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報告書

炉心溶融物の粘性及び表面張力同時測定技術の開発(委託研究); 令和2年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業

廃炉環境国際共同研究センター; 大阪大学*

JAEA-Review 2021-046, 77 Pages, 2022/01

JAEA-Review-2021-046.pdf:2.92MB

日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉環境国際共同研究センター(CLADS)では、令和2年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス株式会社福島第一原子力発電所の廃炉等をはじめとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、研究課題のうち、平成30年度に採択された「炉心溶融物の粘性及び表面張力同時測定技術の開発」の平成30年度から令和2年度の研究成果について取りまとめたものである。本課題は令和2年度が最終年度となるため3年度分の成果を取りまとめた。炉心溶融物である(U,Zr)O $_{2}$ やボライドは非常に高温であるために、通常の測定方法では容器との反応が避けられず、熱物性の測定は困難である。本研究では、ガス浮遊法を用いて浮遊させた試料を加熱溶融させることで液滴とし、その液滴を基板に衝突させる。その衝突の一瞬の挙動から、粘性と表面張力を同時に導出する新しい技術を開発する。

報告書

炉心溶融物の粘性及び表面張力同時測定技術の開発(委託研究); 令和元年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業

廃炉環境国際共同研究センター; 大阪大学*

JAEA-Review 2020-038, 41 Pages, 2020/12

JAEA-Review-2020-038.pdf:3.28MB

日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉環境国際共同研究センター(CLADS)では、令和元年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所の廃炉等をはじめとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、研究課題のうち、平成30年度に採択された「炉心溶融物の粘性及び表面張力同時測定技術の開発」の令和元年度の研究成果について取りまとめたものである。炉心溶融物である(U,Zr)O $_{2}$ やボライドは非常に高温であるために、通常の測定方法では容器との反応が避けられず、熱物性の測定は困難である。本研究では、ガス浮遊法を用いて浮遊させた試料を加熱溶融させることで液滴とし、その液滴を基板に衝突させる。その衝突の一瞬の挙動から、粘性と表面張力を同時に導出する新しい技術を開発する。

報告書

炉心溶融物の粘性及び表面張力同時測定技術の開発(委託研究); 平成30年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業

廃炉国際共同研究センター; 大阪大学*

JAEA-Review 2019-025, 36 Pages, 2020/01

JAEA-Review-2019-025.pdf:2.57MB

日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉国際共同研究センター(CLADS)では、平成30年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所の廃炉等をはじめとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、研究課題のうち、平成30年度「炉心溶融物の粘性及び表面張力同時測定技術の開発」について取りまとめたものである。炉心溶融物である(U,Zr)O $_{2}$ やボライドは非常に高温であるために、通常の測定方法では容器との反応が避けられず、熱物性の測定は困難なため、本研究は、ガス浮遊法を用いて浮遊させた試料を加熱溶融させることで液滴とし、その液滴を基板に衝突させる。その衝突の一瞬の挙動から、粘性と表面張力を同時に導出する新しい技術を開発する。

論文

Structure change of monoclinic ZrO $_{2}$ baddeleyite involving softenings of bulk modulus and atom vibrations

福井宏之*; 藤本真人*; 赤浜裕一*; 佐野亜沙美; 服部高典

Acta Crystallographica Section B; Structural Science, Crystal Engineering and Materials (Internet), 75(4), p.742 - 749, 2019/08

https://doi.org/10.1107/S2052520619007923

被引用回数：14 パーセンタイル：76.15(Chemistry, Multidisciplinary)

単斜晶ZrO $_{2}$ バデライトは、加圧により体積弾性率と原子振動の異常な軟化を示す。その原因を明らかにするために、我々は構造の圧力変化を中性子粉末回折および第一原理計算により調べた。その結果、体積弾性率の異常な圧力応答は化学結合性の変化というより、酸素副格子の変形、とりわけ*面内で作られる酸素のレイヤーの一つと関係していることが分かった。このレイヤーは、2つの平行四辺形、つまりほとんど歪まず回転するものと圧力で変形するものにより構成されている。このレイヤーの変形が数あるZr-O原子間距離のうちの一つを伸ばし、いくつかの原子振動モードをソフト化させることが分かった。

