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論文

Thermal and mechanical properties of CeO$$_{2}$$

鈴木 紀一; 加藤 正人; 砂押 剛雄*; 宇野 弘樹*; Carvajal-Nunez, U.*; Nelson, A. T.*; McClellan, K. J.*

Journal of the American Ceramic Society, 102(4), p.1994 - 2008, 2019/04

CeO$$_{2}$$の熱物性及び機械物性を測定した。熱重量分析法により酸素ポテンシャルを測定し、欠陥化学モデルを用いてデータを解析した。音速測定, 共鳴超音波分光法及びナノインデンテーション法によりCeO$$_{2}$$の弾性率を得た。得られた弾性率を用いてデバイ温度及びグリュナイゼン定数を評価するとともに、その評価結果を基に比熱及び熱伝導率を計算した。熱伝導率の計算結果は実験値をよく再現し、また、不純物依存性が大きいことが示された。

論文

Mechanical and thermal properties of (U,Pu)O$$_{2-x}$$

廣岡 瞬; 加藤 正人

Proceedings of International Conference on Fast Reactors and Related Fuel Cycles; Next Generation Nuclear Systems for Sustainable Development (FR-17) (USB Flash Drive), 6 Pages, 2017/06

空隙率、酸素金属比(O/M)及びPu含有率をパラメータとしてMOXペレット中の音速測定を行った。空隙率は最も重要な因子であり、O/MやPuがヤング率に与えうる影響は20GPa程度であるが、空隙率が20%増加するとヤング率は100GPaも低下することが明らかとなった。取得した音速のデータと、デバイモデル及び熱膨張の文献データを用いることにより、ヤング率の温度依存性及び比熱の評価を行った。高温になるほどヤング率が低下する傾向に関して文献データとよい一致を示す結果が得られ、また、比熱に関してもショットキー項と高温項を考慮することで文献データとよく一致する結果が得られた。

論文

Novel pressure phase diagram of heavy fermion superconductor CePt$$_{3}$$Si investigated by ac calorimetry

立岩 尚之; 芳賀 芳範; 松田 達磨; 池田 修悟; 安田 敬*; 竹内 徹也*; 摂待 力生*; 大貫 惇睦

Journal of the Physical Society of Japan, 74(7), p.1903 - 1906, 2005/07

 被引用回数:61 パーセンタイル:10.54(Physics, Multidisciplinary)

結晶反転対称性のない重い電子系超伝導物質CePt$$_3$$Siの反強磁性・超伝導転移温度の圧力依存性を交流比熱測定によって調べた。常圧で2.2Kである反強磁性転移温度(ネール温度$$T_{rm N}$$)は加圧とともに減少し消滅する。反強磁性臨界圧力$$P_{rm AF}$$は0.6GPaと決定された。一方、超伝導相は常圧から1.5GPaの幅広い圧力領域で存在する。CePt$$_3$$Siの圧力相図は大変独創的で、これまでの重い電子系超伝導物質の圧力相図と大きな違いがある。

論文

Heat capacity of neptunium mononitride

中島 邦久; 荒井 康夫

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.3), p.620 - 623, 2002/11

試料には、炭素熱還元法で調製した窒化物を使用し、酸素濃度,水分濃度いずれも数ppm以下に抑えたアルゴンガス雰囲気グローブボックス内に設置された示差走査型熱量計を用いて比熱容量を測定した。測定は、高純度アルゴンガス気流中(100ml/min),昇温速度10K/min,100K間隔で昇温し323Kから1023Kまでの温度範囲で行った。粉末試料の場合、測定中かなり低い温度(~370K)から試料の酸化に起因すると考えられる熱流束変化が認められたが、焼結体試料を用いることでこの問題は避けられた。DSC装置の確度を知るためにUO$$_{2}$$の比熱測定も行った。その結果、文献値とほぼ一致することがわかった。UN及びPuNの比熱測定値は実験誤差の範囲内でほぼ文献値と一致した。一方、NpNの比熱値はUN及びPuNの比熱値とほぼ同じ値を有することがわかった。

論文

Heat capacity measurements on unirradiated and irradiated fuel pellets

天谷 政樹*; 宇根 勝巳*; 湊 和生

Journal of Nuclear Materials, 294(1-2), p.1 - 7, 2001/04

 被引用回数:12 パーセンタイル:30.63

未照射及び照射済UO$$_{2}$$ペレット試料の比熱容量を測定した。ペレットの高温比熱容量データは、定常運転時の燃料温度変化や事故時の燃料温度評価を行ううえで、不可欠な物性値の一つである。本測定技術により未照射アルミナ及び未照射UO$$_{2}$$試料の比熱容量を測定し、文献値と比較した結果、測定精確度は約5%と見積もられた。JRR-3M炉で焼度約40GWd/tまで照射した微小UO$$_{2}$$試料の比熱容量について測定を行った結果、2回目以降の測定値は、模擬FP添加ペレットの値とほぼ一致した。

