TK221 レジン
TK221 レジンは、ジグリコールアミドとホスフィンオ

Zn、Ga、Co、Ni、Cu 等の遷移金属は硝酸において保持されません。TK221 レジンは一般的に、高濃度硝酸でZr や Hf 等の第 4 族元素を保持します。

キシドの混合物をベースにしています。少量の長鎖アル0.1M 以上の硝酸において、ランタニドに対して非常にコールを含み、また、放射線分解に対する安定性を高める高い保持率を示しています。重ランタニドは、より希薄なために、芳香族基を含む不活性支持体に有機相を含侵させ硝酸（0.01M 以上）で保持されます。ランタニドに関しています。ては、TRU レジンより保持率が高くなります。

下のグラフは硝酸と塩酸における様々な元素に対するTK221 レジンの選択性を示しています。試験した元素のうち、硝酸中で Ca のみわずかに保持されます。その他のアルカリ元素、アルカリ土類元素、Al は保持されません。

硝酸において TK221 レジンに選択された元素の Dw 値U や特に Bi は、すべての硝酸濃度にわたってよく保持されますが、Th は 0.1M 以上の硝酸でよく保持されます。
硝酸において TK221 レジンに選択された元素の Dw 値

Y と Sc は、高濃度の硝酸で非常にしっかりと保持されU の保持率については、DGA レジンのような他のジグリコールアミドベースのレジンよりも大幅に高くなっています。Pb と Sn は弱く保持されます。

ます。Fe（III）も 3M 以上の硝酸濃度でよく保持されます。

硝酸において TK221 レジンに選択された元素の Dw 値

塩酸において TK221 レジンに選択された元素の Dw 値

19

In
alkaline andand earthearthInHCl
HCl medium,medium, none
none ofof thethe tested
tested alkaline
塩酸においては、試験したアルカリ元素とアルカリ土類
alkalineelements
wereretainedontheTK221
Resin
alkaline elements were retained on the TK221 Resin
元素のいずれもTK221
レジンに保持されませんでした。
thethe same
same isis true
true forfor Al.
Al.
同じことが Al にも当てはまります。

YY andretained fromfrom HCl
HCl atatand Sc
Sc areare very
very strongly
strongly retained
elevated
concentration(≥2MHCl).
Fe(III)
is
also
well
elevated
concentration(≥ 2M HCl).
Fe(III) is also well
Yおよび Scは、高濃度塩酸（2M以上）においてしっretainedatHCl
concentration≥3M.
retained at HCl concentration ≥ 3M.

かりと保持されます。Fe（III）も、3M 以上の塩酸濃度でよく保持されます。

valuesofofselectedselectedelements
elementson
onTK221
TK221ininHCl
HCl
DDwwvalues

Lanthanidesare
aregenerally
generallyvery
verywellwellretained
retainedatatHCl
HCl
Lanthanides
concentrations≥
3MHCl,
heavy
lanthanides
evenconcentrations≥
3MHCl,
heavy
lanthanides
even
塩酸において TK221 レジンに選択された元素の Dw 値 atat≥
1M,
andthey
theymaymaybe
beelutedelutedinindilute
diluteHCl.
HCl.
≥ 1M, and
ランタニドは一般的に、3M 以上の塩酸で非常によく保DDww valuesin HClHClvalues ofof selected
selected elements on TK221 in

持され、重ランタニドは1M 以上の塩酸濃度でよく保持さOneof thethemain
mainapplications
applications
TK221Resin
Resinisisthe
theOneofofofTK221
れます。これらのランタニドは希塩酸で溶出します。
concentration,
purificationand
andconversion
conversionofofheavy
heavy
concentration,
purification
lanthanides such
suchasasLu
Lufromfromhighly
highlyacidic
acidicsolutions
solutionslanthanides
intodilute
into
diluteHCl
HCl(typically(typically~0.05M~0.05MHCl)HCl)conditions.
conditions.
TK221 レジンの主なアプリケーションの 1 つは、高酸

