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論文

Thermal property measurements on Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$ added with TiO$$_{2}$$

星野 毅; 小林 剛*; 梨本 誠*; 河村 弘; 土器屋 正之*; 寺井 隆幸*; 山脇 道夫*; 高橋 洋一*

JAERI-Conf 2004-012, p.140 - 147, 2004/07

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAERI-Conf-2004-012.pdf

チタン酸リチウム(Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$)は、良好なトリチウム回収特性等の観点より、核融合炉ブランケット用トリチウム増殖材料として期待されている。核融合炉で発生した熱はブランケット内の冷却材へ伝達されることから、トリチウム増殖材料の熱物性を把握することは、核融合炉の設計に必要不可欠である。しかしながら、高温保持による粒成長抑制の面からLi$$_{2}$$O/TiO$$_{2}$$の組成比を変化させたLi$$_{2}$$TiO$$_{3}$$の使用が検討されているが、この組成の熱容量,熱伝導率等は、正確に確立されていない。本研究では、Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$について、Li$$_{2}$$O/TiO$$_{2}$$の組成比(1.00$$sim$$0.80)による熱物性への影響について調べた。1100Kまでの熱伝導率を評価した結果、Li$$_{2}$$O/TiO$$_{2}$$の組成比の減少とともに熱伝導率が低くなること,700K以上では熱伝導率が理論式から算出した値よりも小さくなることを明らかにした。また、熱天秤を用いた重量変化測定及びX線回折により、Li$$_{2}$$O/TiO$$_{2}$$比の減少とともに不定比性化合物へと変化すること,Li$$_{4}$$Ti$$_{5}$$O$$_{12}$$の第2相が生成することがわかり、この構造変化がLi$$_{2}$$TiO$$_{3}$$の熱物性データに大きく影響を与えることを解明した。

論文

Hydrogen isotope behavior on Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$

Ryan, O.*; 小田 卓司*; 大矢 恭久*; 田中 知*; 土谷 邦彦

JAERI-Conf 2004-012, p.136 - 139, 2004/07

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAERI-Conf-2004-012.pdf

チタン酸リチウム(Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$)は、核融合炉ブランケット用トリチウム増殖材の第1候補材として有望視されている。Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$からのトリチウム放出挙動を把握するため、表面における水素同位体の状態や水分の吸脱着特性を明らかにする必要がある。このため、光電子分光法(XPS, UPS)及び赤外分光法(FT-IR)を用いて、Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$表面での水分吸脱着特性,水素同位体の化学状態及び表面の酸化還元状態を調べた。その結果、前処理を施していない試料に対してArスパッタリングを行ったLi$$_{2}$$TiO$$_{3}$$表面は、Li, O, Tiの順に選択的にスパッタされ、Li組成比の減少,Ti$$^{4+}$$のTi$$^{3+}$$への還元が観察された。その後の加熱実験では、400$$^{circ}$$C付近でTiの酸化,Li組成比の増加,-OHの消滅が見られ、Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$の価電子構造はTiO$$_{2}$$に近い状態になった。加熱後の水蒸気曝露により、水は解離吸着したが、LiOH相は形成されなかった。

論文

High temperature reactivity of Li-titanates with H$$_{2}$$ contained in Ar purge

Alvani, C.*; Casadio, S.*; Contini, V.*; Giorgi, R.*; Mancini, M. R.*; Pierdominici, F.*; Salernitano, E.*; 土谷 邦彦; 河村 弘; Stijkel, M. P.*; et al.

JAERI-Conf 2004-012, p.148 - 162, 2004/07

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAERI-Conf-2004-012.pdf

チタン酸リチウム(Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$)は、核融合炉ブランケット用トリチウム増殖材の第1候補材として有望視されている。水素添加ArパージガスでLi$$_{2}$$TiO$$_{3}$$からトリチウムを回収するが、Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$がH$$_{2}$$ガスにより還元され、トリチウム回収率が低下することが懸念される。本研究では、水素添加Arパージガス中のH$$_{2}$$によるLi$$_{2}$$TiO$$_{3}$$微小球の還元効果及び水蒸気,酸素ガスによる酸化効果を調べた。また、Li$$_{4}$$Ti$$_{5}$$O$$_{12}$$の還元効果及び酸化効果も調べた。Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$は、1000$$^{circ}$$Cの一定時間でAr+3%H$$_{2}$$ガス中にて、Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$の水素雰囲気における還元効果を調べた結果、水素還元率は時間の経過とともに増加することが明らかになった。一方、Li$$_{4}$$Ti$$_{5}$$O$$_{12}$$については、水素還元率はLi$$_{2}$$TiO$$_{3}$$より大きいことが明らかになった。X線回折の結果、還元後のLi$$_{2}$$TiO$$_{3}$$には黒色のLi$$_{0.14}$$TiO$$_{2}$$の構造を持つ化合物が同定された。XPS分析の結果からは、Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$のLi組成比の減少,Ti$$^{4+}$$のTi$$^{3+}$$への還元はなく、構造に大きな変化はなかった。

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