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金属酸化物のケージでアメリシウムを捕らえる

使用済み核燃料から放射性元素アメリシウムを分離できれば、核廃棄物の長期的な危険性を低減できると思われる。今回、高酸化状態のアメリシウムと選択的に結合する無機分子ケージによって、新たな分離戦略の可能性が開かれた。

使用済み核燃料に含まれる放射性元素アメリシウム（Am）は、半減期が長く、核廃棄物の長期的な毒性に大きく寄与している。Amは、効率的に回収できればより短寿命の核種や安定な核種への変換が可能だが、他の放射性元素との分離が難しいため、こうした変換には限界があった。このたび、蘇州大学（中国）のHailong Zhangら1は、ポリオキソメタレート（ポリ酸、POM）と呼ばれる水溶性の金属酸化物ケージを用いてAmを最高酸化状態で安定化することで、核廃棄物に含まれる化学的に類似した他の一連の放射性元素からAmを容易に分離できることを示し、Nature 2023年4月20日号482ページで報告した。POMを介するこうした分離法によって、民生用の原子力発電所から出る使用済み核燃料の再処理に関する長年の問題が解決され、原子力産業の効率と安全性を向上できる可能性がある。

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翻訳：藤野正美

Nature ダイジェスト Vol. 20 No. 7

DOI: 10.1038/ndigest.2023.230738

原文

Metal-oxide cage traps radioactive element
  • Nature (2023-04-20) | DOI: 10.1038/d41586-023-01019-8
  • May Nyman & Gauthier Deblonde
  • May Nymanはオレゴン州立大学（米国コーバリス）に所属。 Gauthier Deblondeはローレンス・リバモア国立研究所 （米国カリフォルニア州）に所属。

参考文献

  1. Zhang, H. et al. Nature 616, 482–487 (2023).
  2. Nuclear Energy Agency. Spent Nuclear Fuel Reprocessing Flowsheet (OECD, 2012).
  3. Runde, W. H. & Mincher, B. C. Chem. Rev. 111, 5723–5741 (2011).
  4. Copping, R. et al. Dalton Trans. 2009, 5609–5611 (2009).
  5. Sokolova, M. N. et al. Inorg. Chem. 48, 9185–9190 (2009).
  6. Budantseva, N. A., Grigoriev, M. S. & Fedosseev, A. M. Radiochim. Acta 102, 377–384 (2014).
  7. Fedosseev, A. M., Gogolev, A. V., Charushnikova, I. A. & Shilov, V. P. Radiochim. Acta 99, 679–686 (2011).
  8. Colliard, I. et al. Nature Chem. 14, 1357–1366 (2022).
  9. Wang, Z. et al. J. Am. Chem. Soc. 144, 6383–6389 (2022).