Elements with
with a valency of +IV and higher
Elements
higher such
such as
as 性溶液から希塩酸（通常 0.05M までの塩酸）条件で、Lu
allowsallows e.g.
e.g. toto elute
elute Lu
Luininaasmaller
smallervolume
volumethan
thanNb, Zr,Zr, Hf
Hf andand Mo are very well retained atNb,at elevatedelevated ItIt
塩酸において TK221 レジンに選択された元素の Dw 値のような重ランタニドを濃縮、精製、置き換えすることで
DGA,NResin.
Accordingly,
it
may
e.g.
find
use
in
theDGA,NResin.
Accordingly,
it
may
e.g.
find
use
in
theHCl concentrations.
concentrations.
HClす。例えば、DGA
ノーマルレジンよりも少ない溶液量でproduction
productionof
ofLu-177.
Lu-177.
原子価が + IV 以上の元素（Nb、Zr、Hf、Mo 等）は、Luを溶出するため、Lu-177の製造に使用されます。
Other thanthan many
many other transition metals, Zn
OtherZn andand GaGa
高濃度の塩酸でよく保持されます。他の多数の遷移金属を
are veryvery well
well retained
retained from ≥ 2M HCl. Both
areBoth maymay bebe
除いて、Znと Ga は 2M 以上の塩酸でよく保持されます。
easily eluted
eluted inin dilute HCl.
easily100%
100%

90%90%

どちらも希塩酸で簡単に溶出します。

80%
80%

Recovery (%)
Recovery (%)

70%
70%

Elution:Elution:
10 10
BV BV
0,05M
HClHCl
0,05M

Rinse
1: 1:
Rinse
5 BV 4M
5 BV 4M
HNO3
HNO3

Load:
Load:10 x 1 BVM 4M HNO3
10 x 1 BVM 4M HNO360%60%

CoFeScScYYThTh

U

50%
50%

U

Eu

40%
40%

Lu

30%30%

La

20%20%Ni

EuLuYb

Yb
La

Nd

Nd
Ni

Ca

10%
10%0%0%0Co

Fe0112323445566778899Ca

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
10 11 12 13 14 Volume
15 16 (BV)
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

Volume (BV)

: :Elution
Elutionstudy,study,various
variouselements
elementson
onTK221TK221
溶出試験：TK221 レジンを使用

100%
100%90%90%80%80%

Rinse 1:
Rinse 2:Rinse
5 BV
4M1:HO3
Rinse2: HNO3
5 BV
0.1M
5 BV 4M HO3
5 BV 0.1M HNO3

70%70%

Load: 10 BV 4 M HNO3
Load: 10 BV 4 M HNO3

Recovery (%)
Recovery (%)

60%

D values of selected elements on TK221 Resin in HCl
Dww values of selected elements on TK221 Resin in HCl

U, Sn and Bi are well retained over the whole HCl
U, Sn and Bi are well retained over the whole HClconcentration
range,
while Th is only well retainedat
塩酸において TK221
レジンに選択された元素のDw 値
concentration
range,while Th is only well retainedat≥ 3M HCl. Pb is generally only very weakly retained.
≥U、Sn、Bi3M HCl. Pb
isgenerally
onlyveryweakly
retained.
は塩酸濃度範囲の全体にわたってよく保持されますが、Th は 3M 以上の塩酸でのみ保持されます。Pbは唯一あまり保持されていません。
2020

2060%
50%

Co

Elution: 10 BV 0.05M HCl
Elution: 10 BV 0.05M HClCoYScTh Y
U50%Th

Eu U

40%

Lu

40%
30%

EuYb Lu
Nd Yb

30%20%NiNdNi

20%
10%
10%0%
00%Sc102132435465768798109111012111312141315161718192021222324252627282930

3132

16171819202122232425262728293031

Volume (BV)

