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論文

Ferroaxial transitions in glaserite-type compounds; Database screening, phonon calculations, and experimental verification

山岸 茂直*; 林田 健志*; 三澤 龍介*; 木村 健太*; 萩原 雅人; 村田 智城*; 廣瀬 左京*; 木村 剛*

Chemistry of Materials, 35(2), p.747 - 754, 2023/01

 被引用回数:2 パーセンタイル:93.17(Chemistry, Physical)

The so-called "ferroaxial transition" characterized by a rotational structural distortion that breaks a mirror symmetry has gained growing interest in terms of a new class of ferroic state in crystalline materials. RbFe(MoO$$_{4}$$)$$_{2}$$ which belongs to glaserite-type compounds, X□;1 Y□;2 [M(TO$$_{4})_{2}$$], is one of the most representative materials showing a ferroaxial transition, i.e., ferroaxial materials. Considering a variety of glaserite-type compounds, we expect that they provide a good arena for ferroaxial materials. In this work, we explored new ferroaxial materials by formula-based screening using regular expression search and symmetry detection algorithm. As a result, we found that a glaserite-type compound, K$$_{2}$$Zr(PO$$_{4}$$)$$_{2}$$, is one of the promising candidates for ferroaxial materials. Experimentally, we demonstrate that K$$_{2}$$Zr(P O$$_{4}$$)$$_{2}$$ shows a ferroaxial transition at about 700 K, which is well explained by ab initio phonon calculations. The ferroaxial nature of K$$_{2}$$Zr(PO$$_{4}$$)$$_{2}$$ is further confirmed by the observation of its domain structures using a linear electrogyration effect, that is, optical rotation in proportion to an applied electric field. Our work provides an effective approach to exploring ferroaxial materials.

論文

Current status of decommissioning activities in JAEA; Second midterm plan from FY2010 to FY2014

立花 光夫; 村田 雅人; 田崎 禎之; 臼井 秀雄; 窪田 晋太郎

Proceedings of 21st International Conference & Exhibition; Nuclear Fuel Cycle for a Low-Carbon Future (GLOBAL 2015) (USB Flash Drive), p.1987 - 1996, 2015/09

原子力機構が設立された2005年、原子力機構の研究所又はセンターには230もの様々な原子力施設が建設された。原子力機構は、設立後に不要となった原子力施設について、効率的かつ体系的に廃止措置を進めている。原子力機構の研究所又はセンターにおける原子力施設の廃止措置は、2010年度から2010年度の原子力機構の第2期中期計画に基づいて進めている。第2期中期には2つの原子力施設の廃止措置を完了した。本報告では、第2期中期における原子力機構の廃止措置活動の現状と第3期中期における廃止措置計画の概要を示す。

論文

Study of an aqueous process using hydrochloric acid for radioactive waste containing uranium

大橋 裕介; 綱嶋 康倫; 村田 雅人

Proceedings of 2nd International Conference on Sustainable Development through Nuclear Research and Education (Nuclear 2009) (CD-ROM), p.161 - 168, 2009/05

ウランの製錬転換技術の開発により、約1500トンの固体ウラン廃棄物が発生しており、人形峠で保管されている。そのうちフッ化カルシウム系廃棄物は最大で20%のウランを含有し、また使用済みNaFについては最大30%のウランを含有している。これらは浅地中処分が可能なように、ウランを回収する必要がある。塩酸による処理の結果、CaF$$_{2}$$系廃棄物は塩酸に99.8%溶解し、NaF廃棄物は100%溶解した。また、ウランはCaF$$_{2}$$溶液及びNaF溶液から選択的に回収され、回収率はそれぞれ98%及び99.7%であった。この結果よりこれらの廃棄物は合理的に処分できることがわかった。

