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論文

Electroplating of the superconductive boride MgB$$_{2}$$ from molten salts

阿部 英樹*; 吉井 賢資; 西田 憲二*; 今井 基晴*; 北澤 英明*

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 66(2-4), p.406 - 409, 2005/04

 被引用回数:7 パーセンタイル:64.17(Chemistry, Multidisciplinary)

ホウ素系超伝導体MgB$$_{2}$$の膜を、グラファイト基板の上に電気化学的にめっきする新しい方法について報告する。塩化マグネシウムなどのハロゲン化物などの混合物をアルゴン雰囲気下数百度で加熱して溶融状態にしたものに電気分解することにより、グラファイト電極基板上にMgB$$_{2}$$膜がめっきされることを発見した。電気伝導度及び磁化測定から、めっき膜が36K以下で超伝導状態であることがわかった。また、この方法の応用上の利点についても解説する。

論文

Effect of thick SiC interphase layers on microstructure, mechanical and thermal properties of reaction-bonded SiC/SiC composites

田口 富嗣; 井川 直樹; 山田 禮司; 實川 資朗

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 66(2-4), p.576 - 580, 2005/02

 被引用回数:44 パーセンタイル:16.73(Chemistry, Multidisciplinary)

SiC/SiC複合材料は、高温強度に優れ、低放射化の観点から核融合炉構造材料の候補材料の一つである。核融合炉では、ヘリウムガスを冷却材として使用するため、低気孔率を有するSiC/SiC複合材料を作製する必要がある。そのため、従来法よりも低気孔率のSiCを作製可能な反応焼結法をSiC/SiC複合材料の作製方法に用いた。しかしながら、SiC繊維と本方法により作製された母層とが強く融着することが報告されている。母層と繊維の融着を防ぐため、BN層を界面層として用いて、優れた破壊挙動を示したことも報告されている。しかしながら、核融合炉環境下ではBNは、放射化の点で大きな問題となる。そこで本研究では、低放射化であるC及びSiCを繊維-母層間界面層として付与し、本方法によりSiC/SiC複合材料を作製した。界面層のないSiC/SiC複合材料は、脆性破壊挙動を示したが、界面層を付与されたSiC/SiC複合材料は、非脆性破壊挙動を示した。破壊試験後の破面観察の結果、界面層のないSiC/SiC複合材料では、繊維の引き抜けは生じていなかったが、界面層を付与されたSiC/SiCでは、繊維の引き抜けが生じていた。これはSiC界面層が、繊維と母層との融着を防いだためと考えられる。

論文

Mass-spectrometric study of PuCd$$_{2}$$

中島 邦久; 荒井 康夫; 山下 利之

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 66(2-4), p.639 - 642, 2005/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:86.56(Chemistry, Multidisciplinary)

PuCd$$_{2}$$金属間化合物は、金属PuとCdを約950Kで加熱することで調製した。X線回折測定によってPuCd$$_{2}$$はCdI$$_{2}$$型であることがわかった。質量分析測定は650-770Kの温度範囲で行った。この温度領域においてPuCd$$_{2}$$+Pu上のCd蒸気圧は、Cd上の蒸気圧よりも3-5桁低くなった。また、これらの蒸気圧からPuCd$$_{2}$$の生成自由エネルギーを評価した。

論文

Electrochemical behaviors of PuN and (U, Pu)N in LiCl-KCl eutectic melts

白井 理; 加藤 徹也*; 岩井 孝; 荒井 康夫; 山下 利之

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 66(2-4), p.456 - 460, 2005/02

 被引用回数:8 パーセンタイル:60.85(Chemistry, Multidisciplinary)

