Gd-Cd金属間化合物の熱力学的安定性

Thermodynamic stability of Gd-Cd intermetallic compounds

明石 信; 柴田 裕樹 ; 佐藤 匠  ; 林 博和 

Akashi, Shin; Shibata, Hiroki; Sato, Takumi; Hayashi, Hirokazu

金属燃料や窒化物燃料の乾式再処理では、溶融塩電解によって超ウラン元素(TRU)を液体Cd陰極中へ分離回収することが検討されている。溶融塩電解で得られるTRUを含むCd合金からのCdの蒸留分離を伴う金属や窒化物への再転換工程においては、中間生成物としてTRU-Cd金属間化合物の生成を考慮する必要がある。本研究では、TRU-Cd金属間化合物の安定性を理解するため、TRU模擬物質としてGdを用い、溶融塩を溶媒として用いた電気化学的手法によりGd-Cd金属間化合物の生成自由エネルギーを測定し、その熱力学的安定性を評価した。得られた6種類のGd-Cd金属間化合物の生成自由エネルギーは、蒸気圧測定結果からの導出値及びCALPHAD法による解析結果とよく一致し、本測定法の有効性を示している。また、各Gd-Cd金属間化合物の一原子モル当たりのギブズ自由エネルギーは、他のランタノイド(Ln)-Cd系での傾向と同じくGdCdで最小である。この結果は、Ln-Cd系と同様の挙動を示すTRU-Cd系において、TRUCdが最も安定であることを示唆している。

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