アクチナイド純良結晶試料の作成

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01634003
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 鈴木 謙爾 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (10005861)
• 研究分担者: 小松原 武美 東北大学, 理学部, 教授 (80004331) ; 鈴木 孝 東北大学, 理学部, 助教授 (30004344) ; 落合 明 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (90183772) ; 四竈 樹男 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (30196365) ; 三頭 聡明 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (30005938)
• キーワード: 超高真空帯溶融精製 / 超高真空エレクトロ・トランスポート / ウラン金属 / 単結晶 / 光学式浮遊帯域溶融

研究概要

従来、ウランに代表されるアクチナイド元素は核燃料物質としてのみ利用されて来ている。しかし、アクチナイド元素は、内在する5f電子のユニークな振舞いのため、基礎的物性物理学のみならず、材料科学における新機能物質の探索という観点からも最近極めて注目を集めている。
本研究の目的は、ウランならびにトリウム金属の高純度化を行い、これを用いて高品質の化合物あるいは合金結晶を育成し、「重い電子系」の物性を明らかにすることにある。
本年度においては、昨年にひきつづきウラン金属の高純度化を最大の力点としたが、新しい結晶あるいは合金の探索、育成についても一部活動を開始した。以下にその手順と成果を列記する。
(1)超高真空溶融精製実験:直径10mmphi、長さ200mmのウラン金属丸棒を横型水冷銅ハースを用いてRF加熱による帯溶融を行い金属不純物量を約1桁低減させることに成功した。
(2)超高真空エレクトロ・トランスポート実験:新に超高真空排気装置を導入し、真空到達度10^<-11>torrの雰囲気中で上記帯溶融を行ったウラン金属丸棒のエレクトロ・トランスポート実験を行うことに成功した。ガス不純物の除去が期待されるが現時点では化学分析が終了していないので定量的結論が得られていない。
(3)新物質探索実験:本年設置されたトリ・アーク式単結晶引上装置を用いて、北大、東北大、筑波大、名古屋大、大阪大、広島大などからの各グループ参加により各種の2元系ならびに3元系ウラン基化合物あるいは合金の作成が試みられた。物性測定は現在上記各グループにおいて精力的に行われつつある。
(4)光学式浮遊帯域溶融装置を設計製作し、高融点ならびに高蒸気圧ウラン化合物結晶の育成純化を行うことが可能になった。

研究成果

• [文献書誌] K.Suzuki: "A Structural Study of the Solid State Vitrification of Metals and Oxides by Ball Milling" J.Non-Crystalline Solids. 112. 23-32 (1989)
• [文献書誌] T.Nasu,K.Nagaoka,F.Itoh and K.Suzuki: "Positron Annihilation in Plastically Deformed Ni-P Amorphous Alloys" J.Phys.Soc.Japan. 58. 894-897 (1989)
• [文献書誌] S.Muramatsu,T.Shimada,H.Kajiyama,K.Azuma,T.Watanabe,T.Kamiyama and K.Suzuki: "Medium-Range Order of Amorphous Silicon-Germanium Alloys:Small-Angle X-Ray Scattering Study" Japanese Journal of Applied Physics. 28. L1092-L1095 (1989)
• [文献書誌] K.Sato and T.komatsubara: "Low-Temperature Specific Heat of Ce_xLa_<1-x>Cu_6" J.Phys.Soc.Japan. 58. 1012-1020 (1989)
• [文献書誌] Y.Onuki and T.Komatsubara: "Anomalous Hall Coefficient in the f Electron System- U Compounds" J.Phys.Soc.Japan. 58. 2119-2125 (1989)
• [文献書誌] F.Itoh,T.Sakurai,T.Sugawa,K.Suzuki,N.Sakai,M.Ito,O.Mao,N.Shiotani,Y.Tanaka,Y.Sakurai,S.Nanao,H.Kawata,Y.Amemiya and M.Ando: Review of Scientific Instruments. 60. 2402-2405 (1989)