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Cyclic voltammetry behavior of americium at a liquid cadmium electrode in LiCl-KCl eutectic melts

塩化リチウム-塩化カリウム共晶溶融塩中のカドミウム電極におけるアメリシウムのサイクリックボルタンメトリー挙動

林 博和; 赤堀 光雄; 湊 和生

Hayashi, Hirokazu; Akabori, Mitsuo; Minato, Kazuo

AmCl$$_3$$-(LiCl-KCl)$$_{eut.}$$系のサイクリックボルタンメトリ測定を723K及び773Kにおいてモリブデン(Mo)電極及び液体カドミウム(Cd)を作用極として行った。Mo電極ではAm(III)/Am(II)及びAm(II)/Am(0)に相当する信号が観測されたのに対し、Cd電極ではAm(III)/Am(0)(in Cd)に相当するピークのみが観測された。Cd電極を作用極としたサイクリックボルタングラムから導出したAm(III)/Am(0)(in Cd)の酸化還元電位はMo電極を作用極としたサイクリックボルタングラムから導出したAm(III)/Am(0)の酸化還元電位よりも貴であった。これはAm-Cd金属間化合物が生成することによってAmの活量が低下するためであると考えられる。上記の酸化還元電位の差から計算したAm-Cd金属間化合物の生成自由エネルギーは723Kにおいて-119kJ/mol,773Kにおいて-113kJ/molである。

The electrode reactions of americium at a liquid cadmium electrode were investigated by cyclic voltammetry (CV) of AmCl$$_3$$-(LiCl-KCl)$$_{eut.}$$ at both 723K and 773K in comparison with those at a molybdenum electrode. The redox peaks assigned to Am(III)/Am(0) (in Cd) were observed with the liquid Cd electrode while the redox reactions of Am(III)/Am(II) and Am(II)/Am(0) were observed with the Mo electrode. The formal standard potential of Am(III)/Am(0) obtained with the liquid Cd electrode is more positive than those calculated for the Mo electrode at both 723K and 773K. The potential shifts were attributed to the lowering of the activity of Am by the formation of the intermetallic compound at the interface between Cd and the molten salt. The Gibbs free energies of formation of the Am-Cd intermetallic compound, which could be AmCd$$_6$$, are estimated to be -119 and -113 kJ/mol at 723K and 773K, respectively.

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