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高温のプラズマ中でおこる高温気相反応を利用して、金属塩素化物を直接酸素化物に転換する方法を提案し、特殊な100%酸素プラズマを生成可能なマイクロ波プラズマ発生装置を開発し、これによって、まず比較的沸点が低い金属塩化物(塩化アルミニウム、塩化ニッケルなど)は容易に酸化物に転換されることを確認した。さらに以下の2つの問題点を解決すべく実験・解析を行った。
(1)核分裂生成物の塩化物には、ストロンチウムなどのアルカリ土類元素、ランタン系元素などの塩化物の様に融点、沸点が高いために、プラズマを用いても容易に気相反応を起こすことができなかった物質に対して装置の改良を行った。具体的には、試料粉末を直接放電部に導入して反応に必要な温度域まで加熱する試験部を新しく作成した。これにより、ストロンチウム塩化物、ネオジミウム塩化物の酸素化実験を行い。ネオジミウム塩化物も酸素化できることを確認した。しかし、ストロンチウム等のアルカリ土類金属については依然として課題が残った。
(2)反応に関わる酸素ラジカルの数密度を測定できないため反応機構が解明できなかったが、モデル化を行い、流れの方程式、エネルギー保存式、化学種の保存式、電磁場の方程式に酸素の反応、物性値を考慮したプラズマの放電場の数値解析を行うことにより、酸素ラジカルの数密度分布、温度分布の概略値を得ることに成功し反応機構解明の糸口をつかんだ。これらデータと平衡モデルの計算結果を利用して反応機構の解析を行っている。
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