論文

A Thermodynamic model for ZrO $_{2}$ (am) solubility at 25 $^{circ}$ C in the Ca $^{2+}$ -Na $^{+}$ -H $^{+}$ -Cl $^{-}$ -OH $^{-}$ -H $_{2}$ O system; A Critical review

Rai, D.*; 北村暁; Altmaier, M.*; Rosso, K. M.*; 佐々木隆之*; 小林大志*

Journal of Solution Chemistry, 47(5), p.855 - 891, 2018/05

https://doi.org/10.1007/s10953-018-0766-4

被引用回数：12 パーセンタイル：10.90(Chemistry, Physical)

ジルコニウムについて、単核および複核の加水分解種の生成定数および非晶質二酸化ジルコニウム(ZrO $_{2}$ (am))の溶解度積を導出した実験データをレビューした。このレビューを通して、加水分解種(Zr(OH) $_{2}$ $^{2+}$ , Zr(OH) $_{4}$ (aq), Zr(OH) $_{5}$ $^{-}$ , Zr(OH) $_{6}$ $^{2-}$ およびCa $_{3}$ Zr(OH) $_{6}$ $^{4+}$ )の生成定数やZrO $_{2}$ (am)の溶解度積を新規に決定もしくは改訂した。

論文

放射性気体廃棄物中の $^{14}$ C捕集に用いる疎水性パラジウム触媒の酸化性能評価

上野有美; 中川雅博; 佐藤淳也; 岩井保則

保健物理, 51(1), p.7 - 11, 2016/03

https://doi.org/10.5453/jhps.51.7

日本原子力研究開発機構原子力科学研究所では、放射性気体廃棄物中の炭素14( $^{14}$ C)を $^{14}$ CO $_{2}$ へ酸化し捕集するため、酸化銅(CuO)触媒を600 $^{circ}$ Cに加熱して使用している。我々は、酸化触媒の加熱温度を低下させ、より安全な $^{14}$ Cモニタリング手法を確立することを目的として、二酸化ケイ素(SiO $_{2}$ )の表面に疎水化処理を施した疎水性パラジウム二酸化ケイ素(Pd/SiO $_{2}$ )触媒を新たに開発した。その酸化性能についてCuO触媒,白金アルミナ(Pt/Al $_{2}$ O $_{3}$ )触媒,パラジウム二酸化ジルコニウム(Pd/ZrO $_{2}$ )触媒および親水性Pd/SiO $_{2}$ 触媒と比較を行った。その結果、疎水性Pd/SiO $_{2}$ 触媒の酸化性能が最も優れていることが確認できた。現在使用しているCuO触媒を疎水性Pd/SiO $_{2}$ 触媒に変更することで、管理区域内で使用する加熱炉の温度を600 $^{circ}$ Cから300 $^{circ}$ Cへ低下させることができ、モニタリングの安全性を向上させることが可能となる。

論文

FPプレートアウト防止用緻密均質セラミック薄膜のイオンプレーティング法による高強度Ni基超合金への生成

石山新太郎

日本金属学会誌, 68(6), p.353 - 361, 2004/06

https://doi.org/10.2320/jinstmet.68.353

被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Metallurgy & Metallurgical Engineering)

ガスタービン翼高強度Ni基超合金表面に対してイオンプレーティング法によりアルミナ及びジルコニアの薄膜コートを行った。その結果、膜厚4mの緻密均質な薄膜を生成することができた。さらにこのコーティング材の1173K-室温の熱衝撃試験を行った結果、100サイクルまで損傷しないことがわかった。また、FP模擬試験を実施した結果、健全な被覆試験片においてプレートアウトを生じないことがわかった。

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：43.66(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 $_{2-x/2}$ (0.18x0.62)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 x 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：79.79(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