報告書

BWR燃料及び模擬燃料の熱容量及び熱的時定数の比較

井口 正

JAERI-Research 2000-050, 107 Pages, 2000/09

JAERI-Research-2000-050.pdf:4.29MB

BWR燃料と模擬燃料の伝熱特性、特に熱容量及び熱的時定数を検討した。BWR燃料からの単位長さあたりの熱容量cp $$rho$$ A(kJ/mK)は、300$$^{circ}C$$から800$$^{circ}C$$の範囲では、0.34kJ/mKから0.36kJ/mKの範囲にあると見積もられる。模擬燃料の熱容量は、製作上のばらつきの影響、高さ位置の違いの影響は小さく、温度が高いほど大きい。異常時炉心伝熱試験の模擬燃料の熱容量は、600Kで約0.38kJ/mKとなり、この値は実機平均値(0.35kJ/mK)の+9%である。一方、核熱結合試験の模擬燃料の熱容量は、600Kで約0.42kJ/mKとなり、この値は実機平均値の+20%である。熱的時定数は、表面熱伝達率、熱拡散率、ギャップコンダクタンスに関係する。表面熱伝達率が小さい場合、表面熱伝達が伝熱を支配し、熱的時定数は表面熱伝達率に関係する。表面熱伝達率が大きい場合、内部熱伝導が伝熱を支配し、熱的時定数は熱拡散率に関係する。前者の場合、1点近似モデルが成立し、時定数は表面熱伝達率に反比例する。この場合、表面熱伝達率が1kW/m$$^{2}$$Kのとき、BWR燃料、模擬燃料の熱的時定数はそれぞれ約10s、約13sと見積もられた。一方、後者の場合、時定数は表面熱伝達率にかかわらず、熱拡散率に逆比例する一定値に漸近する。この場合、BWR燃料では約5s、模擬燃料では1s以下と見積もられた。ギャップコンダクタンスが小さくなると、ギャップ部の伝熱が支配的になり、この場合熱的時定数はギャップコンダクタンスに関係する。

論文

Characterization of technetium-ruthenium alloys for transmutation of technetium metal

白数 淑郎; 湊 和生

Proc. of the Int. Conf. on Future Nuclear Systems (GLOBAL'99)(CD-ROM), 7 Pages, 1999/00

テクネチウム消滅処理のためのデータベースを構築するために、テクネチウム-ルテニウム合金の特性評価を行った。X線回折により求めたテクネチウム-ルテニウム合金の格子定数は、ルテニウム濃度の増加とともに減少し文献値ともよく一致していた。そして、X線回折及びSEM-EDXを用いてテクネチウム-ルテニウム合金の組成の均一性を確認した。また、レーザフラッシュ法によって熱拡散率を測定し、その熱拡散率、試料密度及び比熱容量の文献値から、テクネチウム-ルテニウム合金の熱伝導率を導出した。テクネチウムの熱伝導率がルテニウムよりも小さいこと、並びにテクネチウム-ルテニウム合金の熱伝導率が温度及びルテニウム濃度の増加とともに増加することを明らかにした。

論文

Properties of technetium and technetium-ruthenium alloys for transmutation of technetium

湊 和生; 白数 淑郎

Proceedings of 2nd Japanese-Russian Seminar on Technetium, p.77 - 78, 1999/00

長寿命の核分裂生成物であるテクネチウムを消滅処理するために必要となる物性値のデータベースを構築するために、金属テクネチウム及びテクネチウム-ルテニウム合金を調製し、特性評価を行った。X線回折による相状態及び格子定数測定、液浸法による密度測定、光学顕微鏡による組織観察、SEM/EDXによる元素分布測定、レーザーフラッシュ法による熱拡散率測定、などを行った。熱拡散率から導出したテクネチウムの熱伝導率は、ルテニウムの熱伝導率よりも小さいこと、並びにテクネチウム-ルテニウム合金の熱伝導率は、温度及びルテニウム濃度の増加とともに増加することを明らかにした。

