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論文

Chemical form of released tritium from solid breeder materials under the various purge gas conditions

金城 智弘*; 西川 正史*; 山下 直哉*; 小山 貴範*; 谷藤 隆昭*; 榎枝 幹男

Fusion Engineering and Design, 82(15-24), p.2147 - 2151, 2007/10

https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2007.07.002
 被引用回数：22 パーセンタイル：80.64(Nuclear Science & Technology)

核融合炉ブランケットでは固体増殖材を用いてトリチウムを生産することが考えられている。本研究では、主要な固体増殖材(Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$, Li$$_{4}$$SiO$$_{4}$$, LiAlO$$_{2}$$, Li$$_{2}$$ZO$$_{3}$$など)からのトリチウムの放出挙動について、すべての関係する物質移動過程をモデル化して定式化し、速度定数等を実験的に決定し、数値解析方法を提案した。また、原子炉照射してトリチウムを生成した増殖材からのトリチウム放出挙動を、種々の条件で測定し、提案した解析方法で予測した結果と比較し、よく一致することを示した。さらに、ITERを用いた試験ブランケットの条件でトリチウム放出挙動の予測を行い、試験モジュール設計に重要な知見を与えた。

論文

Tritium release from neutron-irradiated Li$$_2$$O; Transport in porous sintered pellets

谷藤 隆昭*; 八巻 大樹; 實川 資朗

Fusion Engineering and Design, 81(1-7), p.595 - 600, 2006/02

https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2005.10.011
 被引用回数：3 パーセンタイル：24.11(Nuclear Science & Technology)

かさ密度81%の焼結体からのトリチウム放出速度dF/dtは拡張指数法則Exp(-kt)$$^beta$$に従う結果が得られた。ここで$$beta$$は約0.5と、また、みかけ活性化エネルギーは約139kJ/molと求められた。活性化エネルギーの値などから放出の律速過程はトリチウム・トラップの消滅過程であると推定された。一方かさ密度88%の焼結体からの放出過程ではトリチウム残存量、(1-F)はAvrami式1-F=exp(kt)$$^n$$に従って減少する傾向を示した。指数nは約0.5と、みかけ活性化エネルギーは約160kJ/molと求められた。この場合の律速過程は連結細孔内の移行過程であると推定された。

論文

Tritium release from neutron-irradiated Li$$_{2}$$O sintered pellets; Fluence dependence

谷藤 隆昭; 八巻 大樹; 實川 資朗

Journal of Nuclear Materials, 307-311(Part2), p.1456 - 1460, 2002/12

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(02)01285-0
 被引用回数：9 パーセンタイル：51.46(Materials Science, Multidisciplinary)

かさ密度71%TDから92.5%TDの種々気孔率をもつLi$$_{2}$$O焼結体からのトリチウム放出挙動を等速昇温法により調べた。その結果、71%TDから89%TDのあいだではトリチウムの放出挙動が中性子照射量に強く依存することが明らかになった。また放出律速過程として、次の三段階あることが判明した。すなわち、(1)放出ピークA領域(71%-86%T.D.); 照射欠陥にトラップされたトリチウムが欠陥の回復に伴い、トラップからの離脱により放出される。(2)放出ピークB領域(87%-89%T.D.); 連結開気孔を通じて、開気孔内壁への吸着,開気孔内壁からの脱離,開気孔内の気相拡散などを繰り返しながら表面まで移行する。(3)放出ピークC領域(91%-92.5%T.D.); 閉気孔からの離脱がトリチウム放出の律速過程となり、閉気孔の分布に従って、おもに700K,830K及び1000Kの三個の放出ピークを示す。

論文

Tritium release from neutron-irradiated Li$$_{2}$$O sintered pellets; Porosity dependence

谷藤 隆昭; 八巻 大樹; 高橋 正; 岩本 昭

Journal of Nuclear Materials, 283-287(Part.2), p.1419 - 1423, 2000/12

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(00)00323-8
 被引用回数：10 パーセンタイル：57.14(Materials Science, Multidisciplinary)

