JOPSS:検索結果一覧

論文

Speciation on the reaction of uranium and zirconium oxides treated under oxidizing and reducing atmospheres

上原章寛*; 秋山大輔*; 池田篤史; 沼子千弥*; 寺田靖子*; 新田清文*; 伊奈稔哲*; 武田志乃*; 桐島陽*; 佐藤修彰*

Journal of Nuclear Materials, 559, p.153422_1 - 153422_11, 2022/02

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2021.153422

被引用回数：2 パーセンタイル：53.91(Materials Science, Multidisciplinary)

The reaction products were analysed by a combination of powder X-ray diffraction (PXRD) and X-ray absorption spectroscopic measurements of the U L $_{rm III}$ - and Zr K-edges. Under an oxidizing atmosphere, the formation of U $_{3}$ O $_{8}$ and U $_{2}$ Zr $_{5}$ O $_{15}$ was observed in equilibrium with UO $_{2}$ , monoclinic-ZrO $_{2}$ , and tetragonal-ZrO $_{2}$ . However, when O $_{2}$ gas was purged through the reaction tube during the cooling process to room temperature, pentavalent U in ZrU $_{2}$ O $_{7}$ was produced by the oxidation of solid solution UO $_{2}$ formed at 1774 K during the temperature dropped at 1473 K. Under the inert atmosphere, mixed oxides of uranium were found to form at 1673 K due to a low concentration of O $_{2}$ impurity with the Ar gas. This study can pave the way for understanding the interaction between the nuclear fuels and the cladding materials in damaged reactors enabling further simulation of possible decontamination procedures.

論文

Hydrogen generation by water radiolysis with immersion of oxidation products of zircaloy-4

松本義伸*; Do, Thi-Mai-Dung*; 井上将男; 永石隆二; 小川徹

Journal of Nuclear Science and Technology, 52(10), p.1303 - 1307, 2015/10

https://doi.org/10.1080/00223131.2015.1034215

被引用回数：4 パーセンタイル：33.25(Nuclear Science & Technology)

酸化物等の固体材料が水中に添加されると、放射線分解による水素発生が増大することが知られている。本研究では、シビアアクシデント後のデブリが共存する炉水からの水素発生挙動を予測するため、水の線分解による水素発生に対する、ジルコニウム酸化物またはジルカロイ4の酸化生成物の添加効果を調べた。線のエネルギーが水と酸化物に与えられ、それぞれで独立して水素が発生するとした場合の、酸化物の寄与分は水中に共存する重量分率の増加とともに飽和に達する傾向を示し、海水中よりも純水中の方が顕著であった。また、その寄与分は結晶構造や組成によらず、粒子サイズあるいは比表面積に強く依存していることがわかった。

論文

Phase relation and EOS of ZrO $_{2}$ and HfO $_{2}$ under high-temperature and high-pressure

大高理*; 福井宏之*; 舟越賢一*; 内海渉; 入舩徹男*; 亀卦川卓美*

High Pressure Research, 22(1), p.221 - 226, 2002/01

https://doi.org/10.1080/08957950211347

被引用回数：30 パーセンタイル：76.07(Physics, Multidisciplinary)

高温高圧下での酸化ジルコニウムと酸化ハフニウムの相関係と状態方程式を放射光設置のマルチアンビル装置を用いたX線回折実験により決定した。酸化ジルコニウムは、3-4GPa付近において、Baddeleyite 構造が、温度によって2種の構造に転移する。すなわち、600 $^{circ}C$ 以下では斜方晶相へ、600 $^{circ}C$ 以上では、菱面体相になる。両相とも12.5GPaで、PbCl $_{2}$ 型の別の斜方晶相へ転移し、この相は、24GPa ,1800 $^{circ}C$ まで安定である。一方酸化ハフニウムは、斜方晶相が4GPaから14.5GPa,1250-1400 $^{circ}C$ 以下では安定であり、これ以上の温度では正方晶相へ転移する。14.5GPa以上ではコチュナイトタイプの別の斜方晶相へと転移する。

報告書

小規模活性金属粉酸化安定化状態確認試験

小松征彦*; 藤原優行*

JNC TJ8430 2000-001, 55 Pages, 2000/03

JNC-TJ8430-2000-001.pdf:4.82MB

ハル等を処理・処分する上で、発火爆発し易い活性金属粉(ジルカロイファイン)の安定化が重要な問題となる。安定化対策の一手段として、ジルコニウムファインを用いて、673873kにおける水蒸気酸化試験を行った。ファインの酸化安定化状態は、重要変化測定、SEM観察、X線回折、及び簡易な着火試験により調べた。得られた結果を次の通りである。(1)高温水蒸気中での酸化処理後のファインには、ZrO2酸化物とZrH2水素化物が形成された。温度が高くなるほど、ZrO2の形成割合が増加した。(2)重量変化から推定したZrO2形成割合は、673k7h処理後ファインで約24mass%、873k7h処理後ファインで約96mass%であった。(3)673k7h処理後ファインは試験前ファインと同様に発火したが、723k以上にて処理したファイン(ZrO2形成割合64mass%以上)は発火しなかった。

