Determination of thermodynamic data of major actinides is one of the pending technical tasks to reduce the uncertainty of safety assessment of deep geological disposal facility for high level radioactive waste. The safety of deep geological disposal facility is decidedly dependent on chemical behavior of the radionuclides which are released from disposal facility, and most of the major radionuclides which dominate long-term radiotoxicity of high level radioactive waste are uranium, neptunium, plutonium, and americium. The oxidation state of those actinides are highly dependent on the redox potential of aquatic system, and the redox potential of deep groundwater is commonly low enough to allow uranium, neptunium, and plutonium ions to exist as tetravalent ions. Thorium has been generally regarded as a good chemical homologue of tetravalent actinides since thorium ion has only tetravalent oxidation state irrespective of redox potential of aquatic system. Quantitative determination of thorium using arsenazo III has been widely applied, however the thermodynamic data and influence of ionic strength on thorium-arsenazo III complexation have received little attention. In this research, stability constants of thorium-arsenazo III complexes at various ionic strength conditions were determined by utilizing the Gauss-Newton algorithm SQUAD, and the determined stability constants were extrapolated to zero ionic strength through linear regression based on the ionic strength correction model (SIT, Specific ion interaction theory) approach.
고준위방사성폐기물 처분시설의 안전성평가 불확도 저감을 위해 수행해야 할 가장 중요한 기술적 과제는 주요 악티나이드 핵종들에 대한 정확한 열역학 자료를 도출하는 것이다. 악티나이드 핵종들은 수용액 조건에 따라 다양한 산화상태로 존재할 수 있으나 심지층 지하수는 환원조건을 제공하므로 악티나이드 핵종들은 심지층 지하수 내에서 4가 이온으로 존재할 것으로 예상된다. 토륨은 수용액 조건에 관계없이 4가 이온으로 존재하고 이온 반경 또한 다른 악티나이드 핵종들과 비슷하기 때문에 악티나이드 4가 이온의 화학적 동족체로 활용되고 있다. 따라서 토륨의 화학 거동을 이해함으로써 심지층 지하수 내 악티나이드 핵종들의 화학 거동을 계산 및 예측할 수 있다. 토륨의 정량분석법으로 아르세나조 III를 이용한 분광광도법적 분석을 많이 이용한다. 아르세나조 III는 토륨 정량분석에 널리 사용되고 있으나 아직 토륨-아르세나조 III 착물형성반응의 열역학 데이터와 수용액의 이온세기 같은 수화학 특성들이 결합에 어떤 영향을 주는지 이해가 부족한 상황이다. 이에 본 연구에서는 다양한 이온세기의 수용액 조건에서 토륨-아르세나조 III 반응의 형성상수를 SQUAD 코드를 활용하여 도출하였고 이온세기보정 모델(SIT)을 적용하여 이온세기에 따른 상관관계를 도출하였다.