773KでのUCl$$_{3}$$及びPuCl$$_{3}$$を含むLiCl-KCl共晶溶融塩中におけるPuN及び(U, Pu)Nの電気化学的挙動をサイクリックボルタンメトリーにより検討した。PuN及び(U, Pu)Nの溶解はAg/AgCl参照電極に対して-1.0V付近で生じた。UNの平衡電位はPuNのそれに比べて約0.15V正側で現れるので、PuN及び(U, Pu)Nの静止電位は約0.15V負側の値を示す。(U, Pu)Nを作用電極として用いてサイクリックボルタモグラムを測定した場合、UNの場合と同様に-0.4V以上の電位領域で正電流の急激な増大が観察された。また、波形は明確ではないが、(U, Pu)Nの場合には2つの陽極電流波が現れた。このことは、(U, Pu)Nは固溶体を形成していても、UN及びPuNが別々に溶解することを意味している。

論文

Oxygen potential and defect structure of oxygen-excess pyrochlore Ce$$_{2}$$Zr$$_{2}$$O$$_{7+x}$$

音部 治幹; 中村 彰夫; 山下 利之; 湊 和生

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 66(2-4), p.329 - 334, 2005/02

 被引用回数:20 パーセンタイル:35.4(Chemistry, Multidisciplinary)

パイロクロア型ジルコニアは、原子力工学分野で、高レベル放射性廃棄物の処分形として大きな研究興味を惹いている。本研究では、パイロクロアCe$$_{2}$$Zr$$_{2}$$O$$_{7+x}$$の酸素ポテンシャル(g(O$$_{2}$$))と酸素不定比組成(x)と温度(T)の関係をemf測定法で明らかにした。また、その関係をもとに、xが既知のサンプルを作製して、その格子定数(a0)をXRD法で測定した。a0は、xの増加に伴いスムーズに減少した。これは、酸素イオンが格子中に挿入されることによって、Ce$$^{3+}$$がCe$$^{4+}$$になったためである。

論文

X-ray structural analysis of molten PbCl$$_2$$

岡本 芳浩; 岩舘 泰彦*; 福島 和子*; 松浦 治明*; 湊 和生

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 66(2-4), p.452 - 455, 2005/02

 被引用回数:6 パーセンタイル:68.03(Chemistry, Multidisciplinary)

PbCl$$_2$$融体の構造を、X線回折(XRD)及びX線吸収端微細構造(XAFS)を使って調べた。XRDデータのフーリエ変換から最近接Pb$$^{2+}$$-Cl$$^-$$対が6$$sim$$7配位であることがわかったが、比較的強固な4配位構造と、それをとりまくやや長距離の2, 3配位の2種類の相関があることがわかった。短い相関に敏感なXAFSでは4配位構造の存在を示す結果が得られた。

論文

Stability of lanthanide oxides in LiCl-KCl eutectic melt

林 博和; 湊 和生

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 66(2-4), p.422 - 426, 2005/02

 被引用回数:27 パーセンタイル:28.33(Chemistry, Multidisciplinary)

塩化リチウム-塩化カリウム溶融共晶塩中での酸化ランタニド(Ln$$_2$$O$$_3$$)の安定性を調べた。ランタン,ネオジム,ガドリニウムの酸化物を塩化リチウム-塩化カリウム溶融共晶塩中において723Kで1日加熱保持し、生成物をX線回折によって同定した。ランタン系ではすべて、ネオジム系では一部が酸化塩化物(LnOCl)となった。一方、ガドリニウム系では酸化塩化物はほとんど見られなかった。Ln$$_2$$O$$_3$$+2Cl$$^-$$=2LnOCl+O$$^{2-}$$という反応の平衡は固体化合物(Ln$$_2$$O$$_3$$とLnOCl)と酸化物イオン(O$$^{2-}$$)の生成自由エネルギーに依存する。得られた各種ランタニド系での化学平衡実験結果から塩化リチウム-塩化カリウム溶融共晶塩中の酸化物イオン(O$$^{2-}$$)の生成自由エネルギー(化学ポテンシャル)を導出した。

論文

$$^{151}$$Eu-M$"o$ssbauer spectroscopic and X-ray diffraction study of the Eu$$_{2}$$(Ce$$_{1-x}$$Zr$$_{x}$$)$$_{2}$$O$$_{7}$$ and LnEuZr$$_{2}$$O$$_{7}$$(Ln=lanthanide) systems