Irradiation effects on yttria-stabilized Zirconia irradiated with neon ions

北條智博; 相原純; 北條喜一; 古野茂実*; 山本博之; 二谷訓子; 山下利之; 湊和生; 佐久間隆昭*

Journal of Nuclear Materials, 319, p.81 - 86, 2003/06

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(03)00137-5

被引用回数：20 パーセンタイル：76.28(Materials Science, Multidisciplinary)

岩石型燃料の母材として注目されている安定化ZrO $_{2}$ の照射特性を調べた。核分裂片による照射損傷は、高エネルギー領域で生じる電子励起による損傷と低エネルギー領域で生じる核的衝突による損傷の二種類に大きく分けることができる。この中で、材料の損傷は、核的衝突によるはじき出しが主と考えられている。そこで、原研が開発して、低エネルギーイオン加速器付設高分解能電子顕微鏡を用いて、加速電圧35keVのNe $^{+}$ イオンを室温から1200 $^{circ}$ Cに加熱した上記材料に照射し、各温度による損傷形態の違いを明らかにした。その結果、Ne照射では、各温度領域で材料の非晶質化を観察することができず、対照射性が非常に高いことを明らかにした。さらに、同温度の重照射で、数nmのNeバブルが生じることを明らかにした。また、1200 $^{circ}$ Cの高温照射では、バブルは、大きく成長し数十nmに成長することを電顕その場観察法を用いて明らかにすることができ、この結果から、高温照射によるスエリング量を推定することが可能になった。

論文

Radiation effects on yttria-stabilized ZrO $_{2}$ single crystals with helium and Xenon ions at RT and 923K

北條喜一; 北條智博; 笹島尚彦*; 白数訓子; 山下利之; 湊和生; 古野茂実*

AIP Conference Proceedings 680, p.647 - 652, 2003/00

https://doi.org/10.1063/1.1619799

岩石型燃料の母材として注目されている安定化ZrO $_{2}$ の照射特性を調べた。核分裂片による照射損傷は、高エネルギー領域で生じる電子励起による損傷と低エネルギー領域で生じる核的衝突による損傷の二種類に大きく分けることができる。この中で、材料の損傷は、核的衝突によるはじき出しが主と考えられている。そこで、原研が開発して、低エネルギーイオン加速器付設高分解能電子顕微鏡を用いて、加速電圧35keVのHe $^{+}$ イオンと60keV Xe $^{2+}$ イオンを室温から650 $^{circ}$ Cに加熱した上記材料に照射し、各温度による損傷形態の違いを明らかにした。その結果、He $^{+}$ イオンとXe $^{2+}$ イオン照射どちらの照射においても、材料の非晶質化を観察することができず、対照射性が非常に高いことを明らかにした。また、各照射温度での重照射で、1~2nmのHe及びXeのバブルが生じることを明らかにした。また、1200 $^{circ}$ Cの高温焼鈍において、Xeバルブは、大きく成長し数10nmに成長するがHeバブルはシュリンクし、数密度も減少することを電顕その場観察法を用いて明らかにすることができた。この結果安定化ZrO $_{2}$ は、岩石型燃料の母材として照射特性上、非常に優れた材料であることがわかった。

論文

Studies in the PuO $_{2}$ -ZrO $_{2}$ pseudo-binary phase diagram

Albiol, T.*; 芹澤弘幸; 荒井康夫

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.3), p.834 - 837, 2002/11

http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00223131.2002.10875598

ZrO $_{2}$ リッチ領域のPuO $_{2}$ -ZrO $_{2}$ 擬二元系状態図を、高温X線回折測定と自由エネルギー極小化法に基づく平衡計算により作成した。高温X線回折測定は空気雰囲気中で最高1573Kまで行い、1463K,PuO $_{2}$ 濃度2.3-3.1mol%付近に従来報告されていなかった共晶線があることを見い出した。Chem Sageコードを使用した平衡計算は最高3000Kまで行い、実験データを良く再現できた。得られた結果はこれまで報告されている状態図に修正が必要であることを示すものである。

