| 研究課題/領域番号 |
09555223
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
金属生産工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
山村 力 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80005363)
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| 研究分担者 |
田中 博 財団法人 電力中央研究所, 原子物理部, グループリーダー(研究職)
前川 英己 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60238847)
佐藤 譲 (佐藤 讓) 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80108464)
坂村 義治 財団法人 電力中央研究所, 原子物理部, 担当研究員
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1999
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| 研究課題ステータス |
完了 (1999年度)
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| 配分額 *注記 |
13,300千円 (直接経費: 13,300千円)
1999年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
1998年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
1997年度: 6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
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| キーワード | ランタニド / ネオジム / ジスプロシウム / サマリウム / 溶融塩 / 電解採取 / ウラン / 精製 / プラセオジム / レア・アース / 電解析出機構 / ランタン / 高純度 / 電極反応 / レア・ア-ス / サイクリックボルタンメトリー |
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| 研究概要 |
本研究は高純度のウランおよびランタニド金属を製造する電解プロセスを開発することを目的とした。電解浴としては塩化物を採用した。これはセルを材料の選択に幅があること、および操業温度を低くでき、不純物混入および経済性の観点からフッ化物よりも有利であると判断したことによる。研究対象としてウランと類似の化学的性質を有するランタニド類のネオジム、さらにプラセオジムおよびサマリウムを選択した。これはネオジムがウランと化学的類似性を有し、しかもランタニドのなかでも電解析出機構が複雑であることがフッカ物電解でしられており、その解明が待たれていることを考慮したためでる。電位操作法、電流操作法などの非定常電気化学手法やSEMおよびXPSなどによる析出物の形態・分布および化学状態などの観察手法を用いて、析出機構を解明し、電解採取の諸条件を最適化したうえで、純金属の電解採取を行った。
LiCl-KCl共晶塩からなる電解浴中で、La^<3+>,Ce^<3+>,Nd^<3+>は直接、金属Ndに還元されること、タングステン電極上でDy^<3+>及びNd^<3+>はそれぞれDyおよびNdへ直接還元されるが、不均化反応によりDy^<2+>およびNd^<2+>を生成することも確認された。Sm^<3+>はこの浴の電位窓ではSm2+までしか還元されないことが非定常電気化学法などの解析手法により解明された。白金をカソードとして電解採取を行った。その結果、金属ネオジムの場合は採取されず、オキシ塩化物が得られたに留まった。そこでCd-Mg液体合金を電極として3塩化ネオジムを電解したところ約95%の電流効率でネオジムを液体電極中に採取することに成功した。最適化された電解法はウランの採取にも適用できると結論した。
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