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小林 恵太; 奥村 雅彦; 中村 博樹; 板倉 充洋; 町田 昌彦; Cooper, M. W. D.*
Scientific Reports (Internet), 12(1), p.9808_1 - 9808_11, 2022/06
被引用回数：8 パーセンタイル：76.65(Multidisciplinary Sciences)核燃料の一つであるトリウム酸化物に対し、機械学習分子動力学法を用い、その高温物性を調査した。様々な交換汎関数により第一原理計算を実施し、ニューラルネットによりその結果を学習することにより機械学習力場を構築した。特にSCANと呼ばれる交換汎関数を用いた第一原理計算結果を学習することにより得られた機械学習力場は、ラムダ転移温度や融点を含め、比較可能な実験データの多くに対し高精度な結果を示した。
中村 武彦; 橋本 和一郎; 上塚 寛; 西野 泰治; 鈴木 信幸*
JAERI-M 93-222, 64 Pages, 1993/11
原研では軽水炉の立地評価事故ソースタームの評価あるいはシビアアクシデント時の影響評価に重要な高温の燃料から放出される核分裂生成物(FP)の放出挙動を調べる実験を計画し、現在その準備を進めている。同実験では実際に軽水炉で照射され燃焼の進んだ燃料を誘導加熱し、FPの放出挙動を温度・加熱雰囲気等をパラメータに調べる。酸化あるいは還元雰囲気で燃料を2800
Cを超える高温にする実験では加熱炉の構造材として高温安定性の非常に高い材料が必要である。酸化トリウム(ThO
)は高融点(3370C)物質であり、高温においても化学的に非常に安定であり有望な候補である。しかし、トリウムは核燃料物質であり、放射能も高いことから工業的にはあまり製作実績がない。本試作試験では、酸化トリウム粉末をラバープレスにより成型し焼結することにより、外径約35mm/内径約24mm/長さ約145mm/密度約90%/TDの管状の試作体の製作に成功し、製作に必要な条件を明らかにした。
芦田 敬; 園部 一志; 山田 一夫
PNC TN8600 91-003, 38 Pages, 1991/06
PNC(動燃事業団)-Battelle PNL共同研究の一環として,PNLスタッフの指導のもとでTRU元素の溶解度測定方法を習得した。溶解度測定試験に必要な技術として,トリウム等のTRU元素の固相の作製,エックス線回折,試験溶液のpH調整,酸化還元電位(Eh)測定,固液分離,分析前処理,酸化状態分析,データ解析等の一連の試験手法に関するものの他,雰囲気制御グローブボックスの運転方法等について,PNLの実験専門のスタッフ(Specialist)の指導を受け習得した。
赤堀 光雄; 白鳥 徹雄; 福田 幸朔
JAERI-M 90-143, 13 Pages, 1990/09
高温ガス炉用燃料としての酸化トリチウム系被覆燃料粒子の破損を検出する方法として高温酸浸出法を適用し、その最適試験条件等の実用性を実験的に調べた。耐熱・耐圧性密閉容器の使用により、フッ化物としてNaFを添加した硝酸溶液(0.01M NaF/13M HNO
)による沸点以上の高温下における酸浸出法試験を含むThO及び(Th,U)O燃料核被覆粒子に適用した。そして、(Th,U)O被覆粒子では160C-6時間の条件で実用可能であること、一方、ThO被覆粒子ではさらに高温下での試験が必要であることを明らかとした。また、この条件では、熱分解炭素被覆層が腐食されること及び燃料物質のフッ化物が生成されることが明らかになった。
鈴木 建次; 赤堀 光雄; 柴 是行
粉体および粉末冶金, 30(5), p.178 - 183, 1983/00
試料表面に置いた核分裂性物質(Al-U合金箔)から熱中性子照射により生じた核分裂片で結晶粒径の異なる酸化トリウムを反跳照射し、照射後の格子定数変化に及ぼす結晶粒径の影響を検討した。核分裂片照射量の増加に伴っていずれの試料とも格子定数の変化率は約1
10
核分裂片・cm
近傍から増加し、約510
核分裂片・cm以上で飽和する。結晶粒径が4.0
mから19.4mに増加するに伴って飽和値は約0.07%から約0.18%まで増加する。2段解析法に基づく飽和関数で格子定数変化の実測値を近似することにより格子欠陥濃度を検討した結果、これらの試料における飽和値の差異は酸化トリウム燃料核の結晶粒界が核分裂片照射により生じた格子欠陥の消滅源として働くことに起因するものと考えられる。照射後の等時焼鈍実験によれば、いずれの試料とも焼鈍温度の増加に伴って回復が始まり、その回復は400C近傍から急激になり、完全に回復する温度は結晶粒径の小さいもの程低い。
藤野 威男; 田川 博章
Analytica Chimica Acta, 107, p.365 - 371, 1979/00
被引用回数：3アルカリ土類金属を使った酸化重量法の適用性を3元系ウラン酸化物M-U-O(M=La,Ce,Th)について調べた。方法はMgOあるいはBa
UO