論文

Phase relations between a fluorite and a pyrochlore structure in the system of actinides and zirconium oxides

山下利之; 蔵本賢一; 中田正美; 山崎哲*; 佐藤剛*; 松井恒雄*

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.3), p.585 - 591, 2002/11

http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00223131.2002.10875536

蛍石型やパイロクロア型構造の立方晶ZrO $_{2}$ 化合物は、化学的物理的安定性が高いうえにアクチノイドを自格子中に閉じ込めることができるため、不活性マトリクス燃料や放射性廃棄物体への応用面で注目されている。これらの構造を持つ化合物では、酸素空孔の配列が重要な役割を果たす。アクチノイド酸化物-ZrO $_{2}$ 固溶体で蛍石型構造を持つ相は安定化ジルコニアと呼ばれ、すべての陽イオン,酸素イオン,酸素空孔はランダムに分布する。一方、パイロクロア構造相においては、酸素空孔の規則配列化が生ずる。本報では、アクチノイド酸化物-ZrO $_{2}$ 系に関する格子定数や相関係をレビューし、アクチノイドの原子価やイオン半径,酸素空孔配列をもとに格子定数変化やパイロクロア構造層の出現を考察する。また、最近得られた蛍石型( $^{237}$ Np, Zr)O $_{2-x}$ 固溶体のメスバウア分光結果も考慮する。

論文

Re-evaluation of the phase relationship between plutonium and zirconium dioxides

芹澤弘幸; 中島邦久; 荒井康夫; 山下利之; 蔵本賢一; 木下肇*; 山中伸介*; 宇埜正美*; 黒崎建*

Progress in Nuclear Energy, 38(3-4), p.237 - 240, 2001/02

https://doi.org/10.1016/S0149-1970(00)00107-4

被引用回数：5 パーセンタイル：38.33(Nuclear Science & Technology)

高温X線回折法によって、ZrO $_{2}$ -PuO $_{2}$ 系固溶体の高温相を組成領域3.1~11.2mol%PuO $_{2}$ 、温度領域1000~1200 $^{circ}C$ において調べ、同系の状態図を提案した。今回調べた組成範囲では、すべての試料が同様高温挙動を示した。1000 $^{circ}C$ では、単斜晶と立方晶の2相であった。1100 $^{circ}C$ では、これらの2相加えて正方晶が検出された。1200 $^{circ}C$ では、低温相である単斜晶が消失し、再び2相共存状態であることが判明した。さらに詳細な測定を行った結果、低温相の消失温度は組成に依存せず、約1190 $^{circ}C$ であることが明らかにされた。この結果は、ZrO $_{2}$ -PuO $_{2}$ 系状態図に共折線が存在する可能性を示唆している。共折点の正確な組成については不明であるが、PuO $_{2}$ 含有量にして、3.1mol%以下であることがわかった。

報告書

雑固体溶融固化体製作装置の性能確認試験と溶融炉耐火れんがの耐食性試験(受託研究)

磯部元康; 亀尾裕; 中塩信行; 涌井拓治*; 岩田圭司*; 木林辰行*; 金沢勝雄; 中島幹雄; 平林孝圀*

JAERI-Tech 2000-049, 29 Pages, 2000/09

JAERI-Tech-2000-049.pdf:2.87MB

低レベル放射性雑固体廃棄物を溶融し、溶融固化体を製作するための雑固体溶融固化体製作装置を製作した。導電性るつぼを用いる高周波誘導加熱方式及び高周波誘導加熱とプラズマ加熱を併用するハイブリッド加熱方式により、模擬雑固体廃棄物を溶融し、装置の性能確認を行った。本装置を用いて試作した溶融固化体は、強度を損なうような空隙もなく、溶融炉は雑固体溶融に十分な性能を有していることを確認した。また、溶融に伴って発生する放射性のダストや有害ガスの放出を抑制するための排ガス処理装置を十分に機能を果たしていることを確認した。さらに、二次廃棄物の低減のために、耐久性能の高い耐火材の選定試験を行った。各種耐火物の中から選定されたAl $_{2}$ O $_{3}$ -Cr $_{2}$ O $_{3}$ -ZrO $_{2}$ 系耐れんがは、塩基度の低いスラグに対して耐食性がきわめて高いことを明らかにした。

