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Oxygen potential measurements of fluorite-type Zr$$_{0.5}$$Pu$$_{0.5}$$O$$_{2-y}$$ by EMF method

EMF法による蛍石型Zr$$_{0.5}$$Pu$$_{0.5}$$O$$_{2-y}$$の酸素ポテンシャル測定

音部 治幹  ; 中村 彰夫; 山下 利之; 湊 和生 

Otobe, Haruyoshi; Nakamura, Akio; Yamashita, Toshiyuki; Minato, Kazuo

アクチノイド含有ジルコニアは、核変換燃料ターゲット,イナート・マトリックス燃料及び放射性廃棄物固化体など、原子力分野のアプリケーションにとって有望な候補材料である。ここでは、アクチノイド含有ジルコニアの一つである蛍石型(F-type)Zr$$_{0.5}$$Pu$$_{0.5}$$O$$_{2-y}$$の酸素ポテンシャル(g(O$$_{2}$$))挙動をジルコニア酸素センサーを用いたEMF法で調べた。パイロクロア(P-type)Zr$$_{2}$$Pu$$_{2}$$O$$_{7+x}$$やF-type PuO$$_{2-x}$$のg(O$$_{2}$$)データと比較することにより、陽イオンや陰イオンの秩序(又は無秩序)構造に関連する、F-type Zr$$_{0.5}$$Pu$$_{0.5}$$O$$_{2-y}$$のg(O$$_{2}$$)の全体的な特徴を明確にすることを目的としている。793$$<$$T$$<$$1078Kの範囲では、F-type Zr$$_{0.5}$$Pu$$_{0.5}$$O$$_{2-y}$$のg(O$$_{2}$$)は、同じ酸素不定比組成(O/M)でF-type PuO$$_{2-y}$$のg(O$$_{2}$$)よりも150kJ/mol大きかった。また、F-type Zr$$_{0.5}$$Pu$$_{0.5}$$O$$_{2-y}$$のg(O$$_{2}$$)は、同じO/MでP-type Zr$$_{2}$$Pu$$_{2}$$O$$_{7+x}$$のg(O$$_{2}$$)よりも50kJ/mol低かった。これらの結果から、g(O$$_{2}$$)挙動は陽イオンの組成(Pu/Zr)に大きく依存しているだけでなく、陽イオンや陰イオンの秩序(又は無秩序)構造にも依存していると考えられる。

Actinides-bearing zirconias are prominent candidate materials for various nuclear applications: targets for actinide transmutation, inert material fuels, radioactive waste forms, etc. In this study, the oxygen potential (g(O$$_{2}$$)) behavior of fluorite-type (F-type) Zr$$_{0.5}$$Pu$$_{0.5}$$O$$_{2-y}$$ has been measured by EMF method using the zirconia oxygen sensor. It was found that the g(O$$_{2}$$) values of F-type Zr$$_{0.5}$$Pu$$_{0.5}$$O$$_{2-y}$$ were about 150 kJ/mol higher than those of F-type PuO$$_{2-y}$$ at the same oxygen-nonstoichiometric (O/M) values. The g(O$$_{2}$$) values of F-type Zr$$_{0.5}$$Pu$$_{0.5}$$O$$_{2-y}$$ were 50 kJ/mol lower than those of pyrochlore Zr$$_{2}$$Pu$$_{2}$$O$$_{7+x}$$ at the same O/M values. These results suggest that the g(O$$_{2}$$) behavior depends on the cation and anion ordering/disordering, in addition to the cation composition ratio (Zr/Pu).

使用言語

 :

English

掲載資料名

 :

Journal of Nuclear Materials

巻

 :

344

号

 :

1-3

ページ数

 :

p.219 - 222

発行年月

 :

2005/09

発表会議名

 :

11th Symposium on Thermodynamics of Nuclear Materials (STNM-11)

開催年月

 :

2004/09

開催都市

 :

Karlsruhe

開催国

 :

Germany

キーワード

 :

蛍石型; 酸素ポテンシャル; パイロクロア; ジルコニア; プルトニウム; 酸素欠陥構造; 酸素不定比組成

特許データ

 :

PDF

 :


論文URL

 :

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2005.04.045

研究データの公開先DOI

 :

使用施設

 :

広報プレスリリース

 :

論文解説記事
(成果普及情報誌)

 :

受委託・共同研究相手機関

 :

Access

 :

- Accesses

InCites™

 :

パーセンタイル：24.22

分野：Materials Science, Multidisciplinary

Altmetrics

 :

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