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論文

The Effect of final heat treatment at fabrication on the terminal solid solubility of hydrogen in Zry-4

山内 紹裕*; 天谷 政樹

Proceedings of Annual Topical Meeting on Reactor Fuel Performance (TopFuel 2018) (Internet), 7 Pages, 2018/10

Zry-4被覆管の昇温時の水素固溶限に及ぼす製造時最終熱処理の影響を調べるため、予備水素吸収させた冷間加工、応力除去焼きなまし、再結晶焼鈍しZry-4被覆管を用いたDSC測定を50-600$$^{circ}$$Cの範囲で実施した。得られたDSC曲線及び金相写真から、水素化物の初期状態が水素化物の固溶挙動に影響を与えることが示唆された。本試験で得られたTSSD温度及び水素濃度のアレニウスプロットより、冷間加工材が最大のTSSDを示し、次いで応力除去焼きなまし材、再結晶焼きなまし材の順であることがわかった。本試験の結果は、Zry-4被覆管の製造時最終熱処理に起因する微細組織の違いが水素化物の固溶挙動に影響を及ぼすことを示唆した。

論文

Thermal expansion of (Ca$$_{1-x}$$Pu$$_{x}$$)TiO$$_{3}$$

佐藤 剛*; 葉名尻 豊*; 山下 利之; 松井 恒雄*; 長崎 正雅*

Journal of Nuclear Materials, 294(1-2), p.130 - 134, 2001/04

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(01)00472-X
 被引用回数：7 パーセンタイル：48.66(Materials Science, Multidisciplinary)

TRU固化体として有望なペロブスカイト型構造のCaTiO$$_{3}$$中へPuO$$_{2}$$を固溶させた試料を調製し、Puの固溶限並びに単相試料についての熱膨張をX線回折法により調べた。空気及び真空中加熱の場合のPuの固溶限は5%であるのに対し、水素気流中加熱では20%であった。a,b,c軸それぞれの線熱膨張係数はPu量とともに減少し、また、$$alpha_{a}>alpha_{c}>alpha_{b}$$という異方性を有することがわかった。これはペロブスカイト構造の歪みを緩和する方向に働くため、格子定数の温度依存性を調べることにより、CaTiO$$_{3}$$の斜方晶から正方晶への転移温度を推定した。

論文

Thermal expansion and solubility limits of plutonium-doped lanthanum zirconates

山崎 哲*; 山下 利之; 松井 恒雄*; 長崎 正雅*

Journal of Nuclear Materials, 294(1-2), p.183 - 187, 2001/04

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(01)00464-0
 被引用回数：42 パーセンタイル：92.69(Materials Science, Multidisciplinary)

パイロクロア型構造のLa$$_{2}$$Zr$$_{2}$$O$$_{7}$$にPuO$$_{2}$$を添加した試料を、空気中、真空中及び水素中1773Kで合成し、X線回折法によりLa$$_{2}$$Zr$$_{2}$$O$$_{7}$$相中へのPuO$$_{2}$$の固溶限を調べるとともに、得られた単相試料について室温から1273Kまでの熱膨張を空気中及び水素中で高温X線回折法により測定した。パイロクロア構造のLa$$_{2}$$Zr$$_{2}$$O$$_{7}$$相中へのPuO$$_{2}$$の固溶限、空気中、真空中及び水蒸気流中で調製した試料に対し、それぞれ、10%,35%,100%であった。(La$$_{1-x}$$Pu$$_{x}$$)Zr$$_{2}$$O$$_{7+y}$$(x=0,0.05,0.10,0.8)固溶体相の熱膨張係数は空気及び水素中いずれの場合においても、Pu量の増加とともに増加した。Pu$$_{3+}$$とPu$$_{4+}$$イオン半径はLa$$^{3+}$$イオン半径よりも小さいため、この結果は、Ln$$_{2}$$M$$_{2}$$O$$_{7}$$(Ln=La-Gd,M=Zr,Hf)の熱膨張係数は希土類元素のイオン半径の減少とともに増加するという以前の知見と一致する。