報告書

小規模活性金属粉酸化安定化状態確認試験

小松征彦*; 藤原優行*

JNC TJ8430 2000-001, 55 Pages, 2000/03

JNC-TJ8430-2000-001.pdf:4.82MB

ハル等を処理・処分する上で、発火爆発し易い活性金属粉(ジルカロイファイン)の安定化が重要な問題となる。安定化対策の一手段として、ジルコニウムファインを用いて、673873kにおける水蒸気酸化試験を行った。ファインの酸化安定化状態は、重要変化測定、SEM観察、X線回折、及び簡易な着火試験により調べた。得られた結果を次の通りである。(1)高温水蒸気中での酸化処理後のファインには、ZrO2酸化物とZrH2水素化物が形成された。温度が高くなるほど、ZrO2の形成割合が増加した。(2)重量変化から推定したZrO2形成割合は、673k7h処理後ファインで約24mass%、873k7h処理後ファインで約96mass%であった。(3)673k7h処理後ファインは試験前ファインと同様に発火したが、723k以上にて処理したファイン(ZrO2形成割合64mass%以上)は発火しなかった。

報告書

岩石型プルトニウム燃料軽水炉の核特性と事故時過渡特性

秋江拓志; 安濃田良成; 高野秀機; 山口兆一*; 菅生幸博*

JAERI-Research 98-009, 44 Pages, 1998/03

JAERI-Research-98-009.pdf:2.49MB

余剰プルトニウムの処分を目的として、ジルコニア(ZrO $_{2}$ )あるいはトリア(ThO $_{2}$ )をベースとする、岩石型酸化物(ROX)燃料が検討されている。ROX燃料を装荷したPWRの安全解析の結果、ジルコニア型ROX(Zr-ROX)燃料炉心のドップラー反応度係数を大きくし、出力ピーキング係数を小さくする必要があることがわかった。これらの改善のため、Zr-ROX燃料にThO $_{2}$ ,UO $_{2}$ あるいはEr $_{2}$ O $_{3}$ 等を添加し、さらにGd $_{2}$ O $_{3}$ の添加量を減らす等の、組成の調整を試みた。その結果、UO $_{2}$ -Er $_{2}$ O $_{3}$ 添加Zr-ROX燃料によりプルトニウム燃焼性能への影響を抑えて、UO $_{2}$ 燃料PWR並みの過渡特性が達成できた。

