N、N-Di-（2-エチルヘキシル）ブチラミド（Dehba）およびプルトニウム保持の放射線化学に対する化学環境の影響

n、n-di-（2-エチルヘキシル）ブチルアミド（Dehba）は、六レーンウランとテトラヴァレントフラトニウムの選択性により、使用済みの核燃料からのウランとプルトニウムの共発現のための水力排出溶媒抽出システムの一部として提案されています。ただし、化学環境がDEHBAの放射線化学に与える影響と、これがプロセスパフォーマンスにどのように影響するかに関して、定量的理解の重要な欠如があります。ここでは、DEHBAの放射分解分解に関する系統的調査を提示します。DEHBAは、DEHBAをガンマ照射にさらし、反応速度、リガンドの完全性、分解生成物の形成、ウランおよびプルトニウム抽出およびストリップの分布比を介した溶媒システムのパフォーマンスを調査します。N-ドデカンのDehba分解の速度は遅いことがわかりました（G = -0.31±0.02μmolJ-1）が、調査した溶媒システムの酸化条件と接触すると強化されました（有機のみ、または0.1または3.0 mの水性窒素酸と接触しています）。2つの主要な分解生成物が有機相で同定されました。Bis-2-エチルヘキシルアミン（B2EHA）およびN-（2-エチルヘキシル）ブチルアミド（MEHBA）は、C-N結合の切断に起因し、条件のために〜300 kGyまでのDEHBAの総損失を説明できます。B2EHAとMehbaはどちらも、それぞれ-0.12±0.01および-0.01μmolJ -1のG値を有する放射分解分解の影響を受けやすいことがわかった。溶媒抽出研究により、（i）吸収用量の増加とともに、ウラン抽出とストリッピングの無視できる変化。（ii）プルトニウムの抽出と保持は、吸収された用量と化学環境に複雑な依存関係を示します。有機のみの条件により、B2EHAに起因するプルトニウム抽出と保持の強化が得られましたが、酸接触はこの効果を阻害し、最高の酸性度のために重要なプルトニウム保持を促進しました。全体として、照射中の化学環境がデバの分解とプルトニウム保持の程度に大きな影響を与えることが実証されています。

N,N-di-(2-ethylhexyl)butyramide (DEHBA) has been proposed as part of a hydro-reprocessing solvent extraction system for the co-extraction of uranium and plutonium from spent nuclear fuel, owing to its selectivity for hexavalent uranium and tetravalent plutonium. However, there is a critical lack of quantitative understanding regarding the impact of chemical environment on the radiation chemistry of DEHBA, and how this would affect process performance. Here we present a systematic investigation into the radiolytic degradation of DEHBA in a range of n-dodecane solvent system formulations, where we subject DEHBA to gamma irradiation, measure reaction kinetics, ligand integrity, degradation product formation, and investigate solvent system performance through uranium and plutonium extraction and strip distribution ratios. The rate of DEHBA degradation in n-dodecane was found to be slow (G = -0.31 ± 0.02 μmol J-1) but enhanced upon contact with the oxidizing conditions of the investigated solvent systems (organic-only, or in contact with either 0.1 or 3.0 M aqueous nitric acid). Two major degradation products were identified in the organic phase, bis-2-ethylhexylamine (b2EHA) and N-(2-ethylhexyl)butyramide (MEHBA), resulting from the cleavage of C-N bonds, and could account for the total loss of DEHBA up to ∼300 kGy for organic-only conditions. Both b2EHA and MEHBA were also found to be susceptible to radiolytic degradation, having G-values of -0.12 ± 0.01 and -0.08 ± 0.01 μmol J-1, respectively. Solvent extraction studies showed: (i) negligible change in uranium extraction and stripping with increasing absorbed dose; and (ii) plutonium extraction and retention exhibits complex dependencies on absorbed dose and chemical environment. Organic-only conditions afforded enhanced plutonium extraction and retention attributed to b2EHA, while acid contacts inhibited this effect and promoted significant plutonium retention for the highest acidity. Overall it has been demonstrated that chemical environment during irradiation has a significant influence on the extent of DEHBA degradation and plutonium retention.