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論文

Pressure-induced polar phases in multiferroic delafossite CuFeO$$_{2}$$

寺田 典樹*; Khalyavin, D. D.*; Manuel, P.*; 長壁 豊隆; Radaelli, P. G.*; 北澤 英明*

Physical Review B, 89(22), p.220403_1 - 220403_6, 2014/06

AA2014-0251.pdf:1.02MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.89.220403
 被引用回数：30 パーセンタイル：72.41(Materials Science, Multidisciplinary)

強くフラストレートした反強磁性体CuFeO$$_{2}$$において、その磁気秩序に対する圧力効果を、静水圧力下中性子回折実験により研究した。主要な結果は、この物質の圧力-温度相図を明らかにしたことで、その相図は、4つの磁気秩序相で構成されており、そのうち2つは誘電相でもある。特に、3GPa$$<$$P$$<$$4GPaの圧力領域において、プロパースクリュー磁気秩序相(ICM2)が安定化するが、この構造は、磁場あるいはドーピングによって誘起される強誘電相のものと一致することが明らかとなった。さらに、4GPa以上では、新たな低対称のICM3相が現れる。この相は、デラフォサイト型のマルチフェロイック物質群の中でも特有のもので、サイクロイドとプロパースクリューのスピン構造が混合したものと考えられる。この物質で観測される圧力に対する連続した磁気秩序の変化は、大気下では単斜晶へのゆがみによって解消するスピンフラストレーションが、高圧力によって抑制されるためと考えられる。

論文

Structure analysis of cation selective Cr-goethite as protective rust of weathering steel

小西 啓之; 山下 正人*; 内田 仁*; 水木 純一郎

Materials Transactions, 46(2), p.337 - 341, 2005/02

https://doi.org/10.2320/matertrans.46.337
 被引用回数：11 パーセンタイル：60.18(Materials Science, Multidisciplinary)

Cr-ゲーサイト中のCrの配位数を決定するために、人工育成Cr-ゲーサイトに対するEXAFS解析を行った。スペクトルはフォトンファクトリー(PF)の放射光を用いて測定した。フーリエ・フィルタリングを用いて最近接原子によるEXAFS振動を抽出し、カーブフィッティングで構造パラメータを求めた。その結果、(7$$pm$$1)個のO$$^{2-}$$がCrに配位していることがわかった。このことから、耐候性鋼のCr-ゲーサイト保護性さび層の最も特徴的な保護効果は、Cr$$^{3+}$$に配位するO$$^{2-}$$によってCr-ゲーサイト粒子に負の固定電荷がもたらされることで生じるものと説明できる。

論文

Effects of basicity and FeO concentration on the retention of $$^{137}$$Cs and $$^{60}$$Co in slag made from non-metallic radioactive wastes

中島 幹雄; 中塩 信行; 亀尾 裕; 福井 寿樹*; 磯部 元康*; 大竹 敦志*; 涌井 拓治*; 平林 孝圀*

Radiochimica Acta, 91(1), p.45 - 51, 2003/01

https://doi.org/10.1524/ract.91.1.45.19016
 被引用回数：2 パーセンタイル：18.28(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

非移行型プラズマトーチを用いて、$$^{137}$$Csと$$^{60}$$Coを含む模擬非金属雑固体廃棄物を溶融し、溶融固化体中の$$^{137}$$Cs及び$$^{60}$$Co残存率に及ぼす塩基度とFeO濃度の効果を調べた。Al$$_{2}$$O$$_{3}$$,CaO,FeO,SiO$$_{2}$$を主成分とする溶融固化体中の$$^{60}$$Co残存率は、溶融固化体の化学組成に依存せずほぼ一定であった。一方$$^{137}$$Cs残存率は溶融固化体の塩基度の増加に従って減少したが、FeO濃度には依存しないことがわかった。また、メスバウアースペクトル測定により、溶融固化体中のFe$$^{2+}$$イオンはSiO$$_{2}$$の三次元網目構造中で網目修飾イオンとして存在することが確かめられた。その結果、SiO$$_{2}$$ガラスの構造モデルに基づく考察から、同じ網目修飾イオンであるCa$$^{2+}$$とFe$$^{2+}$$が、非架橋酸素と結合してつくる網目間構造の違いが$$^{137}$$Cs残存率に影響を及ぼしているものと推論した。

報告書

雑固体廃棄物の溶融固化体製作条件に関する調査・検討(受託研究)