報告書

硝酸浸漬後における非鉄金属材料表面の調査

川野辺一則*; 大橋和夫*; 竹内正行; 武田誠一郎

PNC TN8410 97-433, 49 Pages, 1997/12

PNC-TN8410-97-433.pdf:1.44MB

(目的)硝酸溶液中に浸漬した非鉄金属材料(Ti, Ti-5Ta, Zr)の表面状態および酸化皮膜を調査する。(方法)3M硝酸およびCr $^{6+}$ 添加3M硝酸溶液中にTi, Ti-5TaおよびZrを沸騰96時間浸漬し、SEMによる表面状態の観察およびXPSによる酸化皮膜の調査を行った。(結果)(1)3M硝酸およびCr $^{6+}$ 添加3M硝酸溶液中に96時間浸漬したTi, Ti-5TaおよびZrの表面状態は、試験前の研磨痕が確認された。しかし、3M硝酸で行った試験のTi, Ti-5Ta表面は、若干腐食による肌荒れが認められた。(2)いずれの試験条件においても、Tiの酸化皮膜は、TiO $_{2}$ , Ti-5Taの酸化皮膜は、TiO $_{2}$ と若干のTa $_{2}$ O $_{5}$ , Zrの酸化皮膜は、ZrO $_{2}$ であった。また、若干O-H結合の水酸化物が含まれていると考えられる。(3)いずれの試験条件においても、TiおよびTi-5Ta最表面酸化皮膜は、TiO $_{2}$ とTi $_{2}$ O $_{3}$ で構成され、その割合は、TiO $_{2}$ の方が多いことが分かった。(4)3M硝酸で行った試験のTiおよびTi-5Taの腐食速度は、Cr $^{6+}$ 添加試験と比べて若干大きく、酸化皮膜の厚さは約800から900と推定される。また、Cr $^{6+}$ 添加3M硝酸で行った試験の腐食速度は小さく、酸化皮膜の厚さも薄く約140と推定される。一方、Zrは、ほとんど腐食せず酸化皮膜の厚さは約220と推定される。(結論)3M硝酸で行った試験のTiおよびTi-5Taの表面状態は、腐食により若干肌荒れし、酸化皮膜は厚く成長することが分かった。Cr $^{6+}$ 添加3M硝酸で行った試験のTiおよびTi-5Taの腐食速度は小さく、酸化皮膜は薄いことが分かった。Zrの酸化皮膜はいずれの試験においても、ZrO $_{2}$ で優れた耐食性を示した。

報告書

マイクロ波加熱による固体試料の酸溶解-ガラス固化体への適用検討-

相内更子; 安隆己; 菅沼隆; 田中康正

PNC TN8410 97-107, 53 Pages, 1997/05

PNC-TN8410-97-107.pdf:1.29MB

再処理の溶解工程にて発生する不溶解性残渣物及び高レベル放射性廃液を安定化するガラス固化体等、固体試料中に含まれる元素を分析するには試料の溶液化が不可欠である。今回、密閉容器を用いるマイクロ波加熱酸溶解法(以下、マイクロ波加熱法と記す)の再処理関連分析への応用検討を目的として、模擬ガラス固化体の前処理及び分析を行い、従来の酸溶解分析との比較・検討を実施した。得られた結果は以下の通りである。(1)マイクロ波加熱法において模擬ガラス固化体試料の完全溶解に要する最短時間は7分であり、従来法の2時間と比較して約1/20の時間短縮が可能となった。(2)マイクロ波加熱法で溶解に要する最少の混酸量は、従来法の約1/2に低減できた。(3)塩酸で処理すると揮発性物質となるCr2O3は表示値通りの分析値が得られ、密閉容器による揮発抑制効果が確認できた。(4)従来法とマイクロ波加熱法での分析値の再現性を比較したところ、後者の変動係数の方が1.21.7倍優れていた。(5)白金族を含む模擬ガラス固化体試料は、RuO2及びZrO2を除き、決定した混酸量・溶解時間で高い溶解率が得られた。(6)白金族を含む模擬ガラス固化体試料のZrO2は、溶解時間と添加する混酸量を増やすことにより、完全に溶解できた。一方、RuO2の最大溶解率は12%程度と低値を示した。

論文

Epitaxial growth of zirconium dioxide films on sapphire substrates

朝岡秀人; 片野吉男; 野田健治

Applied Surface Science, 113-114, p.198 - 201, 1997/00

https://doi.org/10.1016/S0169-4332(96)00830-6

被引用回数：9 パーセンタイル：52.37(Chemistry, Physical)

ZrO $_{2}$ には立方、正方、単斜晶系が存在し、1170 $^{circ}$ C付近で正方・単斜晶系のマルテンサイト変態が起こる。この急激な格子定数変化に伴い室温で単斜晶単結晶を得ることは難しい。この度、分子線エピタクシー法により清浄サファイヤーR基板上に単斜晶ZrO $_{2}$ 単結晶薄膜を成長させることに成功した。RHEEDによりストリークパターンが観測され、基板と薄膜は[1120]//[010]、[2021]//[110]の結晶方位を持つ。またAES、XRD、IRによる分析を行い相の同定を行った。