論文

Solubility of simulated HLW elements in pyrochlore structure

早川 一精*; 上薗 裕史

Mater. Res. Soc. Symp. Proc., Vol. 257, p.257 - 263, 1992/00

パイロクロール構造を有するLa$$_{2}$$Zr$$_{2}$$O$$_{7}$$は、低浸出性を有することが明らかとなっている。La$$_{2}$$Zr$$_{2}$$O$$_{7}$$のLaサイトは、イオン半径の観点からアクチノイド、ランタノイド、アルカリ土類金属元素で置換可能と考えられる。これら元素の固溶限を明らかにするため、模擬成分として、Ce,Nd,SrをLa$$_{2}$$Zr$$_{2}$$O$$_{7}$$に添加し、1400$$^{circ}$$C、空気中で焼成して生成するパイロクロール結晶の格子定数より固溶度限を検討した。La$$_{2}$$Zr$$_{2}$$O$$_{7}$$のLaサイトにNdは完全固溶し、Ceは27mol%固溶した。SrとCeを同割合で添加することにより、Ceの固溶量が増加すること、Srの固溶量が5mol%以下であることが明らかとなった。またCeは、La$$_{2}$$Zr$$_{2}$$O$$_{7}$$よりもNd$$_{2}$$Zr$$_{2}$$O$$_{7}$$の方により多く固溶することがわかった。これらの固溶現象を、イオン半径、結晶構造の観点から考察した。本結果よりLa$$_{2}$$Zr$$_{2}$$O$$_{7}$$(パイロクロール)は、アクチノイド、ランタノイド元素を固化するためのマトリックス材料として、有用なことが示された。

論文

Thermal conductivity of (U,Pu)C containing MoC up to 10 mol%

荒井 康夫; 大道 敏彦; 福島 奨; 半田 宗男

Journal of Nuclear Materials, 170, p.50 - 56, 1990/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(90)90325-H
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Materials Science, Multidisciplinary)

主要固体FP元素の一つであるモリブデンを最高10モル%含むウラン・プルトニウム混合炭化物の熱伝導度を、レーザフラッシュ法で測定した熱拡散率の値より求めた。モリブデンが混合炭化物に固溶限(約3.5モル%)以内では、混合炭化物の熱伝導度はモリブデンの量と共に単調に減少した。一方、固溶限以上のモリブデンを含む混合炭化物の熱伝導度は、実験範囲内ではほぼ一定の値を示した。一部の固溶体試料について電気抵抗を測定し、モリブデン量の増加に伴う熱伝導度の減少は、電子伝導の減少に起因することを見出した。このほか、ウラン、プルトニウム及びモリブデンを含む複合炭化物(U,Pu)MoC$$_{2}$$及び(U,Pu)MoC$$_{1.7}$$の熱伝導度を算出した。

論文

Mechanism and kinetics for the formation of uranium mononitride by the reaction of uranium dioxide with carbon and nitrogen

室村 忠純; 田川 博章

J.Am.Ceram.Soc., 61(1-2), p.30 - 35, 1978/02

https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1978.tb09223.x
 被引用回数：22

UO$$_{2}$$+2C+1/2NzによるUNの生成反応を1420$$^{circ}$$C~1750$$^{circ}$$Cの範囲でしらべた。生成する UN相の格子総数は、反応中極小と極大を経て純UNのそれになる。またUN相の組成は反応時間に伴い変化した。反応は試料の表面から進行する。反応は1次の反応速度式に従って進み活性化エネルギーは83Kcal/molであった。反応は次の4段階に分かれて進むことがわかった。第1段階;UO$$_{2}$$からU(N,C,O)の生成、第2段階;U(N,C,O)からU(N,C)の生成、第3段階;U(N,C)へCの固溶UNo$$_{8}$$Co$$_{2}$$の生成、第4段階;UNo$$_{8}$$Co$$_{2}$$と残留Uo$$_{2}$$,Cの反応、純UNの生成。格子定数の極小は第2、3段階の間で生じ、極大は第3、4段階の間で生じる。第1~4段階のうち特に第4段階の進行は遅く、生成UNの純度を低下させることが判明した。極大点の組成UNo$$_{8}$$Co$$_{2}$$はU-C-N系の状態図から容易に説明できる。

口頭

Hydrogen solubility and heat capacity measurement on cold worked, stress relieved and recrystallized Zry-4 by DSC

山内 紹裕*; 天谷 政樹

no journal, , 

DSCを用いて、冷間加工、応力除去焼きなまし、再結晶焼きなましZry-4の水素固溶限及び比熱を測定した。水素の加熱中の固溶に対応する固溶限は再結晶焼きなまし、応力除去焼きなまし、冷間加工材の順に大きくなった。また、水素化物固溶に伴う吸熱反応により、試料の見かけの比熱が大きくなった。測定結果より、被覆管製造工程における熱処理が水素化物固溶挙動に影響を及ぼすことが示唆された。

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