A Theory of Uranium Isotope Separation by Two Phase Distribution Involving Electron Exchange Reaction

ウランのように異なった酸化状態をもつ同位体の化学的分離係数を考察するために,電子交換反応系に二相分配による分離理論を適用した。その分離係数は,であらわされる。ここでS1は4価ウランのみの場合の分離係数,S2は6価ウランのみの場合の分離係数,keは水溶液での電子交換反応の反応係数,ρは6価ウラン濃度と4価ウラン濃度の比の値,-は第2相を示す。この式は二相分配に関する一般式の一例である。理想系として,(1)ρ→0,ρ→∞のとき,S=S2/ke(2)ρ→∞,ρ→0のとき,S=S1keのような極値が得られる。第二相としてイオン交換体を用いる場合には,陽イオン交換樹脂では,外部溶液のウラン(IV)の割合が10～20%の場合に分離係数は極値を示し,1.0011(ke=1.001),1.0019(ke=1.002),1.0027(ke=1.OO3)の値が推定され,陰イオン交換樹脂では,外部溶液のウラン(IV)の割合が80～90%のときに極値として,0.9992(ke=LOO1),0.9985(ke=1.002),0.9981(ke=1.003)の値が推定される。