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論文

Physical properties of non-stoichiometric (U,Pu)O$$_{2}$$

渡部 雅; 松本 卓; 廣岡 瞬; 森本 恭一; 加藤 正人

2018 GIF Symposium Proceedings (Internet), p.315 - 320, 2020/05

近年、日本原子力研究開発機構のプルトニウム燃料第一開発室の研究グループは、(U,Pu)O$$_{2pm x}$$の多数の物性値について系統的な測定を実施した。格子定数,弾性定数,熱膨張率,酸素ポテンシャル,酸素化学拡散係数及び熱伝導率は温度、O/M比, Pu含有量を関数として測定することに成功した。また、O/M比及びPu含有量の各種物性値に対する影響についても評価を行った。本研究では、これらの実験データをレビューするとともに最新の実験データも紹介する。また、これらの物性データは燃料コード開発に使用することが可能である。

論文

Oxygen chemical diffusion coefficients of (U, Pu)O$$_{2-x}$$

渡部 雅; 砂押 剛雄*; 加藤 正人

Defect and Diffusion Forum, 375, p.84 - 90, 2017/05

(U, Pu)O$$_{2-x}$$の酸素化学拡散係数を熱重量測定法を用いて決定した。また、酸素化学拡散係数の算出においては試料の表面反応も考慮した。その結果、酸素化学拡散係数の活性化エネルギーは、(U$$_{0.8}$$Pu$$_{0.2}$$)O$$_{2-x}$$及び(U$$_{0.7}$$Pu$$_{0.3}$$)O$$_{2-x}$$についてそれぞれ60kJ/mol, 65kJ/molとなった。

論文

High-temperature thermophysical property measurements on non-stoichiometric composition of Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$

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

Journal of the Ceramic Society of Japan, Supplement, Vol.112, No.1 (CD-ROM), p.S354 - S357, 2004/05

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から、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。しかし、Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$は不定比構造を持つため、熱物性データに影響を与えると思われるが、これまでに報告されている熱容量や熱伝導率などの測定値は、研究者により異なり確立されていない。本研究では、Li$$_{2}$$O/TiO$$_{2}$$の組成比を変化させて作成したLi$$_{2}$$TiO$$_{3}$$について、レーザーフラッシュ法により1100Kまでの熱物性を測定し、不定比構造による熱物性への影響について比較検討を行った。Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$の熱伝導率は、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や、Li$$_{4}$$Ti$$_{5}$$O$$_{12}$$の第2相が生成することの影響で低下することがわかった。また、熱伝導率の温度依存性は700Kを境に、理論式から算出した値と明らかな差異が見られ、高温X線回折により格子定数の変化が熱伝導率の温度依存性に大きな影響を与えていることを解明した。

論文

Impact of interfaces on nuclear materials

山脇 道夫*; 山口 憲司; 鈴木 敦士*

Ionics, 7(4-6), p.339 - 345, 2001/07

 被引用回数:4 パーセンタイル:71.05(Chemistry, Physical)

Li$$_{4}$$SiO$$_{4}$$, Li$$_{2}$$ZrO$$_{3}$$, Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$やLi$$_{2}$$Oといった核融合炉セラミックス増殖材料の高温における蒸気圧と仕事関数変化を測定し、これら材料の熱化学的挙動を調べた。実験的に得られた蒸気圧と仕事関数変化の測定結果の間には表面における「非化学量論性」という点で緊密な関係があり、マクロ挙動とミクロ特性の間に何らかの関連があることが示唆された。

論文

Phase relations and crystal chemistry in the ternary UO$$_{2}$$-PrO$$_{1}$$$$_{.}$$$$_{5}$$-O$$_{2}$$ system

山下 利之; 藤野 威男; 田川 博章

Journal of Nuclear Materials, 132, p.192 - 201, 1985/00

 被引用回数:19 パーセンタイル:11.12(Materials Science, Multidisciplinary)

UO$$_{2}$$-PrO$$_{1}$$$$_{.}$$$$_{5}$$-O$$_{2}$$ 三元系における相関系と欠陥構造を1200から1500$$^{circ}$$Cの温度範囲で調べた。空気中、ヘリウム中及び真空中で加熱した試料の相と組成をX線回折法及び化学分析法で分析した。螢石型構造を有する固溶体と菱面体構造相及びA型希土類二三酸化物相の存在領域を定めた。PryU$$_{1}$$$$_{-}$$yO$$_{2}$$$$_{+}$$$$_{chi}$$と表される固溶体の単相領域での格子定数は、次の様に、$$chi$$とyの一次式で表されることがわかった。a=5.4704-0.127$$chi$$-0.007y,$$chi$$≧0 および a=5.4704-0.397$$chi$$-0.007y,$$chi$$$$<$$0。ウランの平均原子価及び酸素欠陥の種類は、相の安定性及び格子定数変化に対し、重要な役割を果たすことが見出された。

論文

On some factors affecting the nonstoichiometry in U$$_{3}$$O$$_{8}$$

藤野 威男; 田川 博章*; 安達 武雄

Journal of Nuclear Materials, 97, p.93 - 103, 1981/00

 被引用回数:18 パーセンタイル:12.15(Materials Science, Multidisciplinary)

