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Sun, Y.*; 阿部 雄太; 牟田 浩明*; 大石 佑治*
Journal of Nuclear Science and Technology, 57(8), p.917 - 925, 2020/08
被引用回数：0 パーセンタイル：100(Nuclear Science & Technology)After the core meltdown in the Fukushima Daiichi (1F) nuclear power plant, various compounds in metal boride systems could potentially form as a result of the reactions between B
C (control material) and Fe, Zr alloys (control-blade sheaths, zircaloy claddings, channel box, etc.). Some previous studies have focused on the properties of intermetallic compounds of the Zr-B and Fe-B systems, such as ZrB
, FeB, and FeB. However, during the solidification of fuel debris, composites of these intermetallics rather than large chunks of single-phase intermetallics will form. This situation makes the understanding of the composition dependence of the mechanical and thermal properties of these metal borides a major task before debris retrieval takes place. In this study, we first investigated the temperature-dependent thermal conductivity of Fe-B and Zr-B eutectics from room temperature up to 900 
C. We were then able to evaluate the composition-dependent indentation hardness of these metal borides at room temperature. Based on our experimental data, we concluded that the hardness and thermal conductivity of the Fe-B, Zr-B composites can be well estimated using the properties of the composites' corresponding components, with Rule of Mixtures and Effective Medium Theory (EMT) calculations, respectively.
SiO
鈴木 恵理子; 中島 邦久; 逢坂 正彦; 大石 佑治*; 牟田 浩明*; 黒崎 健*
Journal of Nuclear Science and Technology, 57(7), p.852 - 857, 2020/07
被引用回数：0 パーセンタイル：100(Nuclear Science & Technology)軽水炉シビアアクシデント時の原子炉構造材へのセシウム(Cs)化学吸着・再蒸発挙動評価に資する熱力学特性データを得るため、化学吸着生成物であるCsSiO単体を調製し、1.9-302Kにおける熱容量の測定を行うことで、初めての実測値を得た。また、これより、室温における熱容量
(298.15K)及び標準エントロピー
(298.15K)の実測値を取得し、それぞれ249.4 
1.1 J K
mol、322.1 1.3 J K molであった。さらに、本研究で得られた標準エントロピーと、既往研究で報告されている標準生成エンタルピー
(298.15K)及び高温でのエンタルピー増加(
)-(298.15K)を用い、CsSiOの高温での標準生成ギブスエネルギーを実測値に基づき再評価し、既往文献値の妥当性を確認した。
Mohamad, A.*; 中島 邦久; 鈴木 恵理子; 三輪 周平; 逢坂 正彦; 大石 佑治*; 牟田 浩明*; 黒崎 健*
Proceedings of International Topical Workshop on Fukushima Decommissioning Research (FDR 2019) (Internet), 4 Pages, 2019/05
福島原子力発電所事故では、炉心への海水注入により揮発性のSrClが生成し、不揮発性グループに分類されていたSrが、燃料から放出され、ステンレス鋼やジルカロイ(Zry)のような原子炉構造材と化学反応を引き起こした可能性がある。そして、このような反応は、炉内のSr分布に変化をもたらすと考えられたため、SrとZryとの化学反応に関する実験を行った。その結果、燃料からの放出直後にSr蒸気が化学的にジルカロイ被覆管にトラップされ、デブリの酸化物相中に優先的に保持される可能性のあることが分かった。
を母材とするCsI含有模擬燃料の作製と性状評価高松 佑気*; 石井 大翔*; 大石 佑治*; 牟田 浩明*; 山中 伸介*; 鈴木 恵理子; 中島 邦久; 三輪 周平; 逢坂 正彦; 黒崎 健*
日本原子力学会和文論文誌, 17(3/4), p.106 - 110, 2018/12
揮発性核分裂生成物(FP)であるセシウム(Cs)の燃料中の物理化学状態や燃料からの放出挙動を評価するために必要なCs含有模擬燃料の調製技術を確立することを目的として、放電プラズマ焼結(SPS)法を用いてウランの模擬物質であるセリウム化合物(CeO)にヨウ化セシウム(CsI)を含有させた模擬燃料の作製試験を実施した。SPSの条件を最適化することで、CsIが直径数マイクロメートルの球状析出物としてCeO母相内に分散する焼結体が得られ、Cs及びIを含有する模擬燃料の調製に成功した。
牟田 浩明*; 西金 遼二*; 安藤 祐介*; 松永 純治*; 坂本 寛*; Harjo, S.; 川崎 卓郎; 大石 佑治*; 黒崎 健*; 山中 伸介*
Journal of Nuclear Materials, 500, p.145 - 152, 2018/03
被引用回数：3 パーセンタイル：38.72(Materials Science, Multidisciplinary)Precipitation of brittle zirconium hydrides deteriorate the fracture toughness of the fuel cladding tubes of light water reactor. In the present study, to elucidate relationship between mechanical properties and microstructure, two 
-phase zirconium hydrides and one 
-phase zirconium hydride were carefully fabricated considering volume changes at the metal-to-hydride transformation. The -hydride that was fabricated from 
-zirconium exhibits numerous inner cracks due to the large volume change. Analyses of the neutron diffraction pattern and electron backscatter diffraction (EBSD) data show that the sample displays significant stacking faults in the 
plane and in the pseudo-layered microstructure. On the other hand, the -hydride sample fabricated from 
-zirconium at a higher temperature displays equiaxed grains and no cracks.
