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論文

Sintering and microstructural behaviors of mechanically blended Nd/Sm-doped MOX

廣岡 瞬; 堀井 雄太; 砂押 剛雄*; 宇野 弘樹*; 山田 忠久*; Vauchy, R.; 林崎 康平; 中道 晋哉; 村上 龍敏; 加藤 正人

Journal of Nuclear Science and Technology, 60(11), p.1313 - 1323, 2023/11

https://doi.org/10.1080/00223131.2023.2192725
 被引用回数：5 パーセンタイル：80.64(Nuclear Science & Technology)

収率が高く燃料に固溶するFP(模擬FP)としてNd$$_{2}$$O$$_{3}$$及びSm$$_{2}$$O$$_{3}$$を添加したMOXの焼結試験を行い、焼結後の微細組織を評価した。熱膨張計を用いて取得した焼結中の収縮曲線から、模擬FP含有MOXは通常のMOXよりも高温で焼結が進むことが分かった。焼結後の密度評価及び金相組織の観察から、模擬FP含有MOXは通常のMOXよりも粒成長と高密度化が進むことが分かった。これは、添加元素の影響を受けて一部のUが4価から5価に変化し、拡散速度が大きくなったことが原因と考えられる。また、XRDの結果から焼結後の試料は均質に固溶した結晶構造が示されたが、EPMAによる元素マッピングの結果からは模擬FPの濃度が一様でなく、完全には均質に分布していない微細組織が示された。不均質に分布したNd$$_{2}$$O$$_{3}$$含有MOXを微粉砕し、再焼結を行う過程を繰り返すことで、均質性が向上し、密度も十分に高い模擬FP含有MOXペレットを作製することができた。

論文

Correlation of crystal structures with electric field gradients in the fluorite- and pyrochlore-type compounds in the Gd$$_{2}$$O$$_{3}$$-ZrO$$_{2}$$ system

Wang, J.*; 音部 治幹; 中村 彰夫; 竹田 満洲雄*

Journal of Solid State Chemistry, 176(1), p.105 - 110, 2003/11

https://doi.org/10.1016/S0022-4596(03)00353-0
 被引用回数：14 パーセンタイル：43.68(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

メスバウア分光法及び粉末X線回折法,点電荷モデルによる計算を用いて、蛍石型及びパイロクロア型構造を持つGd$$_{x}$$Zr$$_{1-x}$$O$$_{2-x/2}$$(0.18$$<$$x$$<$$0.62)の結晶構造とGd周りの電場勾配の相関を調べた。 理想的なパイロクロア構造(x=0.5)の時、四極子結合係数は特徴的に最大になることがわかった。また、点電荷モデルによる計算と電場勾配を比較することにより、提案されているパイロクロア構造を基礎にした構造モデルの有効性を検討した。

論文

Structural properties of the fluorite- and pyrochlore-type compounds in the Gd$$_{2}$$O$$_{3}$$-ZrO$$_{2}$$ system xGdO$$_{1.5}$$-(1-x)ZrO$$_{2}$$ with 0.18 $$leq$$ x $$leq$$ 0.62

Wang, J.*; 中村 彰夫; 竹田 満洲雄*

Solid State Ionics, 164(3-4), p.185 - 191, 2003/11

https://doi.org/10.1016/j.ssi.2003.09.003
 被引用回数：36 パーセンタイル：79.82(Chemistry, Physical)

ガドリニアージルコニア系(xGdO$$_{1.5}$$-(1-x)ZrO$$_{2}$$: x=0.18-0.62)の構造を155Gdメスバウア分光法と粉末X線回折により調べた。この結果、x=0.18-0.50の組成域では、螢石型及びパイロクロア型化合物の両相で、Gdイオンの周りの局所構造(局所的な酸素配置)は似通っていることがわかった。他方、x=0.50-0.62の組成域では、これらは少し違ってくる。48f-サイトにある6個の酸素イオンの螢石型構造の理想位置からの変位(ずれ)は、x=0.18-0.50で大きくなり、x=0.50-0.62でわずかに小さくなる。つまり、酸素変位は、定比パイロクロア相Gd$$_{2}$$Zr$$_{2}$$O$$_{7}$$(x=0.5)で最も大きくなる。

