発電所では、汚染水中に含まれる$$^{90}$$Srの迅速分析技術の開発が喫緊の問題である。現状の$$^{90}$$Sr分析法では、$$beta$$線測定を行うための前処理であるSr分離操作と$$^{90}$$Sr-$$^{90}$$Yの放射平衡待ちに時間がかかり、分析値を出すまでに一ヶ月間も必要となる。そこで本研究ではSrを選択的に吸着し、吸着したまま$$beta$$線測定を可能にするSr分離材を用いた$$^{90}$$Srの迅速分析法の開発を目指した。まず、基材表面に高密度のSr吸着相を有するSr吸着繊維を作製した。市販の$$^{90}$$Sr分析用吸着樹脂は、ビーズ状多孔性樹脂の細孔内部に$$^{90}$$Srを吸着する。一方で、Sr吸着繊維は繊維表面に$$^{90}$$Srを吸着できる。そのため、基材による自己減衰効果を最小限に抑えられ高効率な$$beta$$線計数を可能とする。次に、作製したSr吸着繊維のSr吸着能およびSr選択性を評価した。吸着能は市販のSr吸着樹脂と同等の性能を有した。選択性についても、市販のSr吸着樹脂の選択性とほぼ同じ傾向を示した。これらの結果から、Sr吸着繊維は$$^{90}$$Srの高効率な$$beta$$線計数を可能とすることを確認した。

口頭

クラウン化合物を用いるCsの溶媒抽出

佐々木 祐二; 吉塚 和治*

no journal, , 

Csを溶媒抽出で回収するにはクラウン化合物を溶解する希釈剤を新たに調査する必要がある。ここでは、幾つかの希釈剤を用いてクラウン化合物の溶解性などの溶媒物性や得られた抽出溶媒を用いCs抽出について調べた。その結果、誘電率の高い溶媒を用いたほうがCs分配比は高い傾向にある。さらに誘電率の高い溶媒である2-ノナノンを使った結果は酸濃度によって分配比が増減することを示した。

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