を酸化物試料と混合し、空気中適当な条件下で加熱する。アルカリ土類金属の共存下において加熱すれば、反応によってウランは完全に6価まで酸化されるから、反応前後の重量を測定すれば試料の酸素量が求められる。La
U
O
の酸素はMgOの添加によりy=0.8までx値の標準偏差
0.006で定量された。ThyUOの酸素はBaUOの添加によりy=0.8までx値の標準偏差0.01で定量された。CeO-UO系についても分析を行った。
with sulfuric acid吾勝 常勲
Journal of Nuclear Science and Technology, 10(7), p.448 - 450, 1973/07
酸化トリウムの硫酸複分解により、照射トリヤから
Uが分離された。硫酸溶液中で粉末トリヤを加熱すると硫酸トリウムになる。硫酸トリウムは溶解度が小さいため沈殿となる。一方この溶液に過酸化水素を加えておくとUはウラニルイオンとして溶液にとけでる。約80%のトリウムは沈殿として、また99%のウランは溶液で得られる。溶液中のU-Th-FPs.の相互分離は容易であったが、高温焼結させらトリヤの処理は困難であった。
山崎 彌三郎; 小守 松雄; 吉田 健三
日本原子力学会誌, 9(6), p.326 - 331, 1967/00
この相平衡による球状化の機構を立証するためには、イソプロピルアルコール以外の有機溶媒について水-硝酸アンモニウムとの系の平衡が球状化に好適と考えられるものについて実験する必要がある。まえにイソブチルーエチル混合アルコールを使用して球状トリアを作ることに成功したので、今回は有機溶媒としてこの混合アルコールを用いて水-硝酸アンモニウムとの平衡を測定し、その結果と、実際にこの溶媒を用いて球状トリアを作った結果とをあわせて述べる。
山崎 彌三郎; 吉田 健三; 小守 松雄
日本原子力学会誌, 5(3), p.225 - 230, 1963/00
前報までで有機溶媒と水酸化トリウムゾルを混合して球状のゲル粒子ができる現象について、その生成条件について一応の検討を終り、またその結果より球状化の機構について推定をくだした。本報では、上記の方法で作った球状粒子を加然して酸化トリウムとし、これらについて比重、粒径分布などの物性を測定し、さらにこれらの物性に対する洗浄法、仮焼温度、仮焼時間などの及ぼす影響について調べた。
中井 敏夫*; 矢島 聖使; 藤井 勲*; 亀本 雄一郎; 柴 是行
日本化學雜誌, 82(2), p.197 - 200, 1961/00
被引用回数：1高純度トリウム中に合まれる微量の希土類元素を定量することは従来の分析法ではいろいろと難かしい点を持っていた。本報では中性子放射化分析をもちいて比較的簡単に定量する方法を提出した。すなわち、金属状トリウムまたは酸化トリウム約100mgをランタン、サマリウム、ユーロピウム、ジスプロシウムの各標準と並べてJRR-1中で中性子照射をおこなった。放射化された試料から、ランタンを担体として水酸化物の沈殿、イオン交換樹脂によるプロトアクチニウムの分離除去、シュウ酸塩の沈殿などの化学処理により、希土類元素のみを純にとり出した。この放射能を
線スペクトロメーターにより測定し、標準のそれと比較して定量をおこなった。ランタンは0.335,0.49MeV のピークにより、サマリウム、ユーロピウム、ジスプロシウムは約40keVのピークの壊変曲線を解析することにより定量した。この方法により、ランタン60~3000ppm,サマリウム3~100ppm,ユーロピウム0.05~20ppm,ジスプロシウム0.09~900ppmの濃度範囲の定量をおこなうことができた。
中島 篤之助; 福島 弘之
分析化学, 9(10), p.830 - 836, 1960/00
酸化トリウム中のホウ素、カドミウム、鉄、マンガンなど17種の微量元素の定量分光分析に担体蒸留法を適用した結果について報告する。担体としては塩化銀を用い、混合量は2%の方がS/N比はよいが、再現性の点では4%の方がよい。分析感度、精度、濃度範囲はTable IIIにまとめてある。担体としての塩化銀と酸化ガリウムの差についても検討した。市販の高純度酸化トリウムおよび金属などについて分析をおこなった結果についても述べた。
町田 昌彦; 中村 博樹
no journal, ,
Thorium has been considered as an alternative nuclear fuel element to uranium. Thorium is well-known to be more abundant in nature than uranium. Furthermore, it is widely spread that thorium dioxide is chemically more stable than uranium dioxide. From an economical and secure point of view, thorium fuel can be a candidate fuel in next-generation nuclear reactors. However, the data of thermal