71%TD-98.5%TDの嵩密度を持つLi$$_{2}$$O焼結体からのトリチウム放出挙動を2K/minの等速昇温加熱法により調べた。嵩密度71から86%TDまでの焼結体では放出ピークは約300$$^{circ}C$$であり気孔率依存性を示さなかったが、87-89%TDでは放出ピークは約340$$^{circ}C$$となり嵩密度の増大とともに高温側に移行した。さらに、嵩密度87%-98.5T.D.焼結体ではトリチウム放出のピークは430$$^{circ}C$$から760$$^{circ}C$$にわたり2-3個の放出ピークが現れ、大きな気孔率依存性を示した。以上のことからトリチウム放出の律速過程は次の三種類の放出過程であると推定された。(1)照射欠陥にトラップされたトリチウムがその欠陥の焼鈍に伴って放出される。(2)開気孔内壁への吸着・脱離を繰り返しながら連結気孔内を移行する過程。(3)閉気孔内にトラップあるいは蓄積されていたトリチウムの逃散が律速する過程。

論文

Helium release from neutron-irradiated Li$$_{2}$$O sintered pellets

谷藤 隆昭; 八巻 大樹; 野田 健治

Fusion Engineering and Design, 39-40, p.723 - 729, 1998/00

https://doi.org/10.1016/S0920-3796(98)00237-3

原子炉照射後のLi$$_{2}$$O焼結体から核変換Heガス放出挙動の相対密度依存性及び中性子照射量依存性について調べた。2K/minの等速昇温加熱によるHe放出温度は、(1)850~1050K,(2)900~1150K,(3)~1300K,(4)~1350Kであり、4つの放出ステージが観察された。相対密度が85%及び88%T.D.焼結体からの放出ピークでは(1)(2)ステージのほかに(3)及び(4)ステージが顕著となる。一方71%T.D.及び80%T.D.焼結体ではおもに(1)及び(2)ステージが観察された。また2$$times$$10$$^{17}$$n/cm$$^{2}$$から2$$times$$10$$^{19}$$n/cm$$^{2}$$の熱中性子照射量依存性では,(1),(2)ステージは照射量の増大とともに約150KHe放出ピークは高温側に移行するが、(3)(4)ステージの放出ピークはあまり変動しなかった。さらにHe放出ピーク温度の昇温速度依存性を調べ各放出ステージの律速過程について解析を行った。

論文

Helium release from neutron-irradiated Li$$_{2}$$O sintered pellets

八巻 大樹; 谷藤 隆昭; 野田 健治

Fusion Engineering and Design, 39-40, p.723 - 729, 1998/00

https://doi.org/10.1016/S0920-3796(98)00237-3
 被引用回数：2 パーセンタイル：24.49(Nuclear Science & Technology)

本研究では、中性子照射した酸化リチウム単結晶試料からのヘリウム放出挙動を観測した。熱中性子照射試料に対する等速昇温測定実験においては、いずれの試料も単一の放出ピークを観測した。このピーク温度は、単結晶粒が大きくなるほど、また中性子照射量が多くなるほど高くなった。このピークは単結晶粒内拡散律速によるものと考えられる。このことは、以前に行われた、酸化リチウム焼結体試料からのヘリウム放出挙動との比較からも裏付けられる。また、高速中性子で重照射(Li燃焼度5%)を行った試料からのヘリウム放出曲線は、大きな放出ピークの上に、いくつもの細かいピークが重なって観測された。このことは、重照射によって、試料中に細かいクラックが多数入っていることを示唆していると考えられる。

論文

Electrical conductivity change in single crystal Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ and MgO under neutron and $$gamma$$-ray irradiation

谷藤 隆昭; 片野 吉男; 中沢 哲也; 野田 健治

Journal of Nuclear Materials, 253, p.156 - 166, 1998/00

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(97)00310-3
 被引用回数：5 パーセンタイル：44.27(Materials Science, Multidisciplinary)

JRR-3及び$$gamma$$線照射施設を用い、Al$$_{2}$$O$$_{3}$$及びMgO単結晶の核分裂中性子及び$$gamma$$線照射下における電気伝導度を測定した。いずれの照射においても、照射中に電気伝導度が高くなる照射誘起電気伝導(RIC)が生じた。また、最近、照射量とともに極めて大きな電気伝導度(すなわち、絶縁変化)が起こる照射誘起電気特性劣化(RIED)がいくつかの研究で報告されているが、本研究ではこのRIEDは生じなかった。測定されたRIC及びRIEDが生じなかったことについて、最近の他の研究と比較し討論が行われる。

論文

Tritium release behavior from neutron-irradiated Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$ single crystal

谷藤 隆昭; 八巻 大樹; 那須 昭一*; 野田 健治

Journal of Nuclear Materials, 258-263, p.543 - 548, 1998/00

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(98)00103-2
 被引用回数：51 パーセンタイル：95.41(Materials Science, Multidisciplinary)