田中 康介; 佐藤 勇; 廣沢 孝志; 黒崎 健*; 牟田 浩明*; 山中 伸介*
Journal of Nuclear Science and Technology, 52(10), p.1285 - 1289, 2015/10
被引用回数：2 パーセンタイル：74.03(Nuclear Science & Technology)BaPu
Am
)O
を調製し、ペロブスカイト型結晶構造を確認するとともに、音速測定により弾性率及びデバイ温度を求めた。また、熱伝導率を評価し、マトリクスと比較してきわめて小さい値を示すことがわかった。熱伝導率とデバイ温度の関係から、Ba系ペロブスカイト化合物の熱伝導率は原子間結合力の大きさで説明できることを明らかにした。
田中 康介; 徳島 ニ之*; 黒崎 健*; 大石 佑治*; 牟田 浩明*; 山中 伸介*
Journal of Nuclear Materials, 443(1-3), p.218 - 221, 2013/11
被引用回数：0 パーセンタイル：100(Materials Science, Multidisciplinary)BaUOの単相試料を調製し、熱膨張係数,弾性定数,熱伝導率,デバイ温度を評価した。
田中 康介; 佐藤 勇; 廣沢 孝志; 黒崎 健*; 牟田 浩明*; 山中 伸介*
Journal of Nuclear Materials, 422(1-3), p.163 - 166, 2012/03
被引用回数：7 パーセンタイル：42.93(Materials Science, Multidisciplinary)SrPuOを調製し、結晶構造を確認するとともに、音速測定により弾性率及びデバイ温度を求めた。また、熱伝導率を評価し、マトリクスと比較してきわめて小さい値を示すことがわかった。
田中 康介; 逢坂 正彦; 三輪 周平; 廣沢 孝志; 黒崎 健*; 牟田 浩明*; 宇埜 正美*; 山中 伸介*
Journal of Nuclear Materials, 420(1-3), p.207 - 212, 2012/01
被引用回数：4 パーセンタイル：60.76(Materials Science, Multidisciplinary)模擬低除染酸化物燃料を調製し、相状態評価及び弾性率,融点測定を実施し、低除染酸化物燃料の高燃焼度領域での特性を評価した。
逢坂 正彦; 小無 健司*; 林 博和; Li, D.*; 本間 佳哉*; 山村 朝雄*; 佐藤 勇; 三輪 周平; 関本 俊*; 窪田 卓見*; et al.
Proceedings of International Conference on Toward and Over the Fukushima Daiichi Accident (GLOBAL 2011) (CD-ROM), 5 Pages, 2011/12
将来アクチノイド研究・技術に従事することが期待される若手に向けたJ-ACTINET主催のサマースクールが成功裏に開催された。第1回のサマースクールは2009年8月茨城地区で開催され、2010年8月関西地区での開催が続いた。アクチノイド研究の入門コースとして、大学・大学院学生並びに若手研究者・エンジニアを対象として、実際のアクチノイド体験を主眼とした。3
4日の短期間のスクールでアクチノイドの体験を行い、アクチノイドへの興味を引き出すために多くの努力が払われた。茨城地区でのサマースクールにおいてはアクチノイド取扱いの模擬体験が、また、関西地区でのサマースクールにおいては実際のアクチノイドを用いた実験が好評を博した。今後J-ACTINETサマースクールを毎年開催していく予定である。
at temperatures from 300 to 1500 K田中 康介; 佐藤 勇; 廣沢 孝志; 黒崎 健*; 牟田 浩明*; 山中 伸介*
Journal of Nuclear Materials, 414(2), p.316 - 319, 2011/07
被引用回数：12 パーセンタイル：25.68(Materials Science, Multidisciplinary)粉末冶金手法によりBaPuOを調製し、熱伝導率を測定した。その結果、これまでに報告されているBaUOとほぼ同じレベルの熱伝導率を有し、その温度依存性も類似傾向を示すことがわかった。
田中 康介; 逢坂 正彦; 黒崎 健*; 牟田 浩明*; 宇埜 正美*; 山中 伸介*
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1215, p.95 - 100, 2010/10
MOX燃料にAm及びFPを添加した模擬低除染MOX試料を従来の粉末冶金技術を用いて調製し、TG-DTAにより酸素ポテンシャルを測定した。その結果、低除染MOX燃料はFPを含まない燃料よりもわずかに酸素ポテンシャルが上昇することがわかった。また、燃焼度の進展とともに酸素ポテンシャルが上昇することを確認した。