論文

Development of remote handling apparatus for measuring thermal diffusivity

大和田 功; 西野 泰治; 山原 武; 石本 清

Proc. of 43rd Conf. on Robotics and Remote Systems 1995, 0, p.75 - 80, 1996/00

軽水炉技術の高度化計画に伴って、燃料の高燃焼度化が進められており、燃料ペレットの熱電導率は、重要な熱物性値として注目されている。原研・燃料試験施設では、レーザーフラッシュ法を用いた遮蔽型のペレット熱拡散率測定装置を開発した。熱伝導率は、測定した熱拡散率、比熱及び密度より求める。装置は試料保持部、レーザー発信器部、赤外線検出器部、ヒータ温度抑制部、真空排気部、データ処理部、生体遮蔽体、フード及び試料移送容器で構成されている。装置の性能と照射後試験への適用を確認するため、金属タンタル、アルミナ、未照射UO$$_{2}$$、未照射UO$$_{2}$$-Gd$$_{2}$$O$$_{3}$$及び照射済燃料を用いて熱拡散率を測定した。その結果、高燃焼度燃料の照射後試験に十分使用できることが明らかになった。

論文

Development of remote-handling apparatus for measuring thermal diffusivity

大和田 功; 西野 泰治; 山原 武; 石本 清

Transactions of the American Nuclear Society, 73, p.465 - 466, 1995/00

軽水炉技術の高度化計画に伴って、燃料の高燃焼度化が進められており、燃料ペレットの熱伝導率は、重要な熱物性値として注目されている。原研・燃料試験施設では、レーザーフラッシュ法を用いた、遮蔽型のペレット熱拡散率測定装置を開発した。熱伝導率は、測定した熱拡散率、比熱及び密度より求める。装置は試料保持部、レーザー発信器部、赤外線検出器部、ヒータ温度制御部、真空排気部、データ処理部、生体遮蔽体、フード及び試料移送容器で構成されている。装置の性能と照射後試験への適用を確認するため、金属タンタル、アルミナ、未照射UO$$_{2}$$、未照射UO$$_{2}$$-Gd$$_{2}$$O$$_{3}$$及び照射済燃料を用いて熱拡散率を測定した。その結果、高燃焼度燃料の照射後試験に十分使用できることが明らかになった。

論文

Effect of $$gamma$$-ray irradiation on in-situ electrical conductivity of ZrO$$_{2}$$-10mol% Gd$$_{2}$$O$$_{3}$$ single crystal at elevated temperatures

Kang, T.-K.*; Kuk, I.-H.*; 片野 吉男; 井川 直樹; 大野 英雄

Journal of Nuclear Materials, 209(3), p.321 - 325, 1994/05

https://doi.org/10.1016/0022-3115(94)90270-4

立方晶安定化ジルコニアは純粋な酸素イオン伝導体であり、高温ガス炉の核熱を利用する水素製造やトリチウム水分解等の固体電解質として利用できる。水素製造として用いる場合は、電気抵抗がエネルギー効率の低下をもたらすので、電気伝導の高い材料を用いることが有利である。特に原子炉での使用は$$gamma$$線や中性子線が電気伝導に影響を及ぼすことが予想される。そこで本報ではGd$$_{2}$$O$$_{3}$$を10mol%添加して作成した立方晶安定化ジルコニア単結晶について$$^{60}$$Co線源による$$gamma$$線を照射した際の電気伝導度の変化を測定した。試料の電気伝導度は4.3Gy/sの$$gamma$$線を90分間照射することで最大18%増加した。一方、イオン伝導のための活性化エネルギーは照射前の113.2kJ/molに対して照射中では112.1kJ/molであり、ほとんど変化は認められなかった。このことらか$$gamma$$線によるFrenkel型の酸素イオン欠陥生成が電気伝導度の増加に寄与すると結論づけた。

論文

Luminescence study on determination of the hydration number of Cm(III)

木村 貴海; Choppin, G. R.*

Journal of Alloys and Compounds, 213-214, p.313 - 317, 1994/00

https://doi.org/10.1016/0925-8388(94)90921-0
 被引用回数：273 パーセンタイル：99.71(Chemistry, Physical)

