核磁気共鳴法を用いたＭＡ含有酸化物における自己照射損傷プロセスの微視的研究

• 研究課題/領域番号: 23686137
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 原子力学
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 徳永 陽 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 先端基礎研究センター, 研究主幹 (00354902)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 25,610千円 (直接経費: 19,700千円、間接経費: 5,910千円); 2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2011年度: 23,010千円 (直接経費: 17,700千円、間接経費: 5,310千円)
• キーワード: マイナーアクチニド酸化物 / 核磁気共鳴 / 自己照射損傷 / 磁気相転移 / アメリシウム酸化物 / 自己照射損傷効果 / 格子欠陥 / 酸化物燃料

研究概要

物質内部の状態を微視的に探ることができる核磁気共鳴(NMR) 法を用いて、マイナーアクチニド(ネプツニウム、アメリシウム等)を含む酸化物における自己照射損傷プロセスの研究を行った。研究のため新たに243AmO2粉末試料を準備し、酸素核のNMR測定を行った。熱的アニール効果が小さい低温(1.5K)を利用することで、約一ヶ月という短い時間スケールで結晶の局所的な対称性が低下し、電子状態が不均一かつ急激に変化していく様子を観測することができた。またAmO2の低温の磁気状態が、Am元素の磁気モーメントがランダムに配列して固まった状態(スピングラス状態)にあることも明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] NMR Studies of Actinide Oxides-a Review (2014)
  • 著者名/発表者名: Russell E.Walstedt, Yo Tokunaga, Shinsaku Kambe
  • 雑誌名: Comptes rendus Physique 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-radiation effects and glassy nature of magnetic transitionin AmO_2 revealed by ^<17>O-NMR (2014)
  • 著者名/発表者名: Yo Tokunaga,Tuyoshi Nishi, Masami Nakada, Akinori Itoh, Hironori Sakai, Shinsaku Kambe,Yoshiya Homma,Fuminori Honda, Dai Aoki, and Russell E. Walstedt
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spin Fluctuation, Orbital States and Non-Conventional Superconductivity in Actinides Compounds (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Kambe
  • 雑誌名: Material Research Society Symposium Proceedings 巻: 1444 号: 9 ページ: 165-174
  • DOI: 10.1103/physrevb.86.094402
  • 査読あり
• [雑誌論文] NMR Study on AmO_2: Comparison with UO_2 and NpO_2 (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Tokunaga,T.Nishi,S.Kambe,M.Nakada, Y.Homma,H.Sakai and H.Chudo
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 巻: Suppl. A 80
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solid-State NMR Study on Actinide Dioxides (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Tokunaga, H.Sakai, S.Kambe, H. Chudo, M.Osaka, S.Miwa, T.Nishi, M.Nakada, A.Itoh and Y.Homma
  • 雑誌名: Mater. Res. Soc. Symp. Proc 巻: 1444 ページ: 149-158
  • DOI: 10.1557/opl.2012.1001
  • 査読あり
• [雑誌論文] NMR Study on AmO2 : Comparison with UO2 and NpO2 (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Tokunaga, S.Kambe, 他7名
  • 雑誌名: J.Phys.Soc.Jpn.supplement A 巻: 80 号: Suppl.A ページ: SA110-SA110
  • DOI: 10.1143/jpsjs.80sa.sa110
  • 査読あり
• [学会発表] AmO_2における磁気相転移と自己照射損傷効果のNMRによる研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 徳永陽
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学(平塚)
• [学会発表] AmO2における磁気相転移と自己照射損傷効果のNMRによる研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 徳永陽、西剛史、中田正美、酒井宏典、神戸振作、本間佳哉、本多史憲、青木大
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学、平塚
• [学会発表] Low temperature electronic properties of actinide dioxides probed by ^<17>O-NMR (2013)
  • 著者名/発表者名: Yo TOKUNAGA
  • 学会等名: EURACT-NMR Workshop 2013
  • 発表場所: カールスルーエ(ドイツ)
  • 招待講演
• [学会発表] Low temperature electronic properties of actinide dioxides probed by 17O-NMR (2013)
  • 著者名/発表者名: YO TOKUNAGA
  • 学会等名: EURACT-NMR Workshop 2013
  • 発表場所: Karlsruhe, Germany
  • 招待講演
• [学会発表] Solid-State NMR Study on Actinide Dioxides (2012)
  • 著者名/発表者名: Yo TOKUNAGA
  • 学会等名: 2012 MRS Spring Meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ(米国)
  • 招待講演
• [学会発表] Solid-State NMR Study on Actinide Dioxides (2012)
  • 著者名/発表者名: Yo Tokunaga
  • 学会等名: 2012 MRS Spring Meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ アメリカ
  • 招待講演
• [学会発表] NMRによる多極子秩序の観測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 徳永陽
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学(富山県)(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] NMR study of various actinide system (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Tokunaga
  • 学会等名: International workshop "J-Actinite meeting 2011
  • 発表場所: 東北大学東京分室(東京都)(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-01
• [学会発表] NMR study of various actinide system (2011)
  • 著者名/発表者名: Yo TOKUNAGA、NMR study of various actinide system
  • 学会等名: J-Actinite meeting 2011
  • 発表場所: 東北大学東京分室(東京)
  • 招待講演
• [学会発表] NMRによる多極子秩序の観測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 徳永陽
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学(富山)
  • 招待講演