-O ( = Mo or U) ternary compounds徳島 ニ之*; 田中 康介; 黒崎 健*; 儀間 大充*; 牟田 浩明*; 宇埜 正美*; 山中 伸介*
Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1215, p.151 - 156, 2010/10
ホットプレス及び放電プラズマ焼結(SPS)により製造したCsMoO及びCsUOの熱伝導率を測定した。その結果、これらの熱伝導率はUO及びMOX燃料に比べ低い値となることがわかった。
黒崎 健*; 田中 康介; 逢坂 正彦; 大石 佑治*; 牟田 浩明*; 宇埜 正美*; 山中 伸介*
Proceedings of Joint International Conference of 7th Supercomputing in Nuclear Application and 3rd Monte Carlo (SNA + MC 2010) (USB Flash Drive), 4 Pages, 2010/10
照射中の燃料挙動に重要となる燃料の化学形を熱力学計算と照射後試験により評価した。
片山 将仁*; 安達 淳*; 黒崎 健*; 逢坂 正彦; 三輪 周平; 田中 健哉; 牟田 浩明*; 宇埜 正美*; 山中 伸介*
no journal, ,
MA含有MOX燃料の熱物理的特性を分子動力学法を用いて評価した。U, Pu, Np及びAm二酸化物に関するポテンシャルパラメータを用いて、MAを最大15%含有する燃料の熱伝導度を計算したところ、その影響は小さいことがわかった。
宇埜 正美*; 牟田 浩明*; 荒井 康夫; 赤堀 光雄
no journal, ,
マトリックスをMoとし、粒径が異なる2種類のCeOを20及び40vol%含有する模擬サーメット燃料をSPS(スパークプラズマ焼結法)で作成した。真空中、室温から1500Kの温度範囲でレーザーフラッシュ法により測定した熱拡散率とMo及びCeOの比熱を加重平均して得られた比熱により、熱伝導度を求めた。また、ホットディスク法により、室温,空気中での熱伝導度を測定した。さらに、Mo及びCeOの熱伝導度と二次元の有限要素法により、2相系の熱伝導度を評価した。いずれの方法による実験結果においても、CeOの粒径による模擬サーメット燃料の熱伝導度の差は認められなかった。
田中 康介; 逢坂 正彦; 三輪 周平; 廣沢 孝志; 黒崎 健*; 牟田 浩明*; 山中 伸介*; 宇埜 正美*
no journal, ,
「低除染酸化物燃料サイクルの成立を指向した多元系燃料の物性研究」の一環として、マイナーアクチニド(MA)を含有する実燃料に模擬核分裂生成物(FP)元素を添加した試料において、相状態評価及び物性測定を実施した。
荒井 康夫; 赤堀 光雄; 芹澤 弘幸; 高阪 裕二*; 宇埜 正美*; 牟田 浩明*
no journal, ,
マイナーアクチノイド(MA)のリサイクルを実現するためには、現在の軽水炉燃料サイクル技術からは外挿できない燃料技術が必要であり、MA含有燃料に特有な燃料挙動を理解し、制御することが不可欠である。特にMA含有燃料の照射中及び保管中に生成量が増加するHeの挙動、並びにAm及びCmの含有が酸化物燃料の特性に与える影響についてはこれまで十分に把握されていない。これらの観点から平成19年度から3年計画で開始した、文部科学省の原子力システム研究開発事業「MAリサイクルのための燃料挙動評価に関する共通基盤技術開発」における平成20年度の進捗概要について紹介する。
宇埜 正美*; 牟田 浩明*; 荒井 康夫; 赤堀 光雄
no journal, ,
模擬燃料粒子をCeO、マトリックスをMoとした模擬サーメット燃料、並びに模擬燃料粒子をCeO、マトリックスをMgOとした模擬サーサー燃料を、スパークプラズマ焼結法を用いて調製し、レーザーフラッシュ法で測定した熱拡散率と文献値を加重平均して求めた比熱から、これらの熱伝導度を算出した。この値と、CeO, Mo及びMgOの熱伝導度の文献値と二次元の有限要素法解析から評価した二相系の熱伝導度を比較,検討した。実験値と有限要素法による解析値の熱伝導度の温度依存性に差がみとめられたが、燃料粒子の含有量が多くなると生じやすくなるクラックの影響を考慮し、熱伝達の効果を入れた有限要素法解析を行ったところ、実験値との整合性に改善が見られた。
黒崎 健*; 牟田 浩明*; 山中 伸介*; 宇埜 正美*; 田中 康介; 逢坂 正彦
no journal, ,
「低除染酸化物燃料サイクルの成立を指向した多元系燃料の物性研究」の一環として、高燃焼度を摸擬した低除染酸化物燃料の熱伝導率を有限要素法により解析した。
