| 研究課題/領域番号 |
16K06955
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
原子力学
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
山本 琢也 福井大学, 附属国際原子力工学研究所, 客員教授 (50212296)
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| 研究分担者 |
有田 裕二 福井大学, 附属国際原子力工学研究所, 教授 (50262879)
鬼塚 貴志 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, その他部局等, 研究員(移行) (90422336)
土屋 文 名城大学, 理工学部, 教授 (90302215)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | ウラン化合物 / 水素貯蔵 / 水素吸収放出特性 / 第一原理計算 / ウラン金属間化合物 / 水素化物 / 水素吸収 / 水素貯蔵材 / 結晶構造解析 |
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| 研究成果の概要 |
高い水素吸収能が期待されるZrNiAl型ウラン金属間化合物の水素吸収性を、実験や第一原理計算から明らかにし、ウラン金属間化合物についての水素化データベースを構築した。特にUNiZn化合物は、UNiAl同様、H/U=2で高い対称性をもつ結晶構造に変化し、H/Uが３以上の多量の水素を吸収することが見込まれた。その安定構造中ではU-H原子間距離は0.24nmで、UNiAlでの0.235nm、データベース内平均の0.232±0.013nmやウラン水素化物UH3とよく一致した。この他元素と比べて特異的に大きいU-H距離を可能にする構造変化の自由度が、高い水素吸収能への重要な要素の１つと考えられる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ウラン金属は高い水素貯蔵能力を示し、その高い補足力から、水素の放射性同位元素であり核融合炉の燃料として必要なトリチウムの安全な貯蔵に利用されているが、その放出には高温加熱を要する。合金化し補足力を調整することにより、原子力や再生可能エネルギー発電の余剰電力を水の電解により水素へ変換―逆変換により充放電する電力平滑化システムへの水素貯蔵材としての応用も期待されている。本研究で得られた水素化に関するデータベースと総合的な理解は、既存のウラン化合物中から良好な水素吸収特性の材料を選び出すのみならず、さらに新たな水素化ウラン化合物を探索するための指針を与える重要な基礎となる。
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