正木 信行; 中村 彰夫; 古内 史人*; 日夏 幸雄*

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 66(2-4), p.312 - 317, 2005/02

 被引用回数:8 パーセンタイル:60.85(Chemistry, Multidisciplinary)

欠陥蛍石型構造とパイロクロア構造の関連を調べるために、パイロクロア組成(A$$^{3+}_{2}$$B$$^{4+}_{2}$$O$$_{7}$$)の固溶体2系統(a)Eu$$_{2}$$(Ce$$_{1-x}$$Zr$$_{x}$$)O$$_{7}$$(0$$leq$$x$$leq$$1.0)及び(b)LnEuZr$$_{2}$$O$$_{7}$$(Ln=La, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Y, Er, Tm)を調製し、$$^{151}$$Euメスバウア分光,X線回折を行った。X線回折から、AサイトとBサイトの平均イオン半径比(r$$_{A}$$/r$$_{B}$$)が1.465以下のとき、つまり系(a)では0$$leq$$x$$<$$0.85,系(b)ではLn=Tb-Tmのとき、欠陥蛍石型構造相(DF)が生成し、(r$$_{A}$$/r$$_{B}$$)が1.465以上のとき(系(a)では0.9$$<$$x$$leq$$1,系(b)ではLn=La-Gd)、パイロクロア構造相(P)が生成することが示された。メスバウア分光から得られるEu$$^{3+}$$の異性体シフトは、DF相領域において、両系ともにr$$_{A}$$/r$$_{B}$$の増加に従って減少し、DF-P相の境界(r$$_{A}$$/r$$_{B}$$$$sim$$1.465)で顕著に低下し、P相領域においてもr$$_{A}$$/r$$_{B}$$の増加に従って減少した。Eu$$^{3+}$$まわりの酸素配位の歪みを示す4極分子分裂の大きさもP相領域で明らかに増加した。

論文

High temperature behavior of Na-Fe oxides in H$$_{2}$$O+CO$$_{2}$$ atmosphere

黄 錦涛; 古川 智弘; 青砥 紀身

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 66(2-4), p.388 - 391, 2005/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:92.25(Chemistry, Multidisciplinary)

H$$_{2}$$O+CO$$_{2}$$環境におけるナトリウム鉄複合物の平行状態を新たに作成したNa-Fe-O-H-C系ユーザーデータベースを用いて評価した。水蒸気と二酸化炭素を含む大気環境下では、NaOHまたはNa$$_{2}$$CO$$_{3}$$とともに、NaFeO$$_{2}$$が安定な化合物として存在することが示された。しかしながら、ガス導入型高温質量分析計による実験では、二酸化炭素とナトリウム鉄複合酸化物の反応速度が非常に低いことが示された。

論文

Structural study of molten lanthanum halides by X-ray diffraction and computer simulation techniques

岡本 芳浩; Madden, P. A.*

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 66(1), p.448 - 451, 2005/01

LaCl$$_3$$融体の局所構造は(LaCl$$_6$$)$$^{3-}$$八面体配位によって特徴付けられている。これはX線回折やラマン散乱測定からの結論であるが、中性子回折や分子動力学計算では配位数はカチオンサイズによって変化し、比較的大きいLaCl$$_3$$の場合は6より大きな値であることを示されている。本研究では、LaCl$$_3$$融体のX線回折を行い配位数について調べるとともに、中性子回折の結果と良好な一致をもたらす分子動力学計算との比較を行った。さらに、LaBr$$_3$$融体との構造比較を行い、アニオンサイズの違いに起因する以外、構造がほとんど同じであることをつきとめた。

論文

Corrosion Resistance of Ceramic Materials in Pyrochemical Reprocessing Condition by Using Molten Salt for Spent Nuclear Oxide Fuel

竹内 正行; 花田 圭司; 青瀬 晋一; 小泉 務; 加藤 利弘*

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 66(2-4), p.521 - 525, 2005/00

 被引用回数:23 パーセンタイル:31.59(Chemistry, Multidisciplinary)