直径1~2mmのLi$$_{2}$$TiO$$_{3}$$単結晶を試料として用いた。この試料をJRR-2原子炉にて熱中性子照射量4$$times$$10$$^{18}$$n/cm$$^{2}$$まで照射した。照射後試料を625Kから1373Kの温度範囲で等温加熱実験に用いた。放出トリチウムをアンモニアガスでスイープし比例計数管を用いて測定した。トリチウム放出挙動は等価球モデルによる拡散式に従うことが明らかになった。この結果トリチウム放出の律速過程は体積拡散であることがわかった。得られたトリチウム拡散係数D$$_{T}$$は次式で表される。D$$_{T}$$=0.100exp[-104(KJ/mol)/RT],cm$$^{2}$$/sec, 625K$$<$$実験温度$$<$$1373K.

論文

Tritium release from Li$$_{2}$$O single crystals irradiated with fast neutrons

谷藤 隆昭; O.D.Slagle*; F.D.Hobbs*; 八巻 大樹; Hollenberg, G. W.*; 野田 健治

Fusion Technology 1996, 0, p.1455 - 1458, 1997/00

核融合炉固体増殖材からのブランケット環境におけるトリチウム放出特性を評価するには、トリチウム拡散に及ぼす照射効果を知る必要がある。ここでは、トリチウム拡散挙動を調べるために最も適した単結晶試料を用い、Li$$_{2}$$Oにおけるトリチウム拡散挙動の高速中性子重照射効果を調べ、JRR-4で実施した中性子効果の結果と比較した。これにより、高速中性子照射効果とJRR-4における熱中性子照射効果との違いを明らかにした。

論文

Tritium release from neutron-irradiated Li$$_{2}$$O; Diffusion in single crystal

谷藤 隆昭; 野田 健治; 高橋 正; 渡辺 斉

Journal of Nuclear Materials, 149, p.227 - 232, 1987/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(87)90481-8
 被引用回数：26 パーセンタイル：89.84(Materials Science, Multidisciplinary)

150~297$$mu$$m,297~590$$mu$$mおよび590~840$$mu$$mの粒径分布をもつLi$$_{2}$$O単結晶を用いてトリチウム放出挙動を調べた。アンモニアをスイープザスとして用いることによりトリチウムのLi$$_{2}$$O表面への吸着の影響を避け得ることを明らかにした。2K/minの定速昇温による放出ピークはいずれもモノピークを示しLi$$_{2}$$Oとアンモニアの反応は認められなかった。573から950Kの等温加熱によるトリチウム放出率(f)は等価球モデルによる拡散式 f=6/$$pi$$$$^{2}$$ ?$$_{n}$$$$_{=}$$$$_{1}$$$$^{infty}$$ 1/n$$^{2}$$exp(-n$$^{2}$$$$Pi$$ D$$_{T}$$t/a$$^{2}$$)なる式に従うことを検証した。またトリチウム放出の粒径依存性は観察されなかった。この結果トリチウム拡散係数D$$_{T}$$の質として次式が得られた。log(D$$_{T}$$/cm$$^{2}$$・s$$^{-}$$$$^{1}$$)=-(0.934$$pm$$0.13)-(102$$pm$$2)10$$^{3}$$J/RT

論文

Irradiation effects on lithium oxide

野田 健治; 谷藤 隆昭; 石井 慶信; 松井 尚之*; 正木 典夫; 那須 昭一; 渡辺 斉

Journal of Nuclear Materials, 122-123, p.908 - 912, 1984/00

抄録なし

論文

Lattice expansion and broadening of the bragy reflexion in thermal-neutron-irradiated Li$$_{2}$$O pellets

正木 典夫; 那須 昭一*; 谷藤 隆昭; 内田 勝也*; 野田 健治; 竹下 英文; 倉沢 利昌; 渡辺 斉

Journal of Nuclear Materials, 116, p.345 - 346, 1983/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(83)90127-7
 被引用回数：2 パーセンタイル：69.02(Materials Science, Multidisciplinary)

中性子照射されたLi$$_{2}$$Oペレットの、X線による各422、511(333)、440ブラッグの反射の測定の結果、未照射と1.44$$times$$10$$^{1}$$$$^{8}$$nut照射の試料の各ブラッグ反射のプロファイルには大差は認められなかった。しかし、2$$times$$10$$^{1}$$$$^{9}$$nut照射の試料では、それらのプロファイルが大きく広がり、かつ、同時に$$Delta$$L/Lとして0.15%の結晶格子の膨張が認められた。

