• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제32권5호
• /
• pp.1564-1568
• /
• 2011

A solvent extraction separation, preconcentration and determination of thorium with a new crown, 2-ethyl-N-benzyl-4,7,10,13,16-pentaoxa-1-azacyclooctadecane (MACE), is described in the study. The amount of thorium in the aqueous phase and organic phase was determined by Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectroscopy and Ultraviolet-Visible, respectively. Thorium loaded organic phase was quantitatively stripped in a stage by using 1.0 M $HNO_3$. Thorium was effectively extracted with MACE in the pH range of 6-7 to produce a 3:2 complex ratio in the chloroform. A highly sensitive and rapid spectrophotometric method was described for determination of trace amounts of thorium with MACE. The effective molar absorption coefficient at 281 nm is $1.98{\times}10^3\;mol^{-1}cm^{-1}$, and the system complies with Beer's law in the range from 0.464 to 2.32 ${\mu}gm\;L^{-1}$ of thorium. Thorium was also determined in standard and environmental samples.

• 전기화학회지
• /
• 제7권1호
• /
• pp.9-15
• /
• 2004

Cyclic voltammetry and chronocoulometry have been used for characterization of catechol violet (CV) at the hanging mercury drop electrode in acetic acid-sodium acetate buffer solution. At pH 2.94 a nearly symmetric cyclic voltammetric wave due to an irreversible weak adsorption of CV on mercury was obtained at concentration of $0.53{\mu}mol\;dm ^{-3}$. Under these conditions, CV adsorbes in a monolayer. Upon increasing the concentration, the symmetry of the wave decreases; it can be attributed to a mixed diffusion adsorption process. The amount of the adsorbed catechol violet on the HMDE expressed as surface concentration as well as the surface areaf occupied by one molecule$(\sigma)$ were calculated. It was found that the values obtained for f and o utilizing cyclic voltammetric and chrono-coulometry are almost identical. A 1:1 and 1:2 Th (IV)-CV complexes are formed on addition of thorium (IV) to catechol violet. These complexes are adsorbed and reduced on the HMDE at more negative potentials than the peak potential of free CV, Using the square-wave (SW) technique, the adsorptive cathodic stripping voltammetry, ACSV, of these complexes was studied. It was found that the SW-ACSV of Th(IV)-CV can be applied to the determination of thorium at the nanomole level. Optimum conditions and the analytical method of determination were presented and discussed.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제53권6호
• /
• pp.1736-1746
• /
• 2021

The results of full-scale numerical experiments of a hybrid thorium-containing fuel cell facility operating in a close-to-critical state due to a controlled source of fusion neutrons are discussed in this work. The facility under study was a complex consisting of two blocks. The first block was based on the concept of a high-temperature gas-cooled thorium reactor core. The second block was an axially symmetrical extended plasma generator of additional neutrons that was placed in the near-axial zone of the facility blanket. The calculated models of the blanket and the plasma generator of D-T neutrons created within the work allowed for research of the neutronic parameters of the facility in stationary and pulse-periodic operation modes. This research will make it possible to construct a safe facility and investigate the properties of thorium fuel, which can be continuously used in the epithermal spectrum of the considered hybrid fusion-fission reactor.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제41권6호
• /
• pp.867-874
• /
• 2009

Solubility of a radionuclide is important for defining the release source term of a radioactive waste in the safety and performance assessments of a radioactive waste repository. When the pH and redox potential of the KURT groundwater were changed by an electrical method, the concentrations of uranium and thorium released from $UO_2$(cr) and $ThO_2$(cr) at alkali pH(8.1 ${\sim}$ 11.4) and reducing potential (Eh < -0.2 V) conditions were less than $10^{-7}mole/L$. Unexpectedly, the concentration of tetravalent thorium is slightly higher than that of uranium at pH = 8.1 and Eh= -0.2 V conditions, and this difference may be due to the formation of hydroxide-carbonate complex ions. When $UO_2$(s) and $UO_2$(am, hyd.), and $ThO_2$(s) and $Th(OH)_4(am)$ were assumed as solubility limiting solid phases, the concentrations of uranium and thorium in the KURT groundwater calculated by the PHREEQC code were comparable to the experimental results. The dominating aqueous species of uranium and thorium were presumed as $UO_2(CO_3)_3^{4-}$ and $Th(OH)_3CO_3^-$ at pH = 8.1 ${\sim}$ 9.8, and $UO_2(OH)_3^-$ and $Th(OH)_4(aq)$ at pH = 11.4.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제29권1호
• /
• pp.94-98
• /
• 2008