報告書

人形峠模擬ウラン廃液からのウランの抽出分離

三田村 久吉; 長縄 弘親; 永野 哲志; 柳瀬 信之; 半澤 有希子; 下条 晃司郎; 松原 達郎; 美田 豊; 瀧 富弘; 村田 雅人

JAEA-Research 2008-113, 27 Pages, 2009/03

JAEA-Research-2008-113.pdf:31.84MB

人形峠環境技術センターにおける、製錬転換施設のフッ化物系ウラン汚染物の除染処理に伴うウラン廃液及び使用済み遠心分離機の除染処理に伴うウラン廃液から、ウランを除去・回収する新たな手段として、溶媒抽出法による大量処理装置(エマルションフロー抽出装置)の適用が有望視されている。そこで、この装置を実廃液に適用するに際して最適な抽出剤を選ぶため、それぞれの模擬廃液を使用したバッチ試験を行い、リン酸系の抽出剤に対するウラン及び共存成分の抽出特性を明らかにした。その結果、抽出剤のD2EHPAは、一つの候補に成り得ると考えられるが、AOTのような界面活性剤との組合せを必要とする抽出剤(CMPなど)については、使用の可能性は低いことが明らかとなった。

報告書

「マイクロ波加熱法による混合転換技術開発試験研究」に係わる試験装置等の管理業務報告書(平成16年度)

高宮 一浩; 村田 雅人

JNC TY6440 2004-002, 47 Pages, 2005/03

JNC-TY6440-2004-002.pdf:0.7MB

契約に基づき実施された、「マイクロ波加熱法による混合転換技術開発試験研究」で使用した試験装置の平成16年度保管報告書

報告書

「回収ウラン転換実用化試験研究」に係わる試験装置等の管理業務報告(平成16年度)

高宮 一浩; 村田 雅人

JNC TY6440 2004-001, 37 Pages, 2005/03

JNC-TY6440-2004-001.pdf:0.62MB

契約に基づく試験装置の巡視点検平成16年度報告書

論文

真空容器内液体金属への水注入時の挙動観察

柴田 猛順; 鈴木 美寿*; 上田 浩二; 村田 雅人*; 小塙 章*; 有澤 孝

真空, 31(5), p.559 - 561, 1988/00

蒸着装置等で真空容器内に高温の液体金属の入ったるつぼを使うが、るつぼ周囲の冷却のため冷却水配管がるつぼ付近を走ることが多い。このため冷却パイプが破損して水と液体金属が接触して蒸気爆発を起こす可能性がある。蒸気爆発は、軽水炉の事故時解析のためなどに以前から調べられているが、真空中での蒸気爆発の実験例はほとんどない。ここでは、真空容器内の液体鉛および液体アルミニウムに水を注入し、鉛では真空中でも蒸気爆発が起こること、アルミニウムでは蒸気爆発が起きにくいことを観察し、その反応の程度、金属の微粒子化、圧力上昇等を記録し、考察を加えた。

口頭

ウラン廃棄物の処理処分技術開発,2; 澱物のウラン廃棄物からのウラン溶解試験

大橋 裕介; 中塚 嘉明; 川妻 伸二; 秦 はるひ; 綱嶋 康倫; 村田 雅人; 時澤 孝之; 杉杖 典岳

no journal, , 

ウラン濃縮・転換技術開発で発生した澱物類のうち、ウラン量の多いものについては、資源の有効利用の観点からウラン回収を行い、処理に伴い発生する残渣を廃棄体化し、処分する。本試験では転換系の澱物類について、水及び塩酸を用いて実廃棄物を処理し、ウランを回収する試験を実施した。転換系中和沈澱物,NaF,珪藻土,アルミナ吸着剤,MgF$$_{2}$$吸着剤は2hでいずれも98%以上のウラン溶解率であった。流動媒体については、塩酸1N,過酸化水素の添加により室温、24hの処理で99%以上のウラン溶解率が得られた。また、NaF,珪藻土については水溶解によりそれぞれ99%, 88%のウラン溶解率であった。本試験結果よりウラン回収プロセスを検討するための基礎データとして実廃棄物の溶解に関する特性が把握できた。