報告書

酸化リチウム高照射試験(1)計画と安全評価

渡辺 斉; 倉沢 利昌; 竹下 英文; 高橋 正; 谷藤 隆昭; 宮内 武次郎; 一色 正彦; 金田 義朗; 相沢 雅夫; 梅井 弘

JAERI-M 82-136, 27 Pages, 1982/10

JAERI-M-82-136.pdf:0.8MB

トリチウムの放出挙動・回収の研究はトリチウム技術開発において極めて重要な課題のである。しかしながら、これまでの研究は主として低照射量(1$$times$$10$$^{1}$$$$^{8}$$n/cm$$^{2}$$程度)の照射後焼純法によるものであり、トリチウム放出挙動に関して十分なデータとは言えない。本試験は実効中性子フルエンス5.5$$times$$10$$^{1}$$$$^{9}$$n/cm$$^{2}$$までの照射量に対するトリチウム放出率、HTO/HT組成比をin-situ測定によって、またトリチウム残存量を照射後試験によって明らかにするものである。本報告書には試験内容、照射条件、試験方法及び安全評価のためのトリチウム生成量、漏洩量、解体作業及び異常時対策について記述した。また、照射キャブセルの構造、安全解析についても記述した。

論文

A Preliminary in-pile test of tritium release from Li$$_{2}$$O pellets

那須 昭一; 谷藤 隆昭; 野田 健治; 一色 正彦; 金田 義朗; 宮内 武次郎

Journal of Nuclear Materials, 101, p.220 - 223, 1981/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(81)90461-X
 被引用回数：8 パーセンタイル：88.5(Materials Science, Multidisciplinary)

酸化リチウム(Li$$_{2}$$O)ペレットからのトリチウム放出を原子炉(JRR-2、VH-11)照射下で調べ、以下に示す結果を得た。 (1)100$$^{circ}$$C以下では、原子炉出力の2乗、すなわち、熱中性子束の2乗に比例して、トリチウムは放出した。 (2)150~250$$^{circ}$$Cでは、温度変動がトリチウム放出を著しく加速した。

論文

Study of radiation damages in Li$$_{2}$$O by means of ESR

野田 健治; 内田 勝也*; 谷藤 隆昭; 那須 昭一

Physical Review B, 24(7), p.3736 - 3742, 1981/00

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.24.3736
 被引用回数：72 パーセンタイル：92.85(Materials Science, Multidisciplinary)

中性子照射したLi$$_{2}$$O単結晶中の照射損傷をESR法により観測した。熱中性子照射量が10$$^{2}$$$$^{0}$$~10$$^{2}$$$$^{3}$$neutrons/m$$^{2}$$の試料では、20本以上のピークより成る超微細構造をもつESRスペクトルを観察した。このスペクトルのg値は2.002$$pm$$0.001であり、その超微細構造は、外部磁場の方向に対する試料方位に依存し変化した。この角度依存性の解析より、このスペクトルはF$$^{+}$$中心(1個の電子を捕獲した酸素の空格子)によるものと同定した。また、10$$^{2}$$$$^{3}$$neutrons/m$$^{2}$$の熱中性子照射をしたLi$$_{2}$$O焼結ペレットでは、コロイドLi金属と考えられるスペクトルを観測したが、同程度の照射をしたLi$$_{2}$$O単結晶では、それは観測されなかった。等時および等温焼鈍実験を行い、F$$^{+}$$中心の回復挙動を観測した。さらに、等温実験よりF$$^{+}$$中心の回復の活性化エネルギーを135kJ/molと決定した。

論文

Recoil range of 2.7 MeV tritons produced by the $$^{6}$$Li(n,$$alpha$$)$$^{3}$$H reaction in Li$$_{2}$$O single crystals

内田 勝也*; 赤堀 光雄; 野田 健治; 谷藤 隆昭; 那須 昭一; 桐原 朝夫*

Journal of Nuclear Materials, 89(1), p.92 - 98, 1980/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(80)90013-6
 被引用回数：8 パーセンタイル：65.19(Materials Science, Multidisciplinary)

単結晶酸化リチウム(Li$$_{2}$$O)からの反跳によるトリチウム放出量と中性子照射量の関係およびLi$$_{2}$$O中のトリチウムの飛程について調べた。その結果、反跳トリチウム放出量と中性子照射量の間には、正比例の関係があった。また、この関係から、Li$$_{2}$$O中の2.7MeVのトリチウムの飛程を38.4$$pm$$2.3$$mu$$mを求めた。一方、酸素とリチウムの各阻止断面積から求めた飛程は、36.7$$mu$$mであり、この値と実験値を比較し議論した。