福井 寿樹; 中塩 信行; 磯部 元康; 大竹 敦志*; 涌井 拓治*; 平林 孝圀*; 中島 幹雄

JAERI-Review 2000-033, 82 Pages, 2001/02

JAERI-Review-2000-033.pdf:2.61MB

原子力施設において発生する低レベル雑固体廃棄物をプラズマ加熱により溶融処理し、安定した品質の溶融固化体を製作するためには溶融スラグの流動性を向上する必要がある。一般には、より高温で溶融処理し、溶融助剤等を添加することにより流動性を向上することが考えられるが、耐火物侵食の抑制や減容性の確保といった観点からは望ましい方法とはいえない。そこで、本稿では廃棄物中に含まれ、溶融スラグに対して流動性向上が期待される化学成分(FeO)に着目し、溶融スラグの流動性を向上させるとともに、溶融条件の緩和を図るものとした。まず、状態図及び粘性データの文献調査により、流動性向上成分であるFeOによる溶融スラグの融点降下及び粘性低下が期待できることを確認した。さらに、実際の雑固体廃棄物処理を想定し、融点降下及び粘性低下の観点から最適な溶融条件を検討した結果、(CaO+FeO)/(SiO$$_{2}$$+Al$$_{2}$$O$$_{3}$$)で定義される塩基度を0.5~0.6以上に保つことにより、安定した溶融処理が可能であることがわかった。

論文

湿潤ベントナイト中での炭素鋼の腐食生成物の分析

長田 和男*; 永野 哲志; 村岡 進

放射性廃棄物研究連絡会論文集 (VI), p.53 - 63, 1991/00

緩衝材である湿潤ベントナイト中での炭素鋼の測定および腐食生成物の分析を行った。40$$^{circ}$$Cでは、湿潤ベントナイト中での炭素鋼の腐食速度は、同温度の純水中の場合と比較して小さいが、95$$^{circ}$$Cでは、ベントナイトに含まれる水が蒸発し、内部に隙間ができることにより、局部腐食が進み、腐食の程度が大きくなったためと考えられる。この局部腐食した部分をフーリエ変換赤外分光計で分析した結果、$$alpha$$-FeO(OH)(ゲーサイト)の他に$$gamma$$-FeO(OH)(レピドクロサイト)もできていることがわかった。また、色彩色差計により95$$^{circ}$$C湿潤ベントナイト中の腐食生成物を分析の結果、$$alpha$$-Fe$$_{2}$$O$$_{3}$$(ヘマタイト)の生成が確認できた。

論文

Chemical effects of thermal neutron irradiation on $$alpha$$-LiFeO$$_{2}$$

荒殿 保幸; 佐川 千明; 中島 幹雄; 佐伯 正克; 佐藤 琢真*

Chemistry Letters, 1990, p.35 - 38, 1990/00

$$alpha$$-LiFeO$$_{2}$$をJRR-4で照射し、$$^{6}$$Li(n,$$alpha$$)$$^{3}$$H反応に伴う化学的な効果をメスバウア分光法により調べ、照射によりマグネタイトの生成することがわかった。100eV当りの生成分子数は10$$^{-2}$$~10$$^{-3}$$であった。$$^{6}$$Li(n,$$alpha$$)$$^{3}$$H反応により生成する$$^{3}$$Hや$$^{4}$$Heのような高速粒子は、その飛跡に沿ってホットゾーンを形成するが、その中の分解生成物が安定化される過程でマグネタイトのみを生成することは、ホットゾーンの冷却過程において、分解生成物の再結合反応が選択的に起ることを示している。

論文

Residence time of crud on surface of channel box in JPDR

星 三千男; 立川 圓造; 諏訪 武; 佐川 千明; 米澤 仲四郎

Journal of Nuclear Science and Technology, 24(4), p.297 - 307, 1987/04

https://doi.org/10.3327/jnst.24.297
 被引用回数：4 パーセンタイル：44.48(Nuclear Science & Technology)

JPDRチャンネルボックス付着クラッドの性状を把握するため、組成、化合物、放射能分析を行った。クラッド中の金属元素量の58%をFeが、34%をNiが占め、Mn,Cr,Co,Zn含量は5%以下にすぎない。他のBWR炉に比較して、Ni含量が多いのはJPDRの給水系ヒーター伝熱管に銅-ニッケル合金を使用しているためと考えられる。化合物は、Ni$$_{0}$$$$_{.}$$$$_{6}$$$$_{5}$$Fe$$_{2}$$$$_{.}$$$$_{3}$$$$_{5}$$O$$_{4}$$,NiO,$$gamma$$-FeOOHで構成される。放射性核種としては$$^{6}$$$$^{0}$$Co,$$^{5}$$$$^{5}$$Fe,$$^{6}$$$$^{3}$$Ni,$$^{6}$$$$^{5}$$Znなどが検出されたが、これらの比放射能値からチャンネルボックス上の滞留時間を求めるとCo;230日,Ni;260日,Fe;70日が得られる。CoとNiの滞留時間はJPDR運転時間の2/3ほどになり、非常に脱離しにくいものである。

