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論文

Thermodynamics of the UO$$_{2}$$ solid solution with magnesium and europium oxides

藤野 威男*; 佐藤 修彰*; 山田 耕太*; 仲間 正平*; 福田 幸朔; 芹澤 弘幸; 白鳥 徹雄*

Journal of Nuclear Materials, 297(3), p.332 - 340, 2001/09

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(01)00627-4
 被引用回数：4 パーセンタイル：33.39(Materials Science, Multidisciplinary)

固溶体Mg$$_{y}$$Eu$$_{z}$$U$$_{1-y-z}$$O$$_{2+x}$$ の酸素ポテンシャルの測定を、O/Metal比の関数として、1000, 1100及び1200$$^{circ}$$Cにおいて測定した。y=0.05, z=0.1 and y=0.05, z=0.05の試料では、酸素ポテンシャルの急変する組成(GOM)が、1.995であったが、Mg$$^{2+}$$ の濃度が高い、y=0.1, z=0.05の試料では、1.908まで減少した。1000-1200$$^{circ}$$Cの温度範囲では、GOMは変化しなかった。GOMの組成では、全Mg$$^{2+}$$ の47.3%が蛍石型構造結晶格子の、原子間位置を占めていることが判明した。

論文

Post-irradiation examination of high burnup Mg doped UO$$_{2}$$ in comparison with undoped UO$$_{2}$$, Mg-Nb doped UO$$_{2}$$ and Ti doped UO$$_{2}$$

藤野 威男*; 白鳥 徹雄; 佐藤 修彰*; 福田 幸朔; 山田 耕太*; 鈴木 康文; 芹澤 弘幸

Journal of Nuclear Materials, 297(2), p.176 - 205, 2001/08

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(01)00609-2
 被引用回数：20 パーセンタイル：79.16(Materials Science, Multidisciplinary)

高燃焼度用LWR酸化物燃料の開発を目的として、Mgを添加したUO$$_{2}$$燃料の照射挙動を調べた。2.5~15mol% MgO添加UO$$_{2}$$と比較用無添加UO$$_{2}$$の焼結体小ディスク試料をJRR-3Mで最高94GWd/t($$<$$1000$$^{circ}C$$) まで照射した。照射後試験で、試料の外観と健全性、組織観察、スエリング率測定、FP放出挙動、熱伝導率測定等の高燃焼度における挙動のデータを得た。65GWd/t($$<$$700$$^{circ}C$$) 以上では試料全体にリム組織の生成がみられた。Mg添加UO$$_{2}$$でMgの固溶度が小さく、おもにMgOとしてUO$$_{2}$$マトリックス中に分散している燃料の高燃焼度照射挙動は、全般的に無添加UO$$_{2}$$と顕著な相違はみられない結果となった。(U,Mg)O$$_{2}$$の固溶体の照射挙動が今後の課題である。

論文

Oxygen potential and defect structure of the solid solution, Mg-Gd-UO$$_{2}$$

藤野 威男*; 佐藤 修彰*; 山田 耕太*; 岡崎 学*; 福田 幸朔; 芹澤 弘幸; 白鳥 徹雄*

Journal of Nuclear Materials, 289(3), p.270 - 280, 2001/03

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(01)00427-5
 被引用回数：2 パーセンタイル：19.66(Materials Science, Multidisciplinary)

(Mg, Gd, U)O$$_{2+x}$$固溶体の酸素ポテンシャルを1000~1250$$^{circ}C$$の温度領域において、O/M比の関数として求めた。酸素ポテンシャルが急変するO/Mの値は、固溶体中のMg量の増加とともに低下した。一方、平衡する酸素分圧が低下すると、固溶体中のMg原子の一部が、格子間位置にシフトすることが、密度測定から明らかになった。Mgの固溶限は、平衡する酸素分圧に対して複雑な挙動を示した。

報告書

Mg,Mg-NbおよびTi添加UO$$_{2}$$の高燃焼度照射挙動

白鳥 徹雄; 芹澤 弘幸; 福田 幸朔; 藤野 威男*; 佐藤 修彰*; 山田 耕太*

JAERI-Research 2000-045, 74 Pages, 2000/09

JAERI-Research-2000-045.pdf:8.19MB

軽水炉燃料の高燃焼度におけるスエリングやFPガス放出の増加等を抑制する目的で、添加物入りUO$$_{2}$$燃料を試作し、その照射挙動を調べた。添加物は、Mg,Mg-Nb,Tiの3種で、比較観察用の無添加UO$$_{2}$$とともにJRR-3Mにおいて1000$$^{circ}C$$以下の温度と最高94GWd/tまでの燃焼度の条件でキャプセル照射した。照射後試験として、試料の外観観察,形状・密度変化測定,熱拡散率測定,光学顕微鏡及びEPMAによる観察と分析を行った。その結果、通常の無添加UO$$_{2}$$に対して添加物入りUO$$_{2}$$の顕著な影響はみられなかったが、スエリング率、熱伝導率、組織変化に関する高燃焼度特性の貴重なデータを得た。

