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論文

Single crystal growth and crystal structure of ThRhIn$$_5$$ and LuCoGa$$_5$$

松田 達磨; 芳賀 芳範; 酒井 宏典; 池田 修悟; 大貫 惇睦

Journal of the Physical Society of Japan, 75(Suppl.), p.85 - 87, 2006/08

近年、HoCoGa$$_5$$型結晶構造を持つ希土類において準2次元的な電子状態が、ドハース・ファンアルフェン効果測定から明らかにされている。これらの化合物の中には、CeCoIn$$_5$$やCeIrIn$$_5$$, PuCoIn$$_5$$などの重い電子系超伝導物質が発見されている。この超伝導状態と物質中の$$f$$電子状態の関係を明らかにするため、$$f$$電子を持たないLaやTh化合物の電子状態を明らかにし比較することは重要な研究である。特にThは化合物中において4価と考えられ、Ceの$$f$$電子が遍歴した状態に対応するため、極めて良い参照物質である。最近われわれは、ThRhIn$$_5$$の単結晶育成に世界で初めて成功した。さらに格子定数を明らかにした。今後、電子状態を明らかにするうえで、重要な進展である。

論文

Properties of minor actinide compounds relevant to nuclear fuel technology

湊 和生; 高野 公秀; 西 剛史; 伊藤 昭憲; 赤堀 光雄

Recent Advances in Actinide Science, p.317 - 322, 2006/06

高レベル廃棄物の放射性毒性を低減し、地層処分場を有効に使用するために、将来の燃料サイクルの選択肢として、プルトニウムばかりでなくマイナーアクチノイド(MA)もリサイクルすることが考えられている。MA含有燃料の研究開発のために、新しい不活性雰囲気の実験設備を整備し、MA窒化物,MA酸化物の熱物性を測定した。MA窒化物は炭素熱還元法によりMA酸化物から調製した。格子定数及びその熱膨張を高温X線回折により測定し、熱拡散率をレーザフラッシュ法により測定した。

論文

Oxygen potential and defect structure of oxygen-excess pyrochlore Ce$$_{2}$$Zr$$_{2}$$O$$_{7+x}$$

音部 治幹; 中村 彰夫; 山下 利之; 湊 和生

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 66(2-4), p.329 - 334, 2005/02

 被引用回数:20 パーセンタイル:33.62(Chemistry, Multidisciplinary)

パイロクロア型ジルコニアは、原子力工学分野で、高レベル放射性廃棄物の処分形として大きな研究興味を惹いている。本研究では、パイロクロアCe$$_{2}$$Zr$$_{2}$$O$$_{7+x}$$の酸素ポテンシャル(g(O$$_{2}$$))と酸素不定比組成(x)と温度(T)の関係をemf測定法で明らかにした。また、その関係をもとに、xが既知のサンプルを作製して、その格子定数(a0)をXRD法で測定した。a0は、xの増加に伴いスムーズに減少した。これは、酸素イオンが格子中に挿入されることによって、Ce$$^{3+}$$がCe$$^{4+}$$になったためである。

論文

Lattice parameter expansion by self-irradiation damage of $$^{244}$$Cm-$$^{240}$$Pu oxide and mononitride

高野 公秀; 伊藤 昭憲; 赤堀 光雄; 小川 徹; 沼田 正美; 木崎 實

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.3), p.842 - 845, 2002/11

($$^{244}$$Cm,$$^{240}$$Pu)混合酸化物及び窒化物固溶体の$$alpha$$線自己損傷による格子の膨張をX線解析により測定した。元の酸化物は$$^{244}$$Cmの$$alpha$$崩壊により、(Cm$$_{0.4}$$,Pu$$_{0.6}$$)O$$_{2-x}$$の組成を持っていた。これを643K及び1073Kで加熱した後、格子定数の時間変化を観察したところ、約5日で変化は収束した。格子定数の膨張率はともに2.6$$times$$10$$^{-3}$$であったが、格子定数の初期値はそれぞれ0.5394,0.5388nmであった。炭素熱還元法により酸化物から窒化物固溶体を調製し、同様に格子定数変化を観察した結果、初期の格子定数は0.4945nmで、膨張率は3.5$$times$$10$$^{-3}$$であり、酸化物に比べて大きい膨張率であった。

論文

Radiation damage in UO$$_{2}$$ bombarded with iodine and nickel ions at energies around 100 MeV