論文

Compatibility between several heat resistant alloys and sintered Li$$_{2}$$O in static helium gas environment

倉沢 利昌; 竹下 英文; 那須 昭一

J. Nucl. Mater., 92(1), p.67 - 72, 1980/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(80)90142-7
 被引用回数：5 パーセンタイル：53.19(Materials Science, Multidisciplinary)

焼結体酸化リチウムと耐熱材料間の両立性(反応性)を密封したヘリウム雰囲気3.3$$times$$10$$^{4}$$Pa(1/3気圧)下で500~750$$^{circ}$$Cの温度範囲で実験した。反応生成物としてLi$$_{5}$$FeO$$_{4}$$とLiCrO$$_{2}$$の両相が同定された。前者は650$$^{circ}$$C以下の温度域で、後者は650$$^{circ}$$C以上の温度範囲で生成が顕著であった。この結果は両相の熱安定性の考察より説明できる。両立性試験の結果、反応性はインコロイ800,316SS,ハステロイX-R,インコネル600の順に小さくなることを示している。結晶粒界侵食はインコロイ800では500$$^{circ}$$Cから,316SSでは550$$^{circ}$$Cから,インコネル600では600$$^{circ}$$Cから始まる。ハステロイX-Rは粒界侵食はみとめられなかった。

論文

Reaction of several iron and nickel based alloys with sin-tered Li$$_{2}$$O pellets

倉沢 利昌; 竹下 英文; 村岡 進; 那須 昭一; 三宅 正宣*; 佐野 忠雄*

J. Nucl. Mater., 80(1), p.48 - 56, 1979/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(79)90219-8
 被引用回数：13

耐熱金属材料としてSUS316、インコロイ800、インコネル600、ハステロイX-Rおよび純ニッケルを取り上げ酸化リチウム焼結ペレットとの両立性実験を行った。実験は10$$^{-}$$$$^{5}$$~10$$^{-}$$6Torrの真空中で、800~1100$$^{circ}$$Cの温度範囲にわたって行った。結果は次のとおりである。(1)純ニッケルについては反応生成物は認められなかった。合金材料では金属表面から内部に反応生成物(LiCrO$$_{2}$$)が縞状にほぼ一様な深さに成長した層状の浸食組織が形成され、合金マトリックスにクロムの欠乏が見られた。(2)粒界浸食はインコネル600にのみ観察されたが、それも1000$$^{circ}$$C以上では層状組織が優勢となった。(3)各合金の酸化リチウムとの反応性を比較すると、たとえば1000$$^{circ}$$Cでは、ハステロイX-R、インコネル600,SUS316、そしてインコロイ800の順に反応度は増加した。

論文

Mass spectrometric study of the evaporation of Li$$_{5}$$FeO$$_{4}$$ as a corrosion product in the compatibility experiment of Li$$_{2}$$O pellets with Fe-Ni-Cr alloys

竹下 英文; 大道 敏彦; 那須 昭一; 渡辺 斉; 笹山 龍雄; 前多 厚

J. Nucl. Mater., 78(2), p.281 - 288, 1978/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(78)90449-X
 被引用回数：18

酸化リチウム(Li$$_{2}$$O)ペレットとFe-Ni-Cr合金との両立性実験において同定された腐食生成物のひとつLi$$_{5}$$FeO$$_{4}$$の蒸気圧および蒸発分子種を質量分析計により1200-1500Kの温度範囲にわたって測定した。融点以上におけるLi$$_{5}$$FeO$$_{4}$$の蒸発過程は、Li$$_{5}$$FeO$$_{4}$$(l)$$rightarrow$$LiFeO$$_{2}$$(S)+4Li(g)+O$$_{2}$$(g)で進行することを見出した。また熱力学第3法則によりLi$$_{5}$$FeO$$_{4}$$の298Kにおける標準エンタルピーを計算し、1950kJ/molの値を得た。一方、昇華過程は均一蒸発(Congruent)過程で進行することが示唆されたが詳細な同定はできなかった。

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