Eu$$^{3+}$$,Tb$$^{3+}$$などのランタノイドイオンに対し、蛍光寿命の逆数(K$$_{obs}$$=1/$$tau$$)とイオンの水和数(n$$_{H2O}$$)との間に直線的な相関がある。Cm$$^{3+}$$に対し同様の関係があるかどうかを検討するために、Eu$$^{3+}$$を参照イオンとしてCm$$^{3+}$$の蛍光寿命を種々の系において測定した。D$$_{2}$$O/H$$_{2}$$O中及びランタン化合物中のCm$$^{3+}$$の蛍光寿命の結果からK$$_{obs}$$とn$$_{H2O}$$の間に次の関係があることを明らかにした。n$$_{H2O}$$=0.612K$$_{obs}$$(ms$$^{-1}$$)-0.468。この関係をEu$$^{3+}$$錯体に対し水和数が既知のポリアミノポリカルボン酸のCm$$^{3+}$$錯体に適用し、水和状態を研究した。Eu$$^{3+}$$,Cm$$^{3+}$$錯体は同様の熱力学パラメータをもつにもかかわらず、Cm$$^{3+}$$錯体の水和数は明らかにEu$$^{3+}$$錯体のそれより大きかった。本報においてその結果を議論する。

論文

Electrical properties of cubic, stabilized, single ZrO$$_{2}$$-Gd$$_{2}$$O$$_{3}$$ crystals

T.Kang*; 長崎 正雅; 井川 直樹; K.Il-Hium*; 大野 英雄

Journal of the American Ceramic Society, 75(8), p.2297 - 2299, 1992/08

https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1992.tb04500.x
 被引用回数：17 パーセンタイル：67.60(Materials Science, Ceramics)

Gd$$_{2}$$O$$_{3}$$を10~15mol%添加したZrO$$_{2}$$単結晶の電気伝導度を500~1100Kの温度範囲で測定した。併せて、X線回折及びラマン分光分析を用いた構造解析を行い、電気伝導度と構造の相関について議論した。ZrO$$_{2}$$の電気伝導度はGd$$_{2}$$O$$_{3}$$の添加量の増加に伴って増大した。多結晶と比較してこの値は大きくなった。X線回折結果からZrO$$_{2}$$の格子定数はGd$$_{2}$$O$$_{3}$$添加量に伴って増加することが明らかとなった。ラマン分光分析からZrO$$_{2}$$の立方晶に起因する600cm$$^{-1}$$付近のピークはGd$$_{2}$$O$$_{3}$$添加量と共に低波数側にシフトしていくことが明らかとなった。これらX線回折とラマン分光分析の結果はGd$$_{2}$$O$$_{3}$$を添加するに従い、イオン間相互作用が徐々に弱まることを示している。従ってZrO$$_{2}$$結晶中においてイオンが移動し易くなったために、電気伝導度が増加していくと考えられる。

報告書

NSRR実験における特殊燃料(破壊力測定,ガドリニア入り,ウラン-プルトニウム混合酸化物燃料)の発熱量評価

柳原 敏; 鈴木 敏夫

JAERI-M 85-208, 53 Pages, 1986/01

JAERI-M-85-208.pdf:1.61MB

近年NSRRで実施している破壊力測定実験、ガドリニア入り燃料実験、ウラン-プルトニウム混合酸化物燃料実験の各実験シリーズについて、単位炉心積分出力当りの発熱量を評価するための実験を行い、$$gamma$$線スペクトロメトリーにより各実験で照射した燃料の核分裂数を求めた。各実験シリーズにおける単位炉心積分出力当りの核分裂数及び炉心積分出力から発熱量への変換係数は以下の通りである。

論文

Phase relations in the systems ZrO$$_{2}$$-Y$$_{2}$$O$$_{3}$$-Nd$$_{2}$$O$$_{3}$$ and ZrO$$_{2}$$-Y$$_{2}$$O$$_{3}$$-CeO$$_{2}$$

日夏 幸雄; 室村 忠純

Mater.Res.Bull., 21, p.1343 - 1349, 1986/00

https://doi.org/10.1016/0025-5408(86)90069-3
 被引用回数：31 パーセンタイル：79.51(Materials Science, Multidisciplinary)