林 君夫; 菊地 啓修; 福田 幸朔

Advances in Science and Technology, 24, p.439 - 446, 1999/00

軽水炉燃料の高燃焼度時の組織変化(リム効果)に関連して、UO$$_{2}$$を核分裂片に相当するエネルギーのヨウ素及びニッケルイオンで照射した。核的及び電子的エネルギー付与の深さ方向分布をSRIM-96コードで計算した。異なったイオン種について、X線回折法で求めた表面における格子定数変化は、核的エネルギー付与のみを考慮したdpaの計算値によって妥当なスケーリングを行うことができた。しかし同時に、そのスケーリング結果は、電子的エネルギー付与による欠陥生成が付加的に生じていることを示唆した。

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 expansion and thermal conductivity of Cs$$_{2}$$CrO$$_{4}$$

高野 公秀; 湊 和生; 福田 幸朔; 佐藤 正知*; 大橋 弘士*

Journal of Alloys and Compounds, 278, p.277 - 282, 1998/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:78.77

高速炉燃料中でステンレス被覆管内面に生成する可能性があるCs$$_{2}$$CrO$$_{4}$$について、高速X線回折法により測定した格子定数の温度依存性から、熱膨張率を決定した。室温から873Kまでの熱膨張率は2.34%であり、UO$$_{2}$$の約4倍、ステンレス鋼の2倍以上であった。ディスク状試料について、レーザーフラッシュ法により熱拡散率を測定し、密度と比熱の文献値から熱伝導率を決定した。100%理論密度での値に換算した熱伝導率は、800Kで0.40W/mKであり、これはUO$$_{2}$$の10%以下、また、U$$_{0.8}$$Pu$$_{0.2}$$O$$_{1.98}$$の12%以下であった。

論文

Preparation and characterisation of technetium metal and technetium-ruthenium alloys

湊 和生; 白数 淑郎

Proc. of 5th Int. Information Exchange Meeting on Actinide and Fission Product Partitioning, p.223 - 230, 1998/00

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、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線回折により、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により減少することを明らかにした。また、レーザーフラッシュ法により熱拡散率を測定し、熱伝導率を導出した。テクネチウムの熱伝導率はルテニウムよりも小さいこと、ならびにテクネチウム-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 expansion and thermal conductivity of cesium molybdate

湊 和生; 高野 公秀; 福田 幸朔; 佐藤 正知*; 大橋 弘士*

Journal of Alloys and Compounds, 255, p.18 - 23, 1997/00

 被引用回数:10 パーセンタイル:37.82

モリブデン酸セシウムの熱膨張率及び熱伝導率を測定した。熱膨張率は、高温X線回折法による室温から773Kまでの格子定数の温度依存性から導出した。Cs$$_{2}$$MoO$$_{4}$$の線熱膨張率は、773Kにおいて約2%であり、UO$$_{2}$$の線熱膨張率の4倍以上であった。熱伝導率は、レーザーフラッシュ法により熱拡散率を室温から1000Kまで測定し、かさ密度及び比熱容量の文献値を用いて導出した。Cs$$_{2}$$MoO$$_{4}$$の熱伝導率は、400K以上で温度の上昇とともに増加した。Cs$$_{2}$$MoO$$_{4}$$の熱伝導率は、300KにおいてUO$$_{2}$$の熱伝導率の約5%であり、1000Kにおいては20%以下であった。

論文

The Investigation of selected Np-Zr alloys by X-ray diffraction up to 700$$^{circ}$$C

岡本 芳浩; R.G.Haire*; J.K.Gibson*; 小川 徹

Journal of Alloys and Compounds, 232, p.302 - 306, 1996/00

 被引用回数:8 パーセンタイル:41.34

Np-Zr系合金の相関係を明らかにするために、25および33at.%Npの2つの組成の合金を調製し、最高700$$^{circ}$$Cまでの温度範囲で高温X線回折測定を実施した。その結果、NpとZrの相互溶解度と中間相NpZr$$_{2}$$の高温挙動について新たな知見を得た。合金中のNpとZrの相挙動はそれぞれの純金属とほぼ同じであった。これは、U-Zr系の場合とは異なり、NpとZrが互いに溶けにくく、高温でb.c.c.構造を持った全率固溶相を形成しないことを示している。一方、中間相NpZr$$_{2}$$は約550$$^{circ}$$Cで分解し、同温度で再生成することが明らかになった。相観察から、NpZr$$_{2}$$$$gamma$$-Npおよび$$alpha$$-Zrとの固相反応によって生成したと考えられた。さらに、得られた回折データを用い、各相の格子定数の算出を試みた。その結果、600$$^{circ}$$Cにおける$$gamma$$-Np中のZrの溶解度は4at.%程度であること、NpZr$$_{2}$$の格子膨張の特徴などを明らかにした。

