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論文

Development on high-power spallation neutron sources with liquid metals

二川 正敏

Proceedings of 13th International Symposium on Advanced Science and Technology in Experimental Mechanics (13th ISEM'18) (USB Flash Drive), 6 Pages, 2018/10

液体金属を用いた高出力核破砕中性子源における工学的課題を明示するとともに、それらに対してこれまでに実施された研究開発の状況と成果をレビューした。

論文

The Promising features of new nano liquid metals; Liquid sodium containing titanium nanoparticles (LSnanop)

伊丹 俊夫*; 斉藤 淳一; 荒 邦章

Metals, 5(3), p.1212 - 1240, 2015/09

 被引用回数:2 パーセンタイル:7.14(Materials Science, Multidisciplinary)

新しい種類の分散液体は、電子顕微鏡観察により決めたチタンナノ粒子(10nm)を液状ナトリウム中に分散することによって開発された。体積分率は、分析されたチタン濃度(2%)からチタンとナトリウムの密度の0.0088であると見積もられた。この分散液体(チタンナノ粒子を含む液体ナトリウム)の多くの顕著な特徴は、少量のチタンナノ粒子にもかかわらず、原子量のための理想溶液からの3.9%の負の偏差、17%の表面張力の増加、11%の水との反応熱量の減少、そして、水と酸素との化学的反応性の抑制である。水への反応熱の低下はLSnanopの過剰な凝集エネルギーの存在に起因すると思われる。過剰な凝集エネルギーは遮蔽効果に特に重点を置いて、簡単な理論的な分析に基づいて議論した。反応の抑制は、水に対する反応熱の低下や過剰な凝集エネルギー、表面張力、チタン酸化物のプラグとしての役割、LSnanopの表面の負の吸着及び浸透に関連して議論された。

論文

Actively convected liquid metal divertor

嶋田 道也; 廣岡 慶彦*

Nuclear Fusion, 54(12), p.122002_1 - 122002_7, 2014/12

 被引用回数:29 パーセンタイル:86.5(Physics, Fluids & Plasmas)

核融合炉のダイバータ材料に最も有望なものとしてタングステンが検討されている。タングステン・ダイバータはITER実験炉の熱負荷には耐えられるものの、原型炉レベルの熱負荷を処理することは困難である。またディスラプション等に伴って短時間に膨大な熱負荷が生じた場合、溶融し再固化した後タングステン表面に凹凸が生じるため処理可能な熱負荷が著しく劣化する可能性がある。さらにタングステンは延性脆性遷移温度が摂氏400度と高く、中性子照射によりさらに上昇して亀裂を生じる懸念がある。そこで液体金属をダイバータ材料として用い、磁場に垂直の電流を液体金属中に流すことにより液体金属を循環させることを提案する。液体金属の流速が0.3m/s程度あれば、原型炉レベルの熱負荷を処理することが可能である。MHD方程式を円筒座標系で検討し、電極に印加する電圧は数ボルト程度で十分であること、隣接するダイバータ・モジュールの間に絶縁版を設置し、電圧の立ち上げを1分程度かけて行えば、電極あたりの電流は数アンペアに抑制できることを示した。この初期的解析により、この新しいダイバータ概念が更なる検討に値することを示した。

論文

Structure of liquid rubidium and liquid sodium under pressure

森本 吉紀*; 加藤 小百合*; 戸田 直博*; 片山 芳則; 辻 和彦*; 矢尾板 憲一*; 下村 理

Review of High Pressure Science and Technology, 7, p.245 - 247, 1998/03

液体Rbと液体NaのX線回折を、6GPaの圧力下まで放射光を用いて測定した。電子構造の変化が構造に及ぼす影響を調べるため、液体Rbでは体積比$$nu(=V/V_{0})$$が0.52まで、液体Naでは$$nu$$=0.73までの範囲で、静的構造因子$$S(Q)$$と2体分布関数$$g(r)$$を求めた。圧力の増加に伴い、液体Rbと液体Naのどちらにおいても、$$S(Q)$$のピークの一が高い$$Q$$の側にシフトし、第一ピークの高さは増加した。これらの構造データの体積依存性を他の金属や膨張した流体のものと比較する。

論文

Ab initio molecular dynamics for simple liquid metals based on the hypernetted-chain approximation

神林 奨; 千原 順三

Molecular Simulation, 16, p.31 - 46, 1996/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:9.66(Chemistry, Physical)

従来のカーパリネロの理論による分子動力学法とは異なった、新しい第1原理的分子動力学法(QHNC-MD法)を考案した。QHNC-MD法では、液体金属中の電子及びイオンに関する動径分布関数と有効イオン間ポテンシャルに対する量子的HNC方程式を、古典的分子動力学シミュレーションを用いて解く方法である。この方法では、分子動力学シミュレーションによって得られるイオン間分布関数と有効イオン間ポテンシャルを自己無撞着に決定することが可能である。また、QHNC-MD法による有効イオン間ポテンシャルの収束計算は高速であり、しかも、数千から数万個の規模のシミュレーションが可能である。この点はカーパリネロ手法と大きく異なる部分である。液体アルカリ金属に関するQHNC-MDシミュレーションから得られた静的構造因子は、X線・中性子線実験の結果と極めて良く一致し、従来のQHNC方程式の近似解に見られる欠点を取り除くことが可能となった。