論文

Oxygen potential of solid solution Eu$$_{y}$$U$$_{1-y}$$O$$_{2+x}$$

藤野 威男*; 佐藤 修彰*; 山田 耕太*; 中間 昌平*; 福田 幸朔; 芹澤 弘幸; 白鳥 徹雄

Journal of Nuclear Materials, 265(1-2), p.154 - 160, 1999/00

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(98)00502-9
 被引用回数：6 パーセンタイル：45.57(Materials Science, Multidisciplinary)

Eu$$_{y}$$U$$_{1-y}$$O$$_{2+x}$$固溶体のy=0.05及び0.1における酸素ポテンシャル($$Delta$$G$$_{O2}$$)の変化を熱天秤を用いて、1000$$^{circ}$$C、1100$$^{circ}$$C及び1200$$^{circ}$$Cで測定した。Eu添加によって$$Delta$$G$$_{O2}$$はハイポ側で著しい増加がみられる一方、ハイパー側ではy=0.05及び0.1ともほとんど同じであった。$$Delta$$G$$_{O2}$$の急激な変化をおこすO/M比(M=Eu+U)は、y=0.1では、1000~1400$$^{circ}$$Cの間で、温度が低くなるとともに減少する。ただし、y=0.05ではその影響はみられない。この減少の温度依存性は、yの増加とともに著しくなるようである。また、酸素のエントロピー($$Delta$$S$$_{O2}$$)とエンタルピー($$Delta$$H$$_{O2}$$)はともに、O/M比が2よりわずかに小さいところで大きな鋭いピークとなった。これらのピークは温度が下がるに従い、$$Delta$$G$$_{O2}$$の急激な変化によるO/M比の減少の結果として現れる。

論文

Unusual variation of temperature factor of uranium dioxide at high temperature

芹澤 弘幸; 福田 幸朔; 白鳥 徹雄; 藤野 威男*; 佐藤 修彰*; 山田 耕太*

Journal of Alloys and Compounds, 271-273, p.386 - 390, 1998/00

https://doi.org/10.1016/S0925-8388(98)00095-4
 被引用回数：9 パーセンタイル：55.08(Chemistry, Physical)

高温における二酸化ウランの物性には、比熱の異常な上昇、電気抵抗の変化等の興味深い現象がみられる。そこで本研究では、高温X線回折装置を用いて二酸化ウランの結晶構造解析を行い、ウラン原子の温度因子を温度の関数として求めた。これにより、約1400K近傍から温度因子が減少するという現象が認められた。中性子回折によって測定された温度因子は、温度の上昇にともなってほぼ単調に増加することが知られている。したがって、本測定で得られた温度因子の異常な挙動は、ウラン原子の電子状態の変化によるものであると考えられる。

論文

Solubility of magnesium in uranium dioxide

藤野 威男*; 中間 昌平*; 佐藤 修彰*; 山田 耕太*; 福田 幸朔; 芹澤 弘幸; 白鳥 徹雄

Journal of Nuclear Materials, 246(2-3), p.150 - 157, 1997/00

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(97)00143-8
 被引用回数：22 パーセンタイル：83.3(Materials Science, Multidisciplinary)

酸素分圧が低い領域において、UO$$_{2}$$へのMgの溶解挙動を調べた。1200$$^{circ}$$Cでは、酸素分圧が10$$^{-14}$$atm以下であってもMgが0.1~0.15%固溶することが判明した。固溶したMgは、Uのサイトに置換するだけでなく、格子間にも固溶すると考えられる。この格子間に固溶したMgは、固溶体の格子定数を増大させる効果をもつ。

報告書

ウランの乾式製錬に関する基礎的研究(VI)

藤野 威男*; 佐藤 修彰*; 山田 耕太*

PNC TJ6601 94-001, 30 Pages, 1994/03

PNC-TJ6601-94-001.pdf:0.58MB

ウランの乾式製錬に関する基礎的研究として、溶融NaOHを用いる複合酸化物による鉱石中のウランおよびラジウムの分離・回収を試み、NaOHとの反応後HNO3を用いて浸出させることにより、残渣中のウランおよびラジウムをそれぞれ10数%、数%に分離、除去できることがわかった。また、フッ素の有効利用に関して、酸素を用いることにより効率的にUO$$_{2}$$を転換、再転換できるプロセスや、劣化UF6からヨウ化物を経由する金属ウランへの再転換プロセスについて検討した。

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