A fundamental study was developed concerning the novel solvent extraction of the tetravalent metal ions; zirconium(IV), hafnium(IV) and thorium(IV). Their extraction behavior in toluene was investigated with a recently synthesized naphthol-derivative Schiff base, 1-({[4-(4-{[(E)-1-(2-hydroxy-1-naphthyl)methyliden]amino}phenoxy) phenyl]imino}methyl)-2-naphthol (HAPMN). The spectrophotometrical examination of the complex formation between HAPMN and the Zr(IV), Hf(IV) and Th(IV) ions in acetonitrile revealed the formation of stable 1:1 complexes in the solution. After the thorium extraction in toluene, it was found that [Th(OH)3HA] was the respective deriving substance. While, in the case of zirconium and hafnium extraction, the extracted adduct was found to be [M4(OH)8(H2O)16Cl62HA]. The stoichiometric coefficients of these extracted species were determined by the slope analysis method. The extraction reaction followed a cation exchange mechanism.

• 대한화학회지
• /
• 제31권3호
• /
• pp.250-257
• /
• 1987

DMSO와 $H_2O$용매 중에서 결합구조가 밝혀진 동공의 크기를 달리한 토륨(IV) 착물들의 전기전도도를 측정하여 해리현상과 전해질의 행동을 알아 보고 DMSO용매중에서 polarography와 cyclic voltammography적 거동을 조사하여 합성착물의 산화환원반응 메카니즘, 가역성을 알아 보고 환원과정에 관여하는 전자수 및 착물의 확산계수를 계산하였다. 그 결과 반양성자성 용매에서 모든 착물들은 1:1전해질로, 물에서는 1:4전해질로 각각 행동하고, DMSO용매중에서 각 착물의 환원반응은 1전자 1단계의 환원반응으로 가역적이며 확산계수는 착물종에 따라 $5.831{\times}10^{-6}{\sim}6.900{\times}10^{-6}$이었다. 그리고 모든 착물의 물분자는 -1.8V(대조전극, SCE)이상에서 분해를 일으켜 수소기체를 발생한다.

• 대한화학회지
• /
• 제34권2호
• /
• pp.143-158
• /
• 1990

본 연구에서는 동공의 크기가 다른 5종의 crown ether과 9종의 crownand계와 1종의 cryptand계 거대고리 리간드를 포함하는 우라늄(Ⅵ), 토륨(Ⅳ) 및 네오디뮴(Ⅲ), 사마륨(Ⅲ), 홀뮴(Ⅲ) 등의 희토류 금속착물을 합성 후, 고체착물의 조성식을 결정하고 적외선 스펙트럼에 의하여 구조를 확인한 다음 핵자기공명 분광법에 의하여 착물용액의 조성비와 분자내의 착물형성 site를 결정하고 착물들의 용매화 현상과 리간드 교환반응성을 핵자기공명 분광법으로 고찰하였다. crown ether 거대고리 리간드들은 실험에 사용한 모든 금속이온과 안정한 착물을 형성하므로 OCH2 메틸렌 양성자들은 모두 낮은 자기장 방향으로 화학적 이동을 나타냈으며 같은 금속이온에 대한 화학적 이동값은 12C4＜15C5＜18C6의 순으로 증가하였고 같은 리간드에 대한 희토류 착물의 화학적 이동값은 원자번호 크기에 반비례하였다. crownand 22는 우라늄(Ⅵ)과 산소 및 질소원자를 배위하는 안정한 착물을 형성하지만 희토류 금속과는 착물을 형성하지 않았다. 반면에 희토류 금속(Ⅲ)이온은 cryptand 221리간드와 모든 산소 및 질소원자를 배위자로 하는 안정한 착물을 형성할 수 있었다. 나머지 질소와 산소원자를 포함한 crownand 계열 거대고리 리간드는 우라늄(Ⅵ)과 역시 모든 산소 및 질소가 배위하는 착물을 형성하지만 희토류 금속(Ⅲ)과는 착물을 형성하지 않음을 확인할 수 가 있었다. 우라늄(Ⅵ)과 희토류(Ⅲ)금속이온은 모든 거대고리 리간드와 1:1착물을 각각 형성하며 토륨(Ⅳ)이온은 12C4와 1:2 나머지 리간드와는 1:1착물을 각각 형성함을 알 수 있었다. 이들 거대고리 리간드 착물들의 안정성은 착물의 양성자 이동결과에 잘 일치하였다. 그리고 18C6와 물을 리간드로 하는 희토류 금속(Ⅲ) 착물은 아세틸아세톤 용매내에서 리간드 교환반응이 일어나지만 우라늄(Ⅵ)착물의 경우에는 교환반응이 일어나지 않았다.

