Phase equilibria and thermal expansion of CaTiO doped with neptunium

ネプツニウムを添加したCaTiOの相平衡と熱膨張

佐藤 剛*; 山下 利之; 松井 恒雄*

Sato, Tsuyoshi*; Yamashita, Toshiyuki; Matsui, Tsuneo*

CaTiO及びCa(Ti,Al)OとNpOの相関係をX線回折法により調べた。用いた試料はAr-8%中1773Kで調製したものである。単相の固溶体がCaTiO及びCa(Ti,Al)Oについてそれぞれ、0-7.5モル%Np及び1-10モル%Npで得られた。TiをAlで置換することにより、Npの固溶量は増加する。Npの固溶挙動をUやPuと比較し、添加物の酸化状態やイオン半径の観点から議論した。Np添加CaTiOの熱膨張を室温から1273Kの範囲で、高温X線回折法により測定した。試料の体積膨張係数は組成によらずほぼ一定であり、Npの添加によるCaTiOの安定化は見られなかった。これは、顕著な安定化が観測されているPuを添加したCaTiOとは、大きく異なっている。

Phase relationships between NpO and CaTiO or Ca(Ti, Al)O were investigated by X-ray diffraction (XRD) analysis, using specimens prepared at 1773 K in Ar-8%H. Single phase solid solutions were formed 0-7.5 mol%Np and 1-10 mol%Np for CaTiO and Ca(Ti, Al)O, respectively. By substituting Al for Ti in CaTiO, Np solubility in Ca(Ti, Al)O increased. Solubility of Np was compared with those of U and Pu, and was discussed with oxidation states and ionic radii of dopants. Thermal expansions of (Ca,Np)TiO were measured from room temperature to 1273 K in Ar-8%H using high-temperature XRD technique. These specimens showed nearly the same value of volumetric thermal expansion coefficients, suggesting that the incorporation of tetravalent Np into CaTiO had practically no effect on stabilization of the crystal lattice. This finding was in a marked contrast to that of Pu doped CaTiO, where pronounced stabilization in the crystal was observed by incorporating Pu into CaTiO.