論文

Consideration of the thermodynamic and magnetic properties of NaCl-type uranium, neptunium, and plutonium compounds

荒井 康夫; 大道 敏彦

Journal of Solid State Chemistry, 115(1), p.66 - 70, 1995/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:92.65(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

NaCl型のウラン、ネプツニウム及びプルトニウム化合物の熱力学的並びに磁気的性質について、原子結合の観点から一考察を加えた。はじめに、ポーリングの関係式を用いて格子定数の値から結合次数を求め、そこから結合電子数を求めた。次に、原子の全価電子数から結合電子数を差し引くことにより非結合電子数を決定した。ウラン化合物について結合電子密度と結合エネルギーの文献値の間に良好な直線関係が存在することを見出した。一方、非結合電子数と有効磁気モーメントの関係は、f電子数をベースにしたL-Sカップリングモデルからの計算結果との類似がみとめられ、そこから化合物中のアクチナイドの原子価を評価した。

論文

Radiation damage of UO$$_{2}$$ implanted with 100 MeV iodine ions

林 君夫; 菊地 啓修; 福田 幸朔

Journal of Alloys and Compounds, 213-214, p.351 - 353, 1994/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:51.03

軽水炉燃料等の高燃焼時に見られる燃料ペレット周辺部の組織変化(リム効果)に関連して、核分裂片エネルギーレベルに相当する100MeVのヨウ素イオンをタンデム加速器によってUO$$_{2}$$に注入し、照射損傷効果を調べた。95%TDのUO$$_{2}$$に、1$$times$$10$$^{14}$$~3$$times$$10$$^{16}$$ions/cm$$^{2}$$の照射量のヨウ素イオンを室温で照射した(ビーム加熱温度は約300$$^{circ}$$C以下)。照射後の走査電顕観察では、製造時の気孔が減少し、表面で溶融または著しい表面拡散が生じたように見えた。X線回折では、照射量に伴って格子定数が増加し、+0.4%程度に飽和する傾向が示された。また、回折ピークのブロードニングが生じた。

論文

The Relation between lattice parameters of NaCl type U,Np and Pu compounds and their magnetic and binding properties

大道 敏彦; 荒井 康夫

Proc. of the 4th Int. Symp. on Advanced Nuclear Energy Research (JAERI-CONF 1/JAERI-M 92-207), p.204 - 208, 1992/12

NaCl型結晶構造をもつアクチノイド化合物(炭化物、ピニクタイド、カルコゲナイド)のうち、U,NpおよびPu化合物の格子定数をPaulingの関係式を用いて解析し、化合物中の電子を、化学結合に関与する電子と、結合に関与しない電子(局在電子)とに分離した。前者は化合物の結合上エネルギーと関係し、後者は特に磁気的秩序状態下の磁気能率と直接、関係していることを提案した。

論文

Effect of additives on irradiation-induced change of lattice parameter in ThO$$_{2}$$

赤堀 光雄; 福田 幸朔

Journal of Nuclear Science and Technology, 28(9), p.841 - 847, 1991/09

少量の添加物(Nb$$_{2}$$O$$_{5}$$,CaO,Y$$_{2}$$O$$_{3}$$)を加えたThO$$_{2}$$の照射による格子定数変化を調べた。照射による格子定数の増加は、純ThO$$_{2}$$及び(Th,U)O$$_{2}$$よりも大きくなるが、添加物の種類、量による差異は認められなかった。また、結晶粒径の効果に関した簡単なモデルを提案した。

論文

Lattice parameter of UN-PuN solid solution

鈴木 康文; 荒井 康夫; 岩井 孝; 大道 敏彦

Journal of Nuclear Science and Technology, 28(7), p.689 - 691, 1991/07

炭素熱還元で調製した原料を用いて全組成領域におけるUN-PuN固溶体の格子定数を測定した。その結果では格子定数はVegard則に従わず、特にPuN側組成では正にずれることが確認された。今回得られた結果はTenneryらの報告とよい一致を示したが、より詳細な測定によってVegard則から最もずれる組成についてはTenneryらの値よりもPuN側にあることを明らかにした。