1415

Volume (BV)

32

Elution study, various elements on DGA, normal Resin
Elution 溶出試験：DGAstudy, various elements
on DGA, normal Resin
ノーマルレジンを使用

well as the use of TK221 as part of the separationof nca Lu-177 from up to 500 mg Yb-176.
TK221ジンについ て は、using
特 に caおよび ncaResin
LuThefinal レproductobtainedtheTK221
is typicallypassedthrough かa ら
1のmLA8177の 精 製 additionallyや、 最 大 500mgの Yb-176
nca
cartridge
fortrace
nitrateremoval.
Lu-177 分離の一部として使用するために、現在も多数

thorough optimisation of the Am elution volumes aclean separation of Am and U on the TK221 could
be achieved as shown below.の技法が開発されています。微量の硝酸塩除去のために、

Such a separation should also be applicable to thepurification of Ac-225.

TK221 レジンによって得られる最終生成物を 1mL のA8 カートリッジ（陰イオン交換レジン）にさらに通します。

このような分離技法はAc-225 Resinの精製にも適用できます。
The fact that the TK221is showing higher

U retention compared to e.g. DGA,N Resin might
furtherallowfor its
useノーマルレジンと比べてin a two column separation
TK221
レジンはDGAU の保methodforsequential
actinides
separation.
持に優れているため、アクチニドの連続分離のための 2 カラム分離方式に使用できます。次の図は、Uを含む様々な
The following figure shows an elution studyof various

Recovery70%
60%

Load: 4M HNO380%

Rinse: 10 BV: 0.05M HCl

50%

2mL TK221 カートリッジによる Th、Pu、Am、U の分離（データ提供：N. Vajda 氏ら）
Rinse: 5 BV 0.1M amm. oxalate

Rinse: 10 BV 4M HNO 390%

Rinse: 5 BV 2M HCl

100%

Rinse: 5 BV 0.1M HNO3元素の溶出試験について示しています。
elements including U on TK221.

40%CoFeYThUEuLuYb
La

30%

Nd

得られたアクチニドフラクションの良好な分離（クロスコOverall, the authors reported high chemical yields
ンタミネーション＜ 1％）について報告しました。開発し(92 – 106%) under the given conditions, and very
た分離プロトコルは下記の通りです。
gooddecontamination of the obtained actinide
fractions (cross-contamination <1% respectively).

Ni

20%
10%
0%

Th, Pu, Am and U separation on 2 mL TK221 cartridge

著者らは一定条件下で92of～N.106％の高い化学収率と、(data courtesy
Vajda et al.)0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

Volume / BV

The developed separation protocol is summarized in
the following figures.

Elution study, various elements on TK221

溶出試験：TK221 レジンに選択された元素

U は、使用したすべての硝酸および塩酸濃度でよく保持

U is very well retained under all employed HNO
され、最終的に 0.1M シュウ酸によって溶出する場合があ 3and HCl concentrations and may finally be eluted in
ります。Am は、U より先に希塩酸で溶出すると予想され0.1M oxalate. Am is expected to be eluted before Uます。
in dilute HCl.
Withrespectto the TK221 selectivity a stacked
TK221の選択性の点で、U、Th、Pu、Am/Cm、Np
TEVA/TK221
methodforTK221
the separationof U, Th,の分離には、TEVAレジンとレジンを連結してPu, Am/Cm and Np seems very well possible.
使用する方法が有効であると考えられます。この場合、
Np（IV）、Pu（IV）、Th（IV）は TEVA レジンによってIn such a case Np(IV), Pu(IV) and Th(IV) would be

保持、分離されますが、Uおよび
Am はwhile
TEVAUを通過しretained, and separated,on TEVA
and AmてTK221
で両方が保持されます。その後、まず希塩酸でwouldpassthrough TEVA onto TK221 where bothwouldbe retained. It should thenUbeを溶出できるはず
possible to firstAmを溶出し、最終的に希シュウ酸でelute Am with dilute HCl and finally U with diluteです。
oxalic acid.

