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Electrode reaction of the Np$$^{3+}$$/Np couple at liquid Cd and Bi electrodes in LiCl-KCl eutectic melts

LiCl-KCl共晶溶融塩中における液体Cd及びBi電極上でのNp$$^{3+}$$/Npの電極反応

白井 理; 魚住 浩一*; 岩井 孝; 荒井 康夫

Shirai, Osamu; Uozumi, Koichi*; Iwai, Takashi; Arai, Yasuo

723, 773及び823Kにおいて、NpCl$$_{3}$$を含むLiCl-KCl共晶溶融塩中での液体Cd及びBi電極上におけるNp$$^{3+}$$/Npの電極反応をサイクリックボルタンメトリ-により検討した。溶融塩中のNp$$^{3+}$$濃度が1wt.%以下で、溶融金属相中のNpが飽和していない場合には、Npの析出反応は、溶融塩中のNp$$^{3+}$$の電極表面への拡散が律速段階となっていた。723, 773あるいは823Kにおける液体Cd電極上でのNp$$^{3+}$$/Np系の酸化還元電位は、Mo電極でのそれに比べて、それぞれ0.158, 0.140及び0.126V正側の電位であった。これらの電位シフトは、NpCd$$_{11}$$(723K)及びNpCd$$_{6}$$(773及び823K)形成のためにCd相中のNpの活量が低下したためと考えられる。また、723, 773あるいは823Kにおける液体Bi電極上でのNp$$^{3+}$$/Np系の酸化還元電位は、Mo電極でのそれに比べて、それぞれ0.427, 0.419及び0.410V正側の電位であった。Np-Cd系と同様に、これらの電位シフトは、NpBi$$_{2}$$形成のためにBi相中のNpの活量が低下したためと考えられる。

The electrode reactions of the Np$$^{3+}$$/Np couple at liquid Cd and Bi electrodes were investigated by cyclic voltammetry at 723, 773 and 823 K in LiCl-KCl eutectic melt. It was found that the diffusion of Np$$^{3+}$$ in the salt phase was a rate-determining step in the cathodic reaction when the concentration of NpCl$$_{3}$$ was less than about 1 wt.% and the liquid Cd or Bi phase was not saturated with Np. The redox potentials of the Np$$^{3+}$$/Np couple at liquid Cd electrode at 723, 773 and 823 K were observed more positively than those at Mo electrode by 0.158, 0.140 and 0.126 V, respectively. The potential shift would result from a lowering of activity of Np in Cd phase according to the alloy formation of NpCd$$_{11}$$ at 723 K and NpCd$$_{6}$$ at 773 and 823 K. The redox potentials of the Np$$^{3+}$$/Np couple at liquid Bi electrode at 723, 773 and 823 K were more positive than those at Mo electrode by 0.427, 0.419 and 0.410 V, respectively, which would be attributable to a lowering of activity of Np in Bi phase according to the formation of NpBi$$_{2}$$.

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分野:Electrochemistry

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