乾式再処理の酸化物電解法では、溶融塩を取扱う高温環境に加えて、燃料の溶解に塩素ガスを用いること等から、電解槽坩堝は過酷な腐食環境に曝される。本件では、この腐食環境に対して優れた耐食性が期待できるセラミック材料の検討を熱力学計算および腐食試験を通して行った。試験結果から、ムライト、コージェライト(いずれもAl2O3・SiO2系の複合酸化物)、窒化珪素が良好な耐食性を示した。

論文

Development of Melt Refining Decontamination Technology for Low Level Radioactive Metal Waste Contaminated with Uranium

須藤 誠; 宮本 泰明; 福本 雅弘; 須藤 収

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 66(2-4), p.608 - 611, 2005/00

核燃料サイクル施設で発生するウラン系低レベル金属廃棄物へのスラグ溶融除染技術の適用性を評価した。金属廃棄物にはアルミニウムを含むモータ等の機器が含まれているが、このアルミニウムは除染性能を低下させるといわれている。そこで、除染性能のアルミニウムの濃度、スラグ組成についての依存性を検討した。これらの結果から、アルミニウムが含まれる場合でも、高い除染性能が得られることが確認された。

論文

Development of Melt Refining Decontamination Technology for Low Level Radioactive Metal Waste Contamonated with Uranium

青山 誠; 宮本 泰明; 須藤 収

High Temperature Materials Chemistry-XI(HTXC-XI), (pb54), 0 Pages, 2003/00

核燃料サイクル施設で発生するウラン系低レベル金属廃棄物へのスラグ溶融除染技術の適用生を評価した。金属廃棄物にはアルミニウムを含むモータ等の機器が含まれるが、このアルミニウムは除染性能を低下させるといわれている。そこで、除染性能のアルミニウムの濃度についての依存性を検討した。これらの結果から、アルミニウムが含まれる場合でも、高い除染性能が得られることが確認された。

論文

Preparation and Characterization of (Pu, U, Np, Am, Simulated FP) O2-X

森本 恭一; 加藤 正人; 河野 秀作; 菅田 博正*; 砂押 剛雄*

High Temperature Materials Chemistry-XI(HTXC-XI), (PB63), 0 Pages, 2003/00

MA含有低除染MOX燃料の開発の一環としてPu約30%、Np、Amを約2%含んだMOXとこれに模擬FPとして希土類元素及び白金属元素を添加したペレットを調整し、焼結中の酸素分圧をパラメータとした、焼結特性を調べるとともに燃料の相安定性及び各元素の挙動及び物性について評価した。試験の結果、焼結雰囲気の酸素分圧が高いほど、組成の均質性がよく結晶粒が成長することが分かった。また、温度と酸素分圧を調整することにより燃料仕様として考えられているO/M=1.95のペレットを得ることができた。O/M=1.95の試料はMOX燃料同様に2相分離が観察された。また、融点測定を行い、各試料の融点はMOXのものと同等か、または低いことがわかった

論文

Kinetics of Long-Term Illitization of Montmorillonite -A Natural Analogue of Thermal Alteration of Bentonite in the Radioactive Waste Disposal System

亀井 玄人; 三ツ井 誠一郎; 桜本 勇治*

High Temperature Materials Chemistry-XI(HTMC-XI), 195 Pages, 2003/00

ベントナイトのイライト化のナチュラルアナログとして、火成岩の貫入にともなうモンモリロナイトのイライト化事例を調査し、約270$$^{circ}C$$から15$$^{circ}C$$まで冷却するのに約75万年要した条件でイライト化が約75%、活性化エネルギーとして約103kJ/molの値を得た。

論文

Steam Reforming:Alternative Pyrolytic Technology to Incineration for Volume Reduction and Stabilization of Low-Level Radioactive Organic Liquid Wastes