• 분석과학
• /
• 제8권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 1995

흐름주입법에 의해 분광광도법으로 U(VI) 및 Th(IV) 이온을 정량하였다. Chrome Azurol S는 양이온 계면활성제인 CTAB 존재하에서 U(VI) 및 Th(IV) 이온과 착물을 형성한다. 아세트산 완충용액에서 U(VI) 착물의 최대 흡수 파장은 pH 5.0에서 600nm이고 몰흡광계수는 약 $2.3{\times}10^5Lmol^{-1}cm^{-1}$이며, Th(IV) 착물의 최대 흡수파장은 pH 5.5에서 611nm이고 몰흡광계수는 약 $3.8{\times}10^5Lmol^{-1}cm^{-1}$였다. FIA에 의한 U(VI) 및 Th(IV)의 검정곡선은 0.1~0.8ppm 범위에서 직선 관계를 보였고, 이 검정곡선은 상관계수는 0.9960 및 0.9930이었다. 검출한계(S/N)는 U(VI)에 대하여는 20ppb이고, Th(IV)에 대하여는 15ppb였다. 상대표준편차는 시료 0.4ppm에 대하여 각각 ${\pm}1.8%$와 ${\pm}2.1%$이고 시료의 분석속도는 약 $50hr^{-1}$이었다.

• 한국광물학회지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.295-304
• /
• 2012

하동군 옥종면 월횡리에는 과거 개발하던 티탄철석 광산이 위치하며, 주변 지질은 선캄브리아기 지리산 편마암 복합체가 광범위하게 분포하고 이를 회장암이 관입하고 있다. 간극누적형 회장암체 내 티탄철 광체가 발달하고 있으며, Ti-광체 내 희토류원소를 포함하는 갈렴석이 맥상으로 발달하고 있다. 갈렴석의 CaO 함량은 11.02~12.81 wt%로 낮은 반면, ${\Sigma}R_2O_3$는 상대적으로 높은 17.21~21.58 wt% (R=Ce, La, Nd)의 범위를 보여준다. 갈렴석이 높은 방사능 이상치를 보여주는 이유는 갈렴석 내에 미립의 광물상으로 존재하는 토륨 광물인 톨라이트(thorite, $ThSiO_4$) 때문인 것으로 밝혀졌다. 톨라이트는 $3{\sim}6{\mu}m$ 크기의 입상으로 누대구조를 보여주며, 화학분석 결과 $ThO_2$는 65~72.78 wt%, $UO_2$는 5.49~12.78 wt%의 함량을 보였다. 이러한 광물학적 특성은 톨라이트를 함 REE 갈렴석을 찾는 방사능 탐사를 함에 있어 좋은 지시자로 이용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
• /
• 제36권6호
• /
• pp.407-413
• /
• 2003

알칼리 교대암내에 배태되는 압동 Nb-Ta 광상의 지질은 상부원생대의 퇴적암류와 이를 관입분포하는 고생대 후기에서 중생대 초기의 평강암군에 속하는 호암산 관입암체(알칼리 섬장암류), 쥬라기의 흑운모화강암 및 제4기의 현무암으로 구성된다. 알칼리 섬장암류는 각섬석-휘석 섬장암, 각섬석-흑운모 섬장암, 흑운-하석 섬장암, 흑운모 섬장암 및 석영-각섬석-휘석 섬장암 등을 포함한다. 후기 마그마 단계에서 수반되는 알칼리 교대작용에 의해 형성된 알칼리 교대암은 호암산 관입암체의 남쪽 가장자리를 따라 띠모양이나 불규칙한 맥상 및 렌즈상으로 Nb-Ta 광체를 이루고 있다. 산출되는 광석광물은 파이로크롤과 저어콘을 비롯하여 극소량의 콜럼바이트, 퍼규소나이트, 자철석, 형석, 휘수 연석, 티탄철석, 티타나이트, 인회석 및 모나자이트 등 이다. Nb, Ta, 희토류 및 방사성 원소(Th, U)를 함유하는 파이로크롤은 (1) 부화된 Ta, U 및 Ce, (2) 낮은 함량의 Ta 및 F (3) Th 또는 Ba의 부화 등으로 특징된다. 지화학적 특징과 광석의 구조 및 광물의 산출 특성으로 미루어 광화작용이 알칼리성 광화유체의 교대작용에 따른 것임을 알 수 있다.