論文

Thermal expansion measurements in a La$$_{1.85}$$Sr$$_{0.15}$$CuO$$_{4}$$ single crystal superconductor by X-ray diffraction

前田 裕司; 加藤 輝雄; 小野 文久*; 春名 勝次*; 田中 功*; 児島 弘直*

Physica C, 185-189, p.1383 - 1384, 1991/00

 被引用回数:6 パーセンタイル:54.95

La$$_{1.85}$$Sr$$_{0.15}$$CuO$$_{4}$$の単結晶試料のボンド法による低温X線回折による精密格子定数の測定を行った結果、超電導転移温度近傍で格子定数に明確な変化を見い出した。即ち、超電導転移温度(T$$_{c}$$=33K)以下では、C軸方向の格子定数は増加し、C軸に垂直な方向では減少した。本実験に用いた試料はマルチコアから提供された単結晶である。電気抵抗の測定でT$$_{c}$$は33Kであった。4.2Kから室温の温度範囲で格子定数の精密測定を行なった。超電導状態でC軸方向の格子定数が増加し、C軸に垂直な方向のそれは減少したことは、超電導に寄与する結晶は2次元的であることを示唆する。超電導状態と結晶歪場との相関について議論し、報告する。

論文

X-ray diffraction study of transition metals after fast neutron irradiation at low temperature

前田 裕司; 小野 文久*

Mater.Sci.Forum, 15-18, p.1099 - 1104, 1987/00

LHTLで5Kで中性子照射した遷移金属中の照射欠陥をX線による格子定数およびHuang散乱の測定により調べた。その結果、Fe中の格子間原子の体積膨張は他のbcc金属とくらべ0.6at.volと小さい。これは3d-electronがその軌道を変え安定な状態へ移ることで説明できた。 またHuang散乱の測定では、Agのカスケードの大きさは60Aとなり、NiのそれはAgよりも少ないことがわかった。他の実験の報告と比較して論じ、報告する。

論文

Stoichiometry of fully oxidized PuO$$_{2}$$-NdO$$_{1}$$$$_{.}$$$$_{5}$$ and PuO$$_{2}$$-YO$$_{1}$$$$_{.}$$$$_{5}$$ solid solutions

福島 奨; 大道 敏彦; 前多 厚; 半田 宗男

Journal of Nuclear Science and Technology, 19(8), p.681 - 683, 1982/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:55.46(Nuclear Science & Technology)

乾燥空気中、1173°Kで酸化したPuO$$_{2}$$-RO$$_{1}$$$$_{.}$$$$_{5}$$系固溶体(R=Nd、Y;0~15mol%RO$$_{1}$$$$_{.}$$$$_{5}$$含有)の結晶構造、化学量論組成および結晶中のPu原子価をX線回折試験によって調べた。その結果、これら固溶体はCaF$$_{2}$$型結晶構造をもつ単相で、そのO/(Pu+R)比は2にほぼ等しく、しかも結晶格子中ではPu$$^{4}$$$$^{+}$$イオンのほかにPu$$^{5}$$$$^{+}$$イオンがPu$$^{6}$$$$^{+}$$イオンに優先して存在することが判った。したがって、固溶体の化学組成は(Pu$$^{4}$$$$^{+}$$$$_{1}$$$$_{-}$$$$_{2}$$$$_{x}$$、Pu$$^{5}$$$$^{+}$$$$_{x}$$、R$$^{3}$$$$^{+}$$$$_{x}$$)O$$^{2}$$$$^{-}$$$$_{2}$$$$_{.}$$$$_{0}$$$$_{0}$$で近似的に表わされる。

論文

Recovery of lattice spacing in HCP metals after fast-neutron irradiation at 5K

前田 裕司

Point Defects and Defect Interactions in Metals, p.149 - 152, 1982/00

JRR-3に設置した極低温照射装置(LHTL)で5Kで中性子照射したHCP金属であるZn,Cd,MgをX線による格子定数のc軸およびa軸の方向について測定した。Zn,Cdのc軸方向の格子定数は増加した。Mgではc軸方向の格子定数は減少した。一方a軸方向の格子定数はMgでは増加した。Mgでは照射によって変化した格子定数は200K以下で回復した。またZn,Cdの格子定数の回復の様子および電気抵抗の測定結果より、格子間原子は、Zn,Cdではbasal planeに集合し、転位ループに成長し、Mgではbasal planeに垂直な面に集合してクラスター、更に転位ループに成長することを示唆する。

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