| 研究課題/領域番号 |
20K05183
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26060:金属生産および資源生産関連
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
森下 政夫 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (60244696)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 熱力学 / 固相 / 水溶液中イオン / 使用済核燃料 / 放射光 / リートベルト解析 / 磁性 / 飽和溶解度 |
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| 研究成果の概要 |
α-ZrMo2O8は、Uの核分裂生成元素Moと燃料被覆管成分Zrからなるイエローフェーズ結晶群の一つである。本研究では、α-ZrMo2O8の熱力学諸量を決定した。この物質は、格子が不安定であることから、室温から極低温において、Spring 8を用いた放射光XRDを実施し、リートベルト解析によってイオン配置を精緻に解明した。また、イオン配置に相補して、極低温に至る磁性の変化を