ZrO$$_{2}$$-Y$$_{2}$$O$$_{3}$$-Nd$$_{2}$$O$$_{3}$$系とZrO$$_{2}$$-Y$$_{2}$$O$$_{3}$$-CeO$$_{2}$$系の相関系を1100~1600$$^{circ}$$Cで調べた。蛍石型相単相領域を格子定数と組成との関係から求めた。ZrO$$_{2}$$-Y$$_{2}$$O$$_{3}$$-Nd$$_{2}$$O$$_{3}$$系では、Y$$_{2}$$O$$_{3}$$-安定化ジルコニア(蛍石型相)に1100$$^{circ}$$Cでは37モル%、1600$$^{circ}$$Cでは42モル%Nd$$_{2}$$O$$_{3}$$が固溶することがわかった。ZrO$$_{2}$$-Y$$_{2}$$O$$_{3}$$-CeO$$_{2}$$系では、1600$$^{circ}$$Cで40モル%のCeO$$_{2}$$が安定化ジルコニアに固溶することがわかった。

論文

The Effect of different concentrations of deuterium oxide on rice seedlingshoot and root tissue water

柴部 禎巳; 葉田 可林

Environ.Exp.Bot., 24(4), p.369 - 375, 1984/00

https://doi.org/10.1016/0098-8472(84)90033-9
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Plant Sciences)

D$$_{2}$$O濃度が増加するとイネの水吸収は減少する。このとき植物体内水のD$$_{2}$$O濃度は、培地の濃度よりひくい値をしめす。とくに茎葉部のD$$_{2}$$O濃度は、培地を1.00とすると、0.61(1%D$$_{2}$$)~0.45(94%D$$_{2}$$O)となる。種子からD$$_{2}$$O培地で発芽・生育させたイネの根のD$$_{2}$$O濃度は、培地濃度と一致するが、茎葉のD$$_{2}$$O濃度は培地と一致せず、植物が成長するにつれて減少する傾向にある。茎葉の各部のD$$_{2}$$O濃度は、先端ほどひくく、根元からの距離にたいして直線的に低下する。また、D$$_{2}$$Oを吸収した植物を風乾すると、経時的に水分含量が低下するが、残留水のD$$_{2}$$O濃度も減少する。このような事実から、根、茎葉ともに植物の組織結合水は培地の水と容易に置換せず、自由水のみが置換される。茎葉部では植物体内水と空気中の水蒸気との活発なガス交換があると結論した。

論文

Absorption of phosphate by rice seedlings in deuterium oxide

柴部 禎巳; 葉田 可林

Environ.Exp.Bot., 23(4), p.361 - 364, 1983/00

https://doi.org/10.1016/0098-8472(83)90011-4
 被引用回数：2 パーセンタイル：22.10(Plant Sciences)

イネ幼植物の生長は、茎葉、根ともに重水濃度に対応して抑制される。99.7%の重水では48hで黄化、枯死してしまう。H$$_{2}$$PO$$_{4}$$$$^{-}$$吸収は重水濃度に比例して抑制されるが、根から茎葉へのイオンの移行は、60%D$$_{2}$$Oまではわずかであるが、60%以上では著しい。水の吸収も重水濃度が増加するにつれておさえられる。リン酸吸収、水吸収の相対速度をD$$_{2}$$O濃度にたいして目盛るとD$$_{2}$$Oの阻害曲線がえられた。この関係からD$$_{2}$$O阻害にはしきい値がないとかんがえられる。

報告書

臨界プラズマ試験装置の遠赤外散乱測定,1; 臨界プラズマ試験装置設計報告,46

板垣 時良; 的場 徹; 船橋 昭昌; 鈴木 康夫

JAERI-M 7295, 39 Pages, 1977/09

JAERI-M-7295.pdf:1.18MB

1981年に完成予定の臨界プラズマ試験装置(JT-60)の基本プラズマパラメータであるイオン温度測定用遠赤外散乱測定法について考察した。現在までの提案報告によると遠赤外散乱測定を行なうのに必要とする高出力遠赤外レーザの出力パワーはほぼ数MWと見込んでいる。2,3年後には目標の数MWクラスの高出力遠赤外パルスレーザが実現するものと予想され、イオン温度の局所値を捌定できる有力な方法として非常に重要でありJT-60でも遠赤外散乱測定を計画している。JT-60の遠赤外散乱測定において雑音レベルを決めるのは、469$$mu$$m-CH$$_{3}$$Fレーザのときシンクロトロン輻射がショットキダイオードの推音レベルと同程度になり、また385$$mu$$m-D$$_{2}$$OレーザのときショットキダイオードのNEPで決まる。このときS$$_{/}$$$$_{N}$$=1に対応する遠赤外レーザの出力パワーはCH$$_{3}$$Fレーザで4MWになる。一方D$$_{2}$$レーザはヘテロダイン検波器の改良により0.4MW程度まで低くすることができる。

