超微粒を利用するレ-ザ-ウラン濃縮プロセスの基礎研究

• 研究課題/領域番号: 01430023
• 研究種目: 一般研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 原子力学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 北本 朝史 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助教授 (30016860)
• 研究分担者: 鈴木 正昭 東京工業大学原子炉工学研究所, 助教授 (70114874) ; 藤沢 淳 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助手 (50209037)
• 研究期間 (年度): 1989 – 1990
• 研究課題ステータス: 完了 (1990年度)
• 配分額: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円); 1990年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
• キーワード: ウラン濃縮 / レ-ザ-ウラン濃縮 / 振動バンドシフト / 超微粒子 / プラズマ超微粒子発生 / 超微粒子利用

研究概要

(1)昨年度は、実験装置を完成し、様々な金属の超微粒子を発生させ、マルチ測光システムによる光学測定、SEM写真やX線マイクロ分析による捕集微粒子の平均粒径、粒径分布、組成分布等の測定を行い、超微粒子生成の特性を解析した。この結果から、平均粒径、粒径分布及び組成を制御するのに必要な因子を明らかにした。また、SF_6分子の超微粒子への吸着試験を行ない吸着特性を測定した。これにより、吸着量などの吸着特性に対する超微粒子特性の及ぼす影響を明らかにした。平成2年度は、(1)平成元年度に明らかになった問題点を解明するとともに、(2)得られた成果を基に、金属超微粒子に吸着した分子の振動バンドシフトの解明を目的とした実験を行なうことを主眼とした。このためにまず金属超微粒子に吸着させたSF_6分子の赤外吸収スペクトルをフロ-セルを用いて流動状態で測定する方法を開発した。
(2)活性水素金属反応法によりNi,Co,Fe,Mn、Cr、Cu,Zn、Pb等の金属及びそれらの合金の超微粒子を発生させた。これらの金属超微粒子に吸着させたSF_6分子の〈赤外吸収スペクトル〉を観測し、金属の種類及び粒径を変化させたときの振動バンドシフトを測定した。また、吸着温度、吸着量等の因子が振動バンドシフトに与える効果を調べた。種々の金属超微粒子に吸着させたSF_6分子の振動シフトの測定はフ-リエ変換赤外分光器で行なった。これにより、振動バンドシフトが確認され、シフト幅は金属、粒径などにある程度の依存性は認められるものの、分光器の精度から定量的な検討は困難である。
(5)赤外多光子解離のマスタ-方程式を吸着分子の取り扱いに適した形に発展させ、EGME法によりこれを解き、実験デ-タの総合的評価を行ない、十分な粒径の制御が可能となれば実際の同位体分離に応用可能であることが示唆された。