N. Vajda 氏らは TEVA と TK221 レジンを連結して、

N. Vajda et al. developed such a method for
水サンプルからthe separationTh、Pu、Am、Uof Th, Pu, Amを分離する技法を開発
and U from water
しました。開発した技法はリン酸カルシウムの予備濃縮に
samples based on the TEVA/TK221 system. The
development work was based on a typicalCa基づくもので、酸化状態の調節に由来するFe（III）の存在の可能性を考慮しました。Am 溶出量を徹底的に最適化することにより、TK221 レジンで Am と U のきれいな分離

TEVA/TK221 の連結カートリッジによるTh、Pu、Am、U の分離（N. Vajda 氏らによる）Th, Pu, Am and U separation on TEVA/TK221,stacked cartridges (according to N. Vajda et al.)21が実現しました。

21

まず、TEVA と TK221 の連結カートリッジに、溶解

こ の 開 発 技 法 を Th-230、Pu-239、Am-241、したリン酸カルシウム沈殿物を充填します。マトリックス

U-233 を添加した水道水や海水サンプルのアルファ線ス除去のためにカートリッジを 3 Ｍ硝酸で洗浄し、U と Amペクトル測定に適用したところ、アクチニドがきれいに分を TK221 カートリッジに定量的に移動させます。その後、離できること、また高い化学収率が得られる可能性がある両方のカートリッジを切り離します。TEVA カートリッジことがわかりました。

が Pu と Th を分離し、TK221 カートリッジが U と Amを分離します。

海水サンプルのような高電荷マトリックスの場合で、化学収率は U、Pu、Am で～ 90％、Th で～ 70％と、水道水（90 ～ 108％）よりも 10 ～ 20％程低いだけでした。
つまり、TEVA/TRU レジンを使用した従来の技法に取って代わることができる上、Am 保持はより強固なものになります。
N. Vajda 氏らは、Ac の保持に関してさらに調査しました。

切り離した後の TEVA カートリッジによる分離ステップ（N. Vajda 氏らによる）
TK221 レジンに保持された Ac の重量分布比（Dw）（データ提供：N. Vajda 氏 (RadAnal)）

Ac に対する Dw 値は、非常に高濃度（8 ～ 10 Ｍ）または低濃度（0.05 Ｍ）の硝酸でさえ大きくなっています。
9 Ｍ塩酸では Ac 保持率は高くなっていますが、高・低濃度の酸においては著しく減少します。特に低濃度の塩酸では Ac の Dw 値は極めて小さく、適切な溶出条件と言えます。
様々な硝酸濃度にわたる Ac 保持率の高さが溶出試験に表れています。

切り離した後の TK221 カートリッジによる分離ステップ（N. Vajda 氏らによる）

Ac 溶出試験：1 ｍ L TK221 カートリッジ（100 ～ 200 μ m）、10M 硝酸で洗浄（データ提供：N. Vajda 氏ら）

22

Otherthanthe DGA Resins the TK221 doesn’tallowAc/
ランタニド分離に頻繁に用いられる
10M 硝酸でfor Ac elution in 10M HNO3, a step frequently used
は Ac が溶出しないため、TK221 レジンではより高濃度
for Ac/Lanthanide separation. For TK221 higher（12M）の硝酸が必要になります。
concentrations (12M) are required.
HNO3

主なアプリケーション
Mainapplications:

•●●

••

●

ランタニドの分離と濃縮に…
Separation and concentration（例：caおよび nca
Lu-177）of lanthanides(e.g.
ca and nca
アクチニドの分離に…
Lu-177)
アクチニウムの分離に…