論文

The Reactions of recoil tritium atoms with water

立川 圓造; 荒殿 保幸

Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry, 38(2), p.193 - 196, 1976/02

https://doi.org/10.1016/0022-1902(76)80390-9
 被引用回数：15

0.07MLiNO$$_{3}$$水溶液中での反跳トリチウムの反応を調べた。軽水を用いた場合、HT/HTO=0.14$$pm$$0.01、重水を用いたときDT/DTO=0.15$$pm$$0.01である。スカベンジャーとしてH$$_{2}$$Sアセトン、I$$_{2}$$を用い、高エネルギー反応、熱エネルギー反応収率を次の様に決定した。HT:高エネルギー反応11%熱エネルギー反応1%HTO:高エネルギー反応68%熱エネルギー反応20%更にモデレータ同位体効果、$$alpha$$ $$_{H}$$2O/$$alpha$$$$_{D}$$2Oとして1.5$$pm$$0.2を求め、これより反応性同位効果、I$$_{H}$$T/I$$_{D}$$Tを1.4$$pm$$0.2と決定した。これら二種類の同位体効果の相殺効果により軽水と重水には見掛上反応性に何ら差を生じないと結論される。

論文

The Reactions of recoil tritium atoms with water, 2; Reactivity integral- and moderator-isotope effects in H$$_{2}$$O-D$$_{2}$$O binary mixtures

立川 圓造; 荒殿 保幸

Bulletin of the Chemical Society of Japan, 48(7), p.2182 - 2184, 1975/07

https://doi.org/10.1246/bcsj.48.2182
 被引用回数：6

T-OH,T-ODの衝突断面積を等しいとすると(HT-H$$_{2}$$O)/(DT-D$$_{2}$$O)の比より反応性同位効果は1.60$$pm$$0.08となる。又ホットアトムの反応確立を与える式Pi=(Fi/$$alpha$$)Ii-(Fi/$$alpha$$)$$^{2}$$Ki+-と二三の仮定を用いて、H$$_{2}$$O、HDO、D$$_{2}$$Oの相対的モデレーター効率を求めてみると$$alpha$$$$_{H}$$2O=$$alpha$$$$_{H}$$DO$$>$$$$alpha$$$$_{D}$$2Oとなる。この結果は、エネルギー移動効率と分子内結合の振動数との関係により定性的に説明される。

論文

Measurement of neutron life in a D$$_{2}$$O-system by neutron fluctuation

後藤 頼男

Journal of Nuclear Science and Technology, 1(6), p.193 - 196, 1964/00

https://doi.org/10.3327/jnst.1.193

抄録なし

口頭

The Influence of Gd content on the properties of simulated fuel debris

赤司 雅俊; 廣岡 瞬; 渡部 雅; 米野 憲; 森本 恭一

no journal, , 

福島第一原子力発電所の炉心には中性子吸収材としてGd$$_{2}$$O$$_{3}$$を含むUO$$_{2}$$燃料が装荷されている。原子力機構では損傷炉心に存在する溶融燃料デブリの物性評価を行っている。しかし、Gdを含んだ燃料デブリの物性についてはほとんど知られておらず、溶融燃料デブリの有効な取り出し方法を選定するには至っていない。特に、溶融燃料デブリ内におけるGdの分布を把握することは取出し作業時における臨界安全評価の観点から非常に重要である。そこで本研究では、ZrO$$_{2}$$、UO$$_{2}$$及びGd$$_{2}$$O$$_{3}$$を用いて溶融燃料デブリを模擬した試料を調製し、密度, 結晶構造, 熱伝導率, 熱膨張, 融点に対して調査した。なお、本研究は経済産業省資源エネルギー庁からIRID(原子力機構を含む)が受託した「平成25年度発電用原子炉等廃炉・安全技術基盤整備事業(燃料デブリ性状把握・処置技術の開発)」の研究成果を含むものである。

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