properties of thorium dioxide are insufficient, in particular, in the high-temperature region near its melting point. In order to supplement such thermal data of the materials, classical molecular dynamics have played an important role and been applied also to thorium compounds. However, the thermal properties obtained by classical molecular dynamics often depend on the empirical parameters giving the atomic potential. Especially, it is known that the Bredig transition (rapid growth of heat capacity slightly below melting point) strongly depends on the choice of parameters of the atomic potential in the case of molecular dynamics of uranium dioxide. Thus, classical molecular dynamics is not so reliable for high-temperature behaviours, such as the Bredig transition. Therefore, we adopt first-principles molecular dynamics to avoid this parameter sensitivity. In the present paper, we evaluate thermal properties of thorium dioxide at high temperature using first-principles molecular dynamics. The calculated enthalpy agrees well with the observed data. We find that the obtained Bredig transition temperature coincides with the experimental values and that this transition is caused by the high mobility of oxygen by visualizing the oxygen motions. Consequently, we reveal that the first-principles molecular dynamics can provide reliable data of thermal properties of nuclear fuels even at high temperature.
奥村 雅彦; 小林 恵太*; 中村 博樹; 板倉 充洋; 町田 昌彦
no journal, ,
物質の物性評価に用いられる分子動力学法は大きく、量子力学的計算と古典力学計算の2つに分けられる。前者は主に、原子核を古典粒子とみなし、電子を量子力学的に扱い、後者はイオンを古典粒子としてダイナミクスを評価する。前者は高精度だが高計算コストである一方で、後者は低計算コストであるが低精度であり、一般に、精度と計算コストは相反する関係にある。しかし、近年、量子力学計算をニューラルネット等で学習し、低計算コストで高精度な「機械学習分子動力学法」が提案されている。本講演では、機械学習分子動力学法を酸化トリウムのダイナミクスに適用した結果を発表する。
小林 恵太*; 奥村 雅彦; 中村 博樹; 板倉 充洋; 町田 昌彦
no journal, ,
二酸化トリウムは高い融点、化学的安定性、またウランに比べ埋蔵量が豊富であることから、二酸化ウランに代わる核燃料の一つの候補であると考えられている。しかし、高温下でのトリウム熱物性に関するデーターは十分に得られているとは言えない。高温下での物性データーは簡単には取得できないため、分子動力学による原子レベルでのシミュレーションが有用となるが、通常の古典分子動力学は経験的なパラメーターに強く依存するため、得られた結果の信頼性には十分な検討が必要となることが問題となっていた。本発表では、第一原理計算と同等の精度で分子動力学の実行が可能となる、機械学習分子動力学法による二酸化トリウムの高温物性の解析を行った。その結果、得られた物性値は実験値とよく一致した。本研究の結果は、機械学習分子動力学法によるシミュレーションが熱力学的な物性値の評価に用いることを示唆しており、今後、経験的なパラメーターによらない燃料物性評価シミュレーションの可能性が拓かれたと言える。
