T-BAMBP抽出剤を使用したセシウム汚染物質分離を最適化するためのスクリーニング希釈剤

核エネルギーの広範な使用は、特に放射性セシウムの放出により、原子力の安全性と放射性廃棄物管理に関する懸念を引き起こしました。この研究では、セシウムの抽出と分離のためのT-BAMBP（4ttert-butyl-2-（α-メチルベンジル）フェノール）の使用を調査し、高濃度のセシウムを廃水を含む高濃度セシウムをシミュレートし、適切な希釈液の選択に焦点を合わせて、高濃度のセシウムをシミュレートし、プロセスの効率。密度汎関数理論（DFT）計算を使用して系統的研究を実施し、さまざまな一般的な希釈液とT-BAMBPとの相互作用を評価しました。研究された希釈剤には、芳香族炭化水素（ベンゼン、トルエン、キシレン）、アルカン（シクロヘキサン、ヘキサン、ヘプタン）、およびアルコール（ヘキサノール、オクタノール）が含まれます。計算結果は、中程度の溶媒和エネルギー、高い非極性、溶解度と反応性の間の最適なバランスにより、シクロヘキサンが最も適切な希釈液であることを明らかにしました。実験的検証により、計算結果が確認されました。シクロヘキサン希釈されたT-BAMBPシステムは、94％を超えるセシウム抽出効率が最も高く、767.67の分離係数（βCS/K）が得られました。シクロヘキサンは、評価された希釈剤の中で最も低い毒性とコストを実証し、実用的なアプリケーションでより安全で経済的な選択肢となっています。この研究の結果は、T-BAMBP抽出システムにおける希釈剤の選択の包括的な理論的および実験的基盤を提供し、セシウム資源の持続可能な利用と放射性廃棄物の効果的な管理に関する洞察を提供します。

The widespread use of nuclear energy has raised concerns about nuclear safety and radioactive waste management, particularly due to the release of radioactive cesium. This study investigates the use of t-BAMBP (4-tert-butyl-2-(α-methylbenzyl) phenol) for the extraction and separation of cesium from simulate high concentration cesium containing wastewater, focusing on the selection of suitable diluents to enhance the efficiency of the process. We performed a systematic study using density functional theory (DFT) calculations to evaluate the intrinsic properties and interactions of various common diluents with t-BAMBP. The diluents studied include aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, xylene), alkanes (cyclohexane, hexane, heptane), and alcohols (hexanol, octanol). Our computational results revealed that cyclohexane is the most suitable diluent due to its moderate solvation-free energy, high nonpolarity, and optimal balance between solubility and reactivity. Experimental validation confirmed the computational findings. The cyclohexane-diluted t-BAMBP system achieved the highest cesium extraction efficiency of over 94 %, with a separation factor (βCs/K) of 767.67. Cyclohexane demonstrated the lowest toxicity and cost among the diluents evaluated, making it a safer and more economical choice for practical applications. The results of this study provide a comprehensive theoretical and experimental basis for the selection of diluents in the t-BAMBP extraction system, offering insights for the sustainable utilization of cesium resources and effective management of radioactive waste.