2019 年度研究成果報告書

5価のウランと遷移金属の混合酸化物生成メカニズムの解明

研究課題

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研究課題/領域番号	17K14908
研究種目	若手研究(B)
配分区分	基金
研究分野	原子力学
研究機関	東北大学
研究代表者	秋山大輔東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (80746751)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	5価ウラン化合物 / 遷移金属 / XAFS
研究成果の概要	ウラン化合物に含まれるウランの価数は4価、6価が最も一般的である。本研究では生成がほとんど確認されていない5価のウラン化合物に着目し、その生成メカニズムを解明することを目的としている。遷移金属とウランの化合物の合成を行い、これらの試料を放射光施設のKEK-PFにてU-LIII吸収端のXAFS測定を行った。UO2, UO3の標準試料のXANESスペクトルと比較し、CuUO4は6価、FeUO4, CrUO4, NiU2O6は5価であると推察された。また新たにCoUO4は5価と6価の混合電子価を取る可能性が示唆された。
自由記述の分野	原子力バックエンド
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究の学術的な特色は、これまで確立されていない5価のウランと遷移金属元素の混合酸化物を合成法を確立し、5価のウラン化合物のXAFS 解析を行い、5価のウランと遷移金属の反応について基礎的なデータを取得するとともに、その反応メカニズムについて評価することである。これまでのウランと遷移金属の混合酸化物に関する報告はアクチノイド化合物の基礎データの取得を主目的としている。本研究ではさらに、福島第一原子力発電所事故で生じた燃料デブリの性状についても評価することを目的としており、燃料デブリの取り出しや処理、処分プロセスの検討においても重要となり、福島第一原子力発電所事故の収束に大きく貢献する。