論文

Thermal conductivity of technetium

湊 和生; 芹澤 弘幸; 福田 幸朔

Journal of Alloys and Compounds, 267, p.274 - 278, 1998/00

 被引用回数:6 パーセンタイル:54.04

テクネチウムの熱拡散率を直径5mm、厚さ1mmの試料を用いて、室温から1173Kまで、レーザーフラッシュ法により測定した。熱拡散率は、温度の上昇にともない減少したが、600K以上の温度では、ほとんど一定であった。測定した熱拡散率及び試料の密度、ならびに比熱容量の文献値から、テクネチウムの熱伝導率を導出した。熱伝導率は400K付近で極小値を示した後、温度とともに上昇した。測定した熱伝導率を電子による寄与成分とフォノンによる寄与成分に解析的に分離した。温度上昇にともなうテクネチウムの熱伝導率の上昇は、電子による寄与成分の上昇のためであると考えられる。

論文

Thermodynamic study of UO$$_{2}$$$$_{+}$$$$_{x}$$ by solid state EMF technique

中村 彰夫; 藤野 威男

J.Nucl.Mater., 149(1), p.80 - 100, 1987/01

 被引用回数:39 パーセンタイル:4.89

固相電池法により、UO$$_{2}$$$$_{+}$$$$_{x}$$の中の酸素の部分のモル自由エネルギー、エンタルピー、エントロピー:g(O$$_{2}$$),h(O$$_{2}$$),s(O$$_{2}$$)を、0.0030≦x≦0.24、500≦T≦1100$$^{circ}$$Cに於て正確に決定した。二種類のUO$$_{2}$$$$_{+}$$$$_{x}$$についての約40個の起電力-T($$^{circ}$$C)プロットを統計的に処理することにより、0.0030≦x≦0.25、500≦T≦1400$$^{circ}$$Cに於るUO$$_{2}$$+$$_{x}$$の組成xとg(O$$_{2}$$),h(O$$_{2}$$)及びs(O$$_{2}$$)との間の関係が、温度に依存しない酸素部分モル比熱Cp(O$$_{2}$$)、エンタルピーho、及びエントロピーSo、パラメータを用いる事により、十分の精度で解析的に表現出来ることを明らかとした。又、先に著者らの提案したx≦0.020領域に於るUO$$_{2}$$$$_{+}$$$$_{x}$$の点欠陥モデルの本実験結果に基づく改良、精緻化についても広く議論を行なった。

論文

Phase transition in K$$_{2}$$SO$$_{4}$$ at 56K

下司 和男; 冨永 靖徳*; 占部 久子*

Ferroelectrics Letters, 44, p.71 - 75, 1982/00

 被引用回数:12 パーセンタイル:45.42(Physics, Condensed Matter)

K$$_{2}$$SO$$_{4}$$単結晶の比熱及び誘電率の測定を、液体ヘリウム温度まで行った。56Kに比熱の小さいピーク及び誘電率の温度係数の変化を伴う相転移を新に見出した。同型の化合物K$$_{2}$$SeO$$_{4}$$では、低温に於て不整合相$$rightarrow$$強誘電相への相転移が報告されているのに対し、K$$_{2}$$SO$$_{4}$$では低温相における強誘電性や超格子構造は見出されなかった。K$$_{2}$$SeO$$_{4}$$とK$$_{2}$$SO$$_{4}$$の相転移系列の著しい相違は今後の問題である。

論文

恒温壁型レーザーフラッシュ法精密熱容量測定装置の開発

高橋 洋一*; 安積 忠彦*; 中村 仁一; 神本 正行*

熱測定, 7(4), p.107 - 111, 1980/00

レーザーフラッシュ法熱容量測定において、試料を取り囲んで熱だめを設ける高温壁型の測定装置を設計・試作した。熱だめの温度は小型白金抵抗温度計で測定し、これと試料との温度差を示差熱電対で測定する。この改良により、試料温度測定の精度が向上し、また試料からの熱リークを減少させることができた。この結果、従来の測定装置にくらべ、特に100K以下での測定精度が著しく向上し、80~300Kの温度範囲で熱容量の測定を精度$$pm$$0.3%以内、正確度$$pm$$0.5%以内で行い得ることが確められた。

口頭

Thermophyisical properties of (U,Ce)O$$_{2pm x}$$

White, J.*; 廣岡 瞬; 村上 龍敏; Nelson, A.*; McClellan, K.*; 加藤 正人

no journal, , 

MOX燃料の模擬物質としてCe含有混合酸化物を用いるためには、Ceの影響を適切に評価するために熱物性の基本的な研究が必要である。酸素不定比性を示すMOXの熱物性測定においては、温度に対応して酸素/金属比を評価することが重要になってくる。本研究では、熱重量測定装置及び物性測定装置(レーザーフラッシュ装置、熱量計)にガス調整システムをインストールし、酸素分圧をコントロールしながら1200$$^{circ}$$Cまでの熱物性データを取得した。

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