Electrode reaction of the U/U couple at liquid Cd and Bi electrodes in LiCl-KCl eutectic melts

白井 理; 魚住 浩一*; 岩井 孝; 荒井 康夫

Analytical Sciences (CD-ROM), 17(Suppl.), p.959 - 962, 2002/03

723~823KのLiCL-KCl系における液体Cd及びBi電極上でのU/Uの電極反応をサイクリックボルタンメトリー,超電力測定及びクロノポテンショメトリーによって調べた。U析出反応では、塩中でのUの拡散が律速過程であった。しかし、U溶解反応は陽極波がブロードになることから若干遅いことがわかった。723~823Kでは、液体Cd上でのU/Uの酸化還元電位は、Mo電極上でのそれに比べて0.1V正側で現れた。これは、Cd相中でUCdが生成してUの活量が低下したためと考えられる。他方、LiCl-KCl系における液体Bi電極上でのU/Uの酸化還元電位は、0.3V正側でMo電極上でのそれに比べると現れた。このことは、Cd電極の場合と同様に、Bi中でUBiが生成することによるUの活量低下で説明できた。

ウラン濃縮研究棟火災事故技術調査報告; 試料分析と外容器加圧試験・解析

火災事故技術調査ワーキンググループ

JAERI-Tech 98-014, 106 Pages, 1998/05

JAERI-Tech-98-014.pdf:9.71MB

平成9年11月20日に東海研究所ウラン濃縮研究棟で発生した火災事故の原因を究明するために、火災事故現場からウラン屑と飛散物を採取、分析した。また、抜け飛んだ外容器の蓋の詳細な観察を行うとともに、外容器の加圧試験及び外容器蓋の変形解析を行った。これらの分析、解析から、(1)ウラン屑は、組成は粒度に依存したが、主に金属ウラン、ウラン炭化物及び酸化物から構成されていること、(2)ウラン屑は、加水分解反応により、可燃性ガスであるメタン及び水素を発生すること、並びに(3)ウラン屑を収納した外容器の蓋は、可燃性ガスの爆発的な燃焼による内圧上昇により抜け飛んだ可能性が高いこと、などを明らかにした。

反射体のないU-HO系の臨界量; MCNP-4コードとJENDL-3ライブラリーを用いた計算

松浦 重和*; 奥野 浩

JAERI-M 93-212, 39 Pages, 1993/10

JAERI-M-93-212.pdf:1.21MB

GODIVAでの濃縮度93.7wt%の裸球体系金属ウランのベンチマーク実験を、連続エネルギーモンテカルロ計算コードMCNP-4とJENDL-3ライブラリーを用いて解析し、実効増倍率1.0030.001という結果を得た。この最新の方法を反射体のないU100%金属の基本形状に適用し、同じ実効増倍率を与える寸法を求めた。球体系での臨界質量が47.30.4kgU(半径8.440.02cm)、無限円柱体系での臨界直径が11.920.04cm、無限平板体系での臨界厚さが6.400.02cmという結果を得た。欧米のハンドブック記載データとの相違は、濃縮度と反射条件の微妙な違いに起因すると推定される。また、ロッキーフラッツで実施された円筒容器入り高濃縮硝酸ウラニル水溶液の実験についても解析し、U-HO系の臨界質量を計算してハンドブックのデータと比較した。最小臨界質量1.480.02kgUの値を得た。

TRUの高温冶金再処理に関する基礎的検討

小川 徹

JAERI-M 89-188, 18 Pages, 1989/12

JAERI-M-89-188.pdf:0.57MB

TRUの消滅処理の実現可能性は、TRU燃料あるいはタ-ゲットの製造・再処理・再加工といったサイクルにおける効率と安全性に大きく依存する。TRUの特性を考慮したとき、再処理法としては高温冶金法が1つの重要な検討対象となる。ここでは、アクチノイドおよび希土類の分離可能性を検討する一つの基礎として、液体Cdとアルカリ溶融塩(共融LiCl-KCl)との間での化学的分配について評価した。また、溶融塩電解における物質分配を解析するための幾つかの基本式を整理し、それらに基づいて、Amからの希土類の分離可能性に係る問題について解析例を示した。