報告書

マイクロ波加熱による固体試料の酸溶解-ガラス固化体への適用検討-

相内更子; 安隆己; 菅沼隆; 田中康正

PNC TN8410 97-107, 53 Pages, 1997/05

PNC-TN8410-97-107.pdf:1.29MB

再処理の溶解工程にて発生する不溶解性残渣物及び高レベル放射性廃液を安定化するガラス固化体等、固体試料中に含まれる元素を分析するには試料の溶液化が不可欠である。今回、密閉容器を用いるマイクロ波加熱酸溶解法(以下、マイクロ波加熱法と記す)の再処理関連分析への応用検討を目的として、模擬ガラス固化体の前処理及び分析を行い、従来の酸溶解分析との比較・検討を実施した。得られた結果は以下の通りである。(1)マイクロ波加熱法において模擬ガラス固化体試料の完全溶解に要する最短時間は7分であり、従来法の2時間と比較して約1/20の時間短縮が可能となった。(2)マイクロ波加熱法で溶解に要する最少の混酸量は、従来法の約1/2に低減できた。(3)塩酸で処理すると揮発性物質となるCr2O3は表示値通りの分析値が得られ、密閉容器による揮発抑制効果が確認できた。(4)従来法とマイクロ波加熱法での分析値の再現性を比較したところ、後者の変動係数の方が1.21.7倍優れていた。(5)白金族を含む模擬ガラス固化体試料は、RuO2及びZrO2を除き、決定した混酸量・溶解時間で高い溶解率が得られた。(6)白金族を含む模擬ガラス固化体試料のZrO2は、溶解時間と添加する混酸量を増やすことにより、完全に溶解できた。一方、RuO2の最大溶解率は12%程度と低値を示した。

報告書

白金族金属間化合物の液体金属抽出特性に関する研究(平成7年度共同研究報告書)

明珍宗孝; 岩瀬正則*

PNC TY8604 96-001, 32 Pages, 1996/03

PNC-TY8604-96-001.pdf:1.24MB

高レベル廃棄物中の不溶解残渣から白金族元素等の有用金属を回収する工程において、これまで溶融鉛を抽出剤として用いる方法について種々の検討を行ってきている。一方、我々の最近の検討においてSnが抽出剤として優れていることが明らかとなっている。しかしながらSnを用いた白金族元素抽出において必要となるSn-白金族元素系合金の各温度での相状態、熱力学諸定数、スラグとの反応性等についてはほとんど不明であるのが現状である。そこで本研究ではSn-Ru合金の熱力学的活量及びスラグの基本組成であるホウ砂系スラグ中のSnO2の活量をジルコニア固体電解質起電力法により測定し、Snを用いた抽出反応に関する基礎的データを蓄積することとした。

報告書

海外出張報告書-米国ブラウン大学化学部における在外研究

河村和広

PNC TN8600 92-001, 86 Pages, 1992/01

PNC-TN8600-92-001.pdf:4.7MB

米国ブラウン大学化学部Aaron Wold教授の研究室で,噴霧熱分解法を用いシリコン板上に酸化ジルコニウム膜を付ける実験を行い,膜特性を評価した。噴霧熱分解法の特徴は超音波振動で原料溶液を霧化させるため原料の揮発性に関係無く炉内へ原料を供給でき,大気圧中比較的低温(500 $^{circ}C$ 程度)で熱分解させることができるとともに緻密で良好な特性を持った各種の膜を作製できることである。本研究では,原料溶液としてジルコニウムアセチルアセトネートのエチルアルコール溶液を使用し,熱分解後シリコン板上で成長した非晶質膜を酸素中で焼成(800 $^{circ}C$ )し,結晶化させた。膜付け,焼成のプロセスを繰り返すことにより厚膜を作製した。原料中の不純物問題,均一な膜付けのための最適条件探し,膜の割れ問題,原料供給部の管閉塞など数々の問題を解決し,最高3mの膜割れの無い均質な膜を作製できた。一年間の研究生活を通して習得した事項としては,1徹底した再現性の確認,2一歩一歩研究を進めていくやりかた,3産業界のニーズをとらえた研究テーマの選定,4論文化を念頭においた実験の進め方,5研究・発表の指導法,6研究コストの認識などがあげられる。材料製造技術としては,膜付け技術を習得することによりバルク材料に無い耐熱性,耐食性をもった材料の開発,廃棄物処理法への適用などを検討できるようになり,幅広い技術分野を見渡せるようになった。また二次出張(米国原子力学会,米国材料学会)では,アクチニド回収・核変換技術開発,処分技術開発の現状を知ることができた。米国で生活して米国を内側から知れただけでなく,日本についても再認識できた。また同じ研究室にいた中国人,韓国人と接することでアジアを知るきっかけともなった。これらの経験を今後の研究開発,生活に生かしていきたいと思う。

論文

X線励起ルミネッセンス法による希土類元素の分析,3; 酸化ホルミウムおよび酸化ジルコニウム中の希土類元素の定量

河口広司*; 中島篤之助; 高島教一郎; 大内義彦

分光研究, 18(6), p.299 - 305, 1969/00

https://doi.org/10.5111/bunkou.18.299

ホルミウムは、天然には単一の核種 $^{1}$ $^{6}$ $^{5}$ Hoだけが存在していることなどから、正確に中性子役縦断面積を測定することが試みられており、そのさい、他の希土類不純物元素が妨害となる。酸化ホルミウムは、X線励起ルミネッセンス法によって希土類不純物元素を発光させるのには、マトリックスとして不適当な物質の一つであり、通常の方法では全く発光しない。著者らは、上述の希釈法の実言詮を確かめる目的もあって、この方法で酸化ホルミウム中の希土類元素の分析を試みた。ジルコニウムは原子炉用の材料として広く用いられているが、第1報でも述べたように、酸化ジルコニウム中の希土類不純物元素は、X線励起ルミネッセンス法によっても充分な感度を得ることはできない。また、酸化ホルミウムの場合のような酸化イットリウムで希釈する方法仏感度が低い点で好ましくない。著者らは、酸化ジルコニウムに酸化トリウムを少量混合すると、希土類元素の発光が飛躍的に増大するということを見出した。本報では、これらの混合マトリックス中の希土類元素の発光、およびこの方法による分析例について報告する。