| 研究課題/領域番号 |
03680194
|
|---|
| 研究機関 | 大阪大学 |
|---|
研究代表者 |
桂 正弘 大阪大学, 工学部, 助教授 (60029113)
|
|---|
| 研究分担者 |
山中 伸介 大阪大学, 工学部, 助手 (00166753)
孫 鳳根 大阪大学, 工学部, 助手 (00029076)
|
|---|
| キーワード | U_2N_<3+x> / アンモニア / 角部屋 平衡 / 窒素 / 水素 / 分圧 / 気流 / 窒素活量 |
|---|
| 研究概要 |
NH_3を気流として用いると、高温においても、そのH_2とN_2への平衡解離が抑制される。NH_3の平衡分圧より高いNH_3分圧と平衡分圧より小さい水素分圧、窒素分圧が得られる。これらの気流は熱力学的に不安定である。NH_3気流とウランが反応してU_2N_<3+x>が生成する反応NH_3=N(in U_2N_<3+x>)+(3/2)H_2の反応式に基づいて、熱力学的解析、統的熱力学的解析を行い、NH_3気流の窒素活量(AN)が次式で与えられることを〓〓した。AN=(1/1<p)・(PN^<H3>/PH_2^<3/2>)(Kp:平衡〓〓)。
以上の理論的考察の妥当性を確めるため、400〜800℃(100℃間隔)で、U+NH_3(流速100ml/min)とU+N_2(1気圧)の反応を行い、それぞれの反応で生成したU_2N_<3+x>のN/Uをきめた。同一温度で比較すれば、つねに前者の反応で生成したU_2N_<3+x>のN/Uが後者の反応で生成したU_2N_<3+x>のN/Uより大きいことが分かった。これはNH_3気流の窒素活量が1気圧のN_2の窒素活量(AN=1)より大きいことを実験的に確めたことになる。また、実験中のガス分析及び理論式からANを評価するとNH_3気流のそれは10^3のオ-ダである。このことは、NH_3気流を用いれば高窒素含有量のU_2N_<3+x>が得られること、また、このようなU_2N_<3+x>をN_2との反応で得ようとすれば、非常に高圧のN_2を用いなければならないということを示唆している。また、600℃で、ウランとNH_3気流、NH_3/H_2混合気流、NH_3/N_2混合気流,N_2気流の反之を行い生成したU_2N_<3+x>のN/Uを求めた結果も、理論的考産を支持することが確められている。
|