論文

Thermal neutron flux distribution inside and outside Li$$_{2}$$O pellets

那須 昭一; 内田 勝也*; 谷藤 隆昭; 竹下 英文; 一色 正彦; 宮内 武次郎; 田沼 浩二; 笹島 文雄

Journal of Nuclear Materials, 88(2-3), p.193 - 198, 1980/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(80)90274-3
 被引用回数：1 パーセンタイル：22.79(Materials Science, Multidisciplinary)

酸化リチウムペレット内外の熱中性子束分布を金線を用いた放射化法により測定し、その結果をTHERMOSコードによる計算結果と比較検討した。直径11.8mmのペレットに対するflux depression factor,self-shielding factor,flux perturbation factor、はそれぞれ、0.413,0.500,0.207と得られた。一方、THERMOSコードによる計算値は、0.444,0.521,0.231であり、実験値と計算値はよい一致を示した。

論文

Radiation damage in sintered Li$$_{2}$$O pellets; ESR study

野田 健治; 内田 勝也*; 谷藤 隆昭; 那須 昭一

Journal of Nuclear Materials, 91(1), p.234 - 236, 1980/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(80)90053-7
 被引用回数：36 パーセンタイル：99.15(Materials Science, Multidisciplinary)

核融合炉ブランケット材として選定されている酸化リチウム(Li$$_{2}$$O)ペレット中に中性子照射により導入される照射損傷をESR(電子スピン共鳴)法により観測した。中性子照射はJRR-4およびJRR-2の水冷却された照射孔にて、10$$^{2}$$$$^{0}$$~10$$^{2}$$$$^{3}$$neutrons/m$$^{2}$$の照射量で行った。得られた主な結果を示す。1)1.5$$times$$10$$^{2}$$$$^{0}$$~9.8$$times$$10$$^{2}$$$$^{1}$$neutrons/m$$^{2}$$の照射量では20本以上のピークをもち、g値が2.002$$pm$$0.001の超微細構造をもつESRスペクトルを観測し、これを1つの電子を捕獲した酸素の空孔子(F$$^{+}$$中心)と同定した。2)10$$^{2}$$$$^{3}$$neutrons/m$$^{2}$$オーダーの照射量では、F$$^{+}$$中心のスペクトルの他に析出したコロイドLi金属と考えられる鋭いスペクトル(g=2.003$$pm$$0.001)を観測した。3)等時焼鈍を行い、F$$^{+}$$中心およびコロイドLi金属の挙動を観測した。F$$^{+}$$中心およびコロイドLi金属は、それぞれ約600Kおよび870Kにて消滅した。

論文

Temperature distribution in Li$$_{2}$$O pellets under neutron irradiation

那須 昭一; 谷藤 隆昭; 内田 勝也*; 野田 健治; 倉沢 利昌; 高橋 正; 一色 正彦; 宮内 武次郎; 田沼 浩二; 笹島 文雄

Journal of Nuclear Materials, 91(1), p.121 - 126, 1980/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(80)90039-2
 被引用回数：2 パーセンタイル：33.85(Materials Science, Multidisciplinary)

原子炉照射下における酸化リチウム(Li$$_{2}$$O)ペレットの温度分布をJRR-2,インコア6D内のカプセル照射により求めた。得られた結果と熱伝導度積分から、ペレット表面温度およびペレット/316SSクラディングとのギャップ熱伝達計数を求めた。

論文

Tritium release from neutron-irradiated Li$$_{2}$$O; Constant rate heating measurements

谷藤 隆昭; 野田 健治; 那須 昭一; 内田 勝也*

Journal of Nuclear Materials, 95(1-2), p.108 - 118, 1980/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(80)90086-0
 被引用回数：30 パーセンタイル：91.36(Materials Science, Multidisciplinary)

中性子照射した酸化リチウム(Li$$_{2}$$O)からのトリチウム放出挙動を焼結体試料および単結晶試料を用いて、ヘリウム気流中の定速昇温加熱法により調べた。焼結体試料および単結晶試料の両者とも放出トリチウムの約8%は気体状成分であり、その他は201°Kに冷却したトラップに凝縮される成分(トリチウム水)であることが判明した。焼結体試料からのトリチウム水の放出は試料表面からの脱離過程により律速されているものと推定された。また、放出トリチウムのピーク温度の加熱速度依存性よりみかけの活性化エネルギーを求め、さらにトリチウム放出挙動に与える中性子照射量および中性子束の影響をも調べた。

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