U$$_{3}$$O$$_{8}$$の不定比性をいろいろな条件下でしらべた。金属ウランを空気中で酸化し、除冷して得たU$$_{3}$$O$$_{8}$$相のO/U比は一般に大きい。また反応容器に蓋をして加熱したものは900~950$$^{circ}$$CにO/U比のピークを示す。しかし、UO$$_{2}$$の酸化によって得たU$$_{3}$$O$$_{8}$$相には、このピークは現れず、組成も一般に小さい。金属ウランにより得たU$$_{3}$$O$$_{8}$$相には加熱曲線と冷却曲線の間にヒステリシスがみられ、これより平衡には24時間以上の加熱をくり返す必要があることがわかった。組成にピークが現れる試料のX線回折線には$$alpha$$相以外の回折線が存在し、新しい相の存在が示唆された。

論文

Anomalous change of the oxidation state of uranium in the phase transformation of cadmium monouranate

田川 博章*; 藤野 威男

Inorg.Nucl.Chem.Lett., 16(2), p.91 - 96, 1980/00

一ウラン酸カドミウムCdUO$$_{4}$$$$alpha$$$$rightarrow$$$$beta$$および$$beta$$$$rightarrow$$$$gamma$$の相転移を酸素不定比性との関連において調べた。空気中で加熱すれば$$alpha$$-CdUO$$_{4}$$は680$$^{circ}$$Cにおいて一旦CdUO$$_{3}$$$$_{.}$$$$_{9}$$$$_{4}$$まで還元されるが、$$beta$$-CdUO$$_{4}$$への相転移が起こると同時に酸化される。この転移は不可逆である。$$beta$$$$rightarrow$$$$gamma$$の相転移は920$$^{circ}$$Cで起こり、酸素量はCdUO$$_{3}$$$$_{.}$$$$_{9}$$$$_{8}$$からCdUO$$_{3}$$$$_{.}$$$$_{7}$$$$_{4}$$に変わる。$$gamma$$$$rightarrow$$$$beta$$の相転移は可逆的であるが、転移速度は非常に小さい。

論文

A Gravimetric method for the determination of oxygen in uranium oxides and ternary uranium oxides by addition of alkaline earth compounds

藤野 威男; 田川 博章; 安達 武雄; 橋谷 博

Analytica Chimica Acta, 98(2), p.373 - 383, 1978/02

 被引用回数:3

ウラン酸化物及びウラン混合酸化物を定量するための新しい乾式法について述べた。アルカリ土類のウラン酸塩は通常、空気中800~1100$$^{circ}$$Cでの反応で生成するが、その中のウランの原子価はアルカリ土類とウランとの原子比が、ある特定の連続領域内にあれば+6の状態にある。従って、いま定量しようとする酸化物試料にアルカリ土類のウラン酸塩あるいはMgOのようなアルカリ土類を含む塩を加えて空気中で過熱、反応させれば、反応前後の重量を測定することによって酸素量が求められる。定量値の精度は試料にUO$$_{2}$$$$_{+}$$$$_{x}$$を使い、吸湿の補正をした場合、x値として$$pm$$0.0008~0.001であった。

論文

Diffraction study of $$alpha$$U$$_{2}$$N$$_{3+x}$$

正木 典夫; 田川 博章

Journal of Nuclear Materials, 57(2), p.187 - 192, 1975/01

 被引用回数:11

不定比化合物$$alpha$$U$$_{2}$$N$$_{3+x}$$の、不定比性と結晶構造との関係を知るために、0.2≦x≦0.52の範囲で粉末試料について、X線・中性子回析実験を行った。その結果、0.2≦x$$<$$0.5では、結晶構造は本質的にはbixbyite-type(立方晶系空間群Ia$$_{3}$$)であるが、不定比性を示す過剰N原子は、空間群Ia$$_{3}$$の16(c)も位置のみに、平均的に、他のパラメーターを変えることはなく、分布していることがわかった。また、U$$_{2}$$N$$_{3}$$.52では、結晶系は、菱面体系であることがわかった。

口頭

Raman spectra of non-stoichiometric (U$$_{1-y}$$Ce$$_{y}$$)O$$_{2}$$ solid solution

渡部 雅; 加藤 正人; 砂押 剛雄*; 八登 唯夫*; 小無 健司*

no journal, , 

ラマン分光測定は酸素空孔や化合物の分析手法として広く使用されているが、酸素不定比性を有するアクチノイド酸化物のラマンスペクトルデータは非常に少ない。したがって、本研究では不定比組成の(U$$_{1-y}$$Ce$$_{y}$$)O$$_{2}$$のラマンスペクトルの取得と解析を目的とした。その結果、定比組成及び不定比組成の(U$$_{1-y}$$Ce$$_{y}$$)O$$_{2}$$のラマンスペクトルを取得することに成功した。また、T$$_{2g}$$ピークはCeO$$_{2-x}$$と同様のピークシフト挙動を示すことがわかった。

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