論文

実験室におけるアルカリ金属,アルカリ土金属の取り扱い方

古川 和男

応用物理, 44(8), P. 877, 1975/08

アルカリおよびアルカリ土金属類は、陽性であるため非金属物質、特に諸気体としばしば激しく反応する。したがってそれらを用いた物理・化学的実験操作には、特別の注意が必要である。前もって知っておくべき実験遂行上のポイントを、反応性、精製・純度管理、グローブボックス、消火法、防具と救急措置を中心として概説した。

論文

単原子液体および単純イオン性液体; 無機液体構造化学序説

古川 和男; 大野 英雄

物性研究, 19(5), p.B35 - B45, 1973/05

液体の本性は、その流動性にあるといってよいが、その原因がどのような構造論的条件によって現れるかを、具体的な無機物質について考察を始め、その物性の特長をも明らかにして行こうとするのが、副題の無機液体構造化学の目的とする所である。現在までに明らかにすることができた所を単原子液体すなわち、稀ガス元素液体および純金属液体につき、まず論じ、液体合金およびイオン性液体、特にアルカリハライド液体構造研究における基本的な立場を明らかにして、今後の詳細かつ定量的な理論樹立の前提条件を明らかにした。

論文

高温液体金属と溶融塩技術

古川 和男

高速電磁液流に関する調査報告書, p.159 - 170, 1973/00

高速電磁液体の代表的物質として、アルカリ金属(Li,Na,NaK,K,Rb,Cs)、Hgおよびアルカリハライド、アルカリ土類のハライド融体をとり上げ、これらに対する化学的性質、精製法、材料共存性および安全取扱い法等を概説し、また各々の技術的特長を明らかにした。

論文

Static and dynamic structure factors in liquid metals

千原 順三

Proc.2nd Int.Conf. on the Properties of Liquid Metals, p.137 - 141, 1972/00

今までの理論では、電子をあつかうときは、イオンをバックグラウンドにし、イオンをあつかうときは、電子をバックグラウンドにする一成分系的な計算しかなかった。以前に定式化したハートリー近似の一般化を2成分系に拡張し、また、クーロン力で相互作用する体系に対しても適用できる動径分布函数に対する積分方程式を用いることにより、液体金属を電子とイオンからなっている2成分系としてとりあつかい、静的及び動的構造因子を求めた。イオン-イオンの構造因子は、液体金属でよく用いられるhard-sphereモデルにくらべて、波数Qの小さい方に少しずれ、非対称なひずみを示している。イオン-電子の構造因子は小さい。電子-電子の構造因子は1成分系モデルのものと、ほとんど変わらない。

論文

Study of physico-chemical properties in alloys applying metallic-bond electronegativity

古川 和男

Proc.2nd Int.Conf.Properties Liquid Metals, p.461 - 465, 1972/00

電子論的物性をのぞく合金の種々の物性化学的性質を予測するために有効なparameterを、Americiumまでの74金属元素について設定し、殆ど各論的な論議しかできなかった合金系についての体系的な理論構成を試みそのすぐれた応用性を示した。選ばれたparameterは?金属原子価、?金属結合半径、?金属結合電気陰性度、?溶解度因子、?分子容、?融点である。??はPaulingが戦後示したもの、?は先に古川が提示したものであるが、今回さらに改良を加えた。?はHildebrandの示したものである。これらにより次の諸物性につき最もすぐれた予測を行なうことができるようになった。(1)合金の混合熱、(2)二液相分離現象、(3)固容限、(4)液中溶解度、(5)合金化による半径変化、歪エネルギー、(6)一般化されたrelative valency effects、(7)bond character。なお、さらに広範囲な応用が期待できる。

口頭

Urea-substituted ionic liquid for the extraction and separation of Pd(II) and Pt(IV)

上田 祐生

no journal, , 

溶媒抽出法において使用する揮発性の有機溶媒の代替物として、イオン液体(IL)が注目されている。これまでに白金族金属(PGM)の分離を目的としたILを用いた抽出系は多数報告されているが、単一の抽出剤を使用した抽出系における、PdとPtの個別分離が可能な系は報告されていない。本研究では、PdおよびPtの個別分離を目的として、ウレア基を有する新規イミダゾリウム系ILを合成し、PdおよびPtに対する抽出能の評価を行った。その結果、従来のILでは達成されていなかったPdとPtの個別分離が達成された。さらに、抽出機構の解析から、PdとPtそれぞれの抽出機構の違いを明らかにした。

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