天然炭質物によるウランの固定反応の機構・速度論・平衝論; 有機金属地球化学の試み

中嶋 悟

日仏理工科会誌, (44), p.1 - 28, 1988/00

推積続成作用又は熱水条件下での、天然炭質物によるウラニルイオンの吸着及び還元反応の機構とその定量的側面を明らかにするために、一連の実験的研究を行なった。亜炭によるウラニルイオンの還元反応は、亜炭の脱水素化、即ち水酸基の酸化と鎖状炭化水素基の脱水素化による事がわかった。また、この反応の速度論的パラメータを求めた。単純な有機物によるシュミレーション実験との比較から、反応の律速過程を推論した。さらに、反応の平衡論的検討から、天然の条件でも亜炭はウランの沈殿に有効である事がわかった。結局、これらの実験的研究から、従来複雑だと考えられてきた天然有機物と、ウランのような重金属の相互作用を定量的に取り扱える。このようなアプローチは、放射性廃棄物起源核種の地層内での移行と固定の長期的評価に用いることができる。

わが国における核燃料・炉材料分析の進歩; 核燃料・炉材料等分析委員会の活動を中心として

辻村 重男

日本原子力学会誌, 17(8), p.398 - 403, 1975/08

https://doi.org/10.3327/jaesj.17.398

わが国の核燃料,炉材料分析の進展を分析関係者の協力活動、特に原研の核燃料・炉材料等分析委員会の動きを中心にして述べた。核燃料ではウラン金属,二酸化ウラン,炭化ウラン、炉材料ではジルコニウム,ジルコニウム合金,ナトリウム,耐熱合金を対象として、分析方法の検討と標準試料の作製が行われた経過を記した。

Physical properties of semimetallic magnets UOX (X = S, Se, Te)

Opletal, P.; 酒井 宏典; 芳賀 芳範; 三宅 厚志*; 徳永 将史*; 常盤 欣文; 山本 悦嗣; 神戸 振作; 徳永 陽

no journal, , 

UOX (X = S, Se, Te) crystallizes in tetragonal PbFCl-type structure (P4/nmm space group). Only polycrystalline samples are reported in literature. UOS, UOSe and UOTe were reported to be antiferromagnets with T = 55, 100 and 160 K, respectively. Magnetic structure of UOS and UOSe were reported to have moment along the c-axis with Q = (0,0,1/2). UOS and UOSe were both reported to exhibit semiconducting behavior on polycrystalline samples. UOTe was theoretically predicted to have nontrivial topology. We have prepared first single crystals of UOX (X = S, Se, Te) and shown they exhibit semimetallic conductivity and UOS exhibits increase of T by almost 30 K in contrast to published literature. We will present the method of preparation of single crystals, results of magnetic, transport, thermal measurements, all effect and data obtained in high magnetic fields. We will discuss these results in connection to Weyl semimetals and results published in literature and anisotropy observed in electric resistivity.

Anisotropic electric transport in UOX (X = S, Se, Te)

Opletal, P.; 酒井 宏典; 芳賀 芳範; 常盤 欣文; 山本 悦嗣; 神戸 振作; 徳永 陽

no journal, , 

Magnetic semimetals are currently focus of research due to possible electronic topological features. Topological features originate from nontrivial band characters. One of the most interesting state is Weyl fermion which originate from band splitting driven by spin-orbit interaction due to the inversion symmetry breaking or time-reversal symmetry breaking. The materials with these properties are called Weyl semimetals. Wey fermions are expected to be robust and have high mobility, which is important for practical application of topological matter. Uranium materials are interesting candidates for Weyl semimetals because of their strong spin-orbit interaction causing band inversion and/or strong electronic correlations, often observed as 5f magnetism. One of the possible candidates are UOX (X = S, Se, Te) compounds. We measured electric resistivity of UOX using Montgomery method. The resistivity along a-axis shows metallic/semi-metallic behavior in whole temperature region while resistivity in along the c-axis shows dramatic increase below T. We will discuss possible origin of this increase in relation to crystal and band structure.