| 研究課題/領域番号 |
61470162
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
原子力学
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
内藤 奎爾 名古屋大学, 工学部, 教授 (70022994)
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| 研究分担者 |
松井 恒雄 名古屋大学, 工学部, 助手 (90135319)
稲場 秀明 名古屋大学, 工学部, 助教授 (70023306)
辻 利秀 名古屋大学, 工学部, 助教授 (60023305)
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| 研究期間 (年度) |
1986 – 1987
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| 研究課題ステータス |
完了 (1988年度)
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| 配分額 *注記 |
4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
1987年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
1986年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
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| キーワード | 改良核燃料 / 高温熱容量 / 酸素ポテンシャル / 電気伝導内 / 直接加熱パルス型熱量計 / 電気伝導率 / 添加二酸化ウラン |
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| 研究概要 |
1.Cr、La、Gd、TiドープUO_<2±x>の高温電気伝導率及び酸素不定比性(x)の酸素分圧依存性を測定した。(1)ドープ陽イオンがウランと置換した場合、電気伝導率及び酸素ポテンシャルは、ドープ陽イオンの原子価がウランより(4より)小さい時は上昇し、ドープ陽イオンの原子価が大きい時は低下した。これは前者の場合、ドープ陽イオンがホールの共与体となり、ウランイオンの酸化状態を増加させ、後者の場合は電子の共与体となり、ウランイオンの酸化状態を減少させる為と考えられる。(2)チタンをドープした場合、縄枠なUO_2に比べて電気伝導率及び酸素ポテンシャルは減少したが、これは上記の置換モデルでは説明できず、侵入型モデルを考える必要があった。(3)電気伝導率と酸素不定比(x)の酸素分圧依存性から、酸素のフレンケル対に基いた添加物入りUO_2の欠陥構造を提唱した。
2.直接加熱型熱量計を用いて、UO_<2.004>、U_<0.956>Gd_<0.044>O_<2.000>、U_<0.927>Gd_<0.073>O_<1.998>、U_<0.899>Gd_<0.101>O_<2.001>、U_<0.858>Gd_<0.142>O_<1.998>の高温熱容量を310〜1500Kの温度範囲で測定した。(1)Gdをドープしたすべての試料は、高温で熱容量が急激に上昇し、Gd濃度が増すと熱容量異常(過剰熱容量)開始温度が低下した。(2)過剰熱容量を熱活性過程と考えて、活性エンタルピーと活性化エントロピーをそれぞれの試料について決定した。(3)活性化エンタルピーのGd濃度依存性を用いて、Gd濃度が零つまり純粋なUO_2へ外挿して得たエンタルピーの値は、酸素のフレンケル対形成エンタルピーの理論値よりも小さく、電子ーホール対形成エンタルピーの理論計算値よりは大きかった。(4)過剰熱容量が見い出された温度域で、7.3at%GdドープUO_2の電気伝導率の温度依存性に異常は見られなかった。以上の結果より、GdドープUO_2の高温域での過剰熱容量は、主として酸素のフレンケル対形成によって生じたものと考えられる。
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