Electrochemical behavior of Am at liquid Cd electrode

カドミウム電極におけるアメリシウムの電気化学挙動

林 博和 ; 赤堀 光雄; 湊 和生 ; Haire, R. G.*

Hayashi, Hirokazu; Akabori, Mitsuo; Minato, Kazuo; Haire, R. G.*

カドミウム(Cd)電極におけるアメリシウム(Am)の電気化学挙動及びAm-Cd系の合金生成挙動実験を行い結果を解析した。モリブデン(Mo)固体電極を作用極として用いたサイクリックボルタングラムではAm(III)/Am(II)及びAm(II)/Amに相当するピークが観測されたのに対し、Cd電極を用いたサイクリックボルタングラムではAm(III)/Am(in Cd)に相当するピークのみが観測された。Cd電極を作用極として用いた際のピーク電位はMo電極の場合よりも正側に見られた。Am系でのピーク電位の差(E(Am-Cd))は0.39VでE(Pu-Cd)と同程度であり、E(U-Cd)及びE(Np-Cd)よりも大きい。これまでに実測されたピーク電位差E(An-Cd)(An=U, Np, Pu)はCd電極で生成されるAn-Cd化合物(UCd, NpCd, PuCd)の生成自由エネルギーに相当することが報告されている。一方、Am-Cd状態図における安定化学種を同定するために、Am-Cd金属間化合物の調製を行った。Am金属と液体Cdを723Kで加熱混合して得られた化合物は、AmCd(格子定数a=1.5590.002nm)であることをX線回折実験によって確認した。723Kにおける安定な化学種であるAmCdが、電気化学試験においてCd電極で生成し、測定されたE(Am-Cd)はAmCdの生成自由エネルギーに相当するものと考えられる。

The electrochemical behavior of Am at a liquid Cd cathode and the alloying behavior of Am with Cd were analyzed. In the cyclic voltammograms obtained with Mo electrode, the redox reactions of Am(III)/Am(II) and Am(II)/Am were observed, while peaks assigned to Am(III)/Am (in Cd) were observed with liquid Cd electrode. The observed electric potentials for the peaks with liquid Cd electrode were more positive than those with Mo electrode. The difference in the potentials E(Am-Cd) was 0.39V, which is similar to E(Pu-Cd) and much larger than E(U-Cd) and E(Np-Cd). It is reported that E(An-Cd) (An=U, Np, Pu) corresponds to G of An-Cd compound formed at Cd electrode (UCd, NpCd, PuCd). On the other hand, to identify the stable chemical form on Am-Cd phase diagram, Am-Cd intermetallic compounds were prepared by heating Am metal with liquid Cd. The product prepared by heating at 723K was identified as cubic AmCd with a=1.559 0.002 nm by powder X-ray diffraction. AmCd is considered to be formed at Cd electrode on the electrochemical experiments because it is the stable product at 723K.