口頭

ウラン廃棄物の処理処分技術開発,3; 澱物類のセメント固化範囲確認試験

綱嶋 康倫; 中塚 嘉明; 川妻 伸二; 大橋 裕介; 村田 雅人; 時澤 孝之; 杉杖 典岳; 秦 はるひ

no journal, , 

製錬転換・ウラン濃縮等のウラン取扱施設から発生した操業廃棄物はスラッジと呼ばれる。それらは必要に応じてウラン回収を実施し、セメント固化して処分すると想定されている。そのため、セメントが固化する範囲を確認する試験を実施した。セメント種類,水セメント比,スラッジ混合率をパラメータとして固化試験を実施し、24hr後のブリージング水発生の有無を確認することで、固化範囲を確認した。一軸圧縮強についても測定した。これら試験結果から、吸着剤(NaFペレット,活性アルミナ),流動媒体(不活性アルミナ),中和沈殿物においては40wt%から60wt%程度まで混合できる可能性を確認できた。

口頭

Decommissioning strategy and current status of decommissioning activities in Japan

村田 雅人; 片野 好章; 臼井 秀雄; 窪田 晋太郎

no journal, , 

2014年10月時点において、日本国内で廃止措置に着手している4基の原子力発電所(日本原電、浜岡原子力発電所1号及び2号、ふげん)及び原子力機構が実施している代表的な廃止措置施設(JRR-2再処理特研、ホットラボ、プルトニウム燃料製造施設)の状況及び廃止措置の戦略について、Asian Nuclear Prospect (ANUP2014)に報告する。

口頭

Ferroaxial transitions in glaserite-type compounds; Database screening, phonon calculations, and experimental verification

山岸 茂直*; 林田 健志*; 三澤 竜介*; 木村 健太*; 萩原 雅人; 村田 智城*; 廣瀬 左京*; 木村 剛*

no journal, , 

In recent years, ferroaxial order is discussed as a new class of ferroic states [1,2]. This order is a structural order characterized by a partial rotational distortion, which was initially introduced by R.D. Johnson et al. in 2011 [1]. It has been attracting increased interests because of its potential for unconventional physical phenomena and new functionalities such as transverse responses in which input external fields induce output conjugate physical quantities along the perpendicular direction [3]. However, only a few ferroaxial materials have been reported to date, (e.g., NiTiO$$_{3}$$ [4,5] and RbFe(MoO$$_{4}$$)$$_{2}$$ [5]). In this work, we sought new ferroaxial materials by formula-based screening using a regular expression search and the symmetry detection algorithm. As a result, we found that a glaserite- type compound, K$$_{2}$$Zr(PO$$_{4}$$) $$_{2}$$, is one of the promising candidates for ferroaxial materials. Furtheremore, our ab initio phonon calculations suggested that this compound undergoes a ferroaxial transition. Experimentally, by the structural analysis using neutron powder diffraction measurements, we demonstrated that K$$_{2}$$Zr(PO$$_{4}$$) $$_{2}$$ shows a ferroaxial transition at about 700 K. The ferroaxial nature of K$$_{2}$$Zr(PO$$_{4}$$) $$_{2}$$ was further confirmed by the observation of its domain structures using a linear electrogyration effect, that is, optical rotation in proportion to an applied electric field [6]. In this presentation, we will provide details of the database screening and the experiments. [1] R. D. Johnson et al., Phys. Rev. Lett. 107, 137205 (2011). [2] J. Hlinka et al., Phys. Rev. Lett. 116, 17 (2016). [3] S.-W. Cheong et al., npj Quantum Mater. 6, 58 (2021). [4] T. Hayashida et al., Nat. Commun. 11, 4582 (2020). [5] T. Hayashida et al., Phys. Rev. Mater. 5, 124409 (2021). [6] S. Yamagishi et al., Chem. Mater. 35, 747 (2023).

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