As the safety function of the engineering barrier of the disposal facility can be deteriorated with time, the actinide nuclides migrate to the environment by groundwater. Therefore, it is very important to understand the chemical behavior of actinide nuclides in a deep geological environment of a radioactive waste disposal facility for its long-term safety assessment. Thorium exists only as a tetravalent ion in an aqueous solution, and its ionic radius is similar to those of other actinide nuclides, so thorium has widely been used to understand the chemical behavior as a chemical homologue of representative tetravalent actinide nuclides. In addition, since the complexation reaction of actinide nuclides with humic acid being ubiquitous in groundwater greatly affects the solubility and mobility of radionuclides, it is very important to understand the complexation behavior. However, it is difficult to understand their complexation behavior due to a lack of understanding of the exact structure of humic acid. Therefore, in this study, the complexation of Th(IV) and benzoic acid, a representative model ligand among aromatic carboxylic acids, which is one of the main functional groups of humic acid, was studied to provide basic thermodynamic data necessary to understand the complexation behavior. In the present work, the potentiometric titration method and the ultraviolet-visible (UV-Vis) absorption spectrometry were used to obtain the stability constants and spectroscopic properties of the complexation of Th(IV) with benzoic acid. The chemical species of the complexation of Th(IV) with benzoic acid were identified in aqueous solutions.
처분시설의 공학적방벽의 기능이 저하됨에 따라 지하수에 의해 악티나이드 핵종들이 환경으로 이동하게 된다. 따라서 고준위방사성폐기물 처분시설의 안전성 평가를 위해서는 심지층 처분환경에서 악티나이드 핵종들의 화학적 거동을 이해하는 것이 매우 중요하다. 토륨은 수용액 내에서 4가 이온으로만 존재하며, 이온 반경이 다른 악티나이드 핵종들과 비슷하여 대표적인 4가 악티나이드 핵종들의 화학적 동족체로서 화학적 거동을 이해하는데 활용되고 있다. 또한 악티나이드 핵종들과 지하수에 흔하게 존재하는 흄산과의 결합반응은 핵종들의 용해도 및 이동성에 크게 영향을 주기 때문에 이에 대한 착물화 거동의 이해가 매우 중요하다. 그러나 흄산의 정확한 구조에 대한 이해가 부족하여 악티나이드 핵종들과의 착물화 거동을 이해하는 데 어려움이 많다. 이에 본 연구에서는 착물화 거동을 이해하는데 필요한 기초적인 열역학 자료를 제공하고자, 흄산의 주요 작용기인 방향족 카르복실산 중 대표적인 물질인 벤조산과 토륨(IV)의 착물화를 연구하였다. 이를 위해 전위차적정법과 자외선-가시광선 흡수분광법을 활용하여 토륨(IV)과 벤조산 착화합물의 착물화 형성상수 및 분광학적 특성을 도출하고, 수용액 내 착화합물의 화학종을 규명하였다.