高井 正和; 青山 誠; 中澤 修; 須藤 収

High Temperature Materials Chemistry-XI(HTMC-XI), 215 Pages, 2003/00

スチームリフォーム法(SR法)による低レベル放射性有機液体廃棄物処理の適用性研究を行った。SR法は、有機物をH2OやCO2等に完全分解し安定化する技術であり、「オフガスの発生量が少ない」、「負圧の運転が可能」、「小型の装置であるために建設コストが安い」の特徴がある。実験室規模の装置を用いてフッ素油のガス化試験を行った結果、600$$^{circ}C$$でガス化して完全分解することが分かった。また、1kg/hの工学規模の装置を用いてフッ素油の重量の99%以上をガス化することに成功した。これらの結果から、SR法が核燃料サイクル開発機構の有機系廃液の処理方法として適応できることを確認した。

論文

Effect of Ce Ions on MOX Codeposition in Oxide-Electrowinning Reprocessing

佐藤 史紀; 福嶋 峰夫; 明珍 宗孝; 難波 隆司

High Temperature Materials Chemistry (HTMC-XI), P. 210, 2003/00

将来の再処理技術の一候補として、酸化物電解法の検討を実施している。本手法においては、PuはUと共に二酸化物の形で陰極に共析出させることを想定している。本工程への共存不純物元素の影響を明らかにするため、代表的な不純物元素として核分裂生成物のうち、希土類元素の代表としてCeを選定し、U、Puを含むNaCl-CsCl溶融塩系において、実験室規模での試験を行い、Ce濃度、(U+Pu)濃度、ガス流量比(酸素/塩素)のプロセス効率に及ぼす影響について調べた。

論文

Steam Reforming:Alternative Pyrolytic Technology to Incineration for Volume Reduction and Stabilization of Low-Level Radioactive Organic Liquid Wastes

高井 正和; 須藤 誠; 中澤 修; 須藤 収

High Temperature Materials Chemistry (HTMC-XI), (pb77), 215 Pages, 2003/00

スチームリフォーム法(SR法)による低レベル放射性有機体廃棄物処理の適用性研究を行った。SR法は、有機物をH$$^{2}$$OやCO$$^{2}$$等に完全分解し安定化する技術であり、「ハロゲン系の廃棄物の処理が可能」、「小型の装置であるため建設コストが安い」の特徴がある。実験室規模の装置を用いてフッ素油のガス化試験を行った結果、600deg.Cでガス化して完全分解することがわかった。また、1Kg/hの工学規模の装置と3Kg/hの実証試験装置を用いてフッ素油の処理を行った結果、処理することに成功した。これらの結果から、SR法が核燃料サイクル開発機構の有機系廃液の処理方法として適応できることを確認した。

論文

Segregation Behavior of UO$$_{2}$$and NM Elements in Oxide-Electrowinning Reprocessing

小杉 一正; 福嶋 峰夫; 明珍 宗孝

Proceedings of 11th International IUPAC Conference on High Temperature Materials Chemistry (HTMC-11), 0 Pages, 2003/00

将来の再処理技術の一候補として、酸化物電解法の検討を実施している。本手法においては、Uを二酸化物の形態で陰極に析出させて回収する。この際に、二酸化ウランと貴金属元素の塩化物中の酸化還元電位が近いことから、析出するウラン中に貴金属元素が混入することが問題となる。低電流密度電解によるウランと貴金属元素の電解挙動を明らかにするため、実験室規模の試験を実施した。その結果について報告する。

論文

Segregation Behavior of UO$$_{2}$$and NM Elements in Oxide-Electrowinning Reprocessing

小杉 一正; 福嶋 峰夫; 明珍 宗孝; 水口 浩司*; 大森 孝*

Proceedings of 11th International IUPAC Conference on High Temperature Materials Chemistry (HTMC-11), 0 Pages, 2003/00

将来の再処理技術の一候補として、酸化物電解法の検討を実施している。本法では、使用済燃料に含まれるRh、Pd等の白金族FPをU、Puの回収前に塩中から除去する必要がある。しかし、白金族元素の析出電位は、酸化ウランの析出電位と接近しているため、その分離が困難である。Rh、Pdを用いたUO$$_{2}$$との分離試験を行い、Rh、Pdの析出挙動、UO$$_{2}$$電解への影響などを調査した。

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