Separation of actinides
Separation of actinium

TK225 レジン

TK225 Resin

TK225 レジンは、ジグリコールアミドとイオン液体のThe
TK225 Resin is based on a mixture of a混合物をベースにした製品です。放射線分解に対する安定
diglocylamide and an ionic liquid. The organic phase
Ac elution study on 1mL TK221 cartridge (100 – 200μm),
Ac 溶出試験：1 ｍ L TK221 カートリッジ
is 性を高めるために、芳香族基を含む不活性支持体に有機相
impregnated onto an inert support containing
0.05M（100HNO3.～
DatacourtesyofN.
Vajda
etal.
200 μ m）、0.05M 硝酸を含侵させています。
aromatic groups for increased stability against（データ提供：N. Vajda 氏ら）
除染を目的に、酸性溶液、特に高濃度の硝酸溶液から放TK221 does not allow, contrary to the DGA Resins, radiolysis.
射性ランタニドを除去するために主に用いられます。
TK221
レジンはDGA
レジンと異なって、Acが希硝酸
for Acelutionin dilute
HNO.
3
The main application of the TK225 Resin is the
次のグラフは、硝酸および塩酸中での様々な元素に対すで溶出しません。
removal of radiolanthanides from acidic solutions,
る選択性を示しています。これらのグラフで示された
Dｗ
particularly
from solutions of elevated HNO3
値はすべて、ICP-MSによる測定によって得られたものでconcentration,
for decontamination
purposes.
す。

The following graphs show the selectivity of theTK225 Resin for a wide range of elements in HNO3and HCl. All DW shown in these graphs were obtained
through ICP-MS measurements.

Ac elution study on 1mL TK221 cartridge (100 – 200μm),ｍ courtesy
L TK221ofカートリッジ
0.05MAc
HCl溶出試験：1elution. Data
N. Vajda et al.
（100 ～ 200 μ m）、0.05M 塩酸（データ提供：N. Vajda 氏ら）

The fact that TK221 retains Ac from dilute HNO3Acelutionを保持し、希塩酸で溶出するという事実にand 希硝酸でallows its
in dilute HCl might open thepossibilityof convertingAc solutionsdilute
よると、TK221レジンを用いることでAc from溶液を希硝酸HNO
to dilute HCl using TK221.
から希塩酸に置き換えできる可能性が出てきます。
3

試験した元素の中、Ca のみが高濃度の硝酸でしっかり

TK221 レジンは、より狭い溶出に対応できる粒形 50

DW values of selectedelements
on TK225 in HNO3と保持されます。Srと Pb
も、程度は低いものの、このよIt should be noted that TK221 is now also availableμ m も入手可能です。
～ 100in 50– 100μmparticle size now, which will allow fornarrower elution.

硝酸において TK225 レジンに選択された元素の Dw 値うな条件下で保持されます。

Out of the tested elements only Ca is quite strongly
retained at elevated HNO3 concentrations. Sr and
全体的に、Lu-177 精製と似たような分離技法が使用でOverall,a separation method similar to Lu-177 Pb, too are retained under these conditions to a
きる可能性があります。まず、高濃度硝酸（または塩酸）
purification seems possible: Ac retention from lesser extent though.
においてHNOAc を保持し、不純物除去のため希硝酸で洗浄、, (or HCl) rinse with dilute HNO3 toelevated3
レジンの硝酸濃度を下げて、その後塩酸で溶出するという
removeimpurities and lower HNO3 concentration
on手順です。さらに、小さい陰イオン交換レジンカートリッthe resin, followed by elution in dilute HCl. Ideallytheジ（1mL
final productshould be loaded through a small
A8 カートリッジ）を使用して、最終生成物からanion exchange resin cartridge (e.g. 1 mL A8) to
微量の硝酸塩を除去するのが理想的です。
removelast traces of nitrate.
Additionalon the AcAc
separation
on TK221
TK221work
レジンを使用した分離の追加研究は現在進Resiniscurrently
on-going.
行中です。

硝酸において TK225 レジンに選択された元素の Dw 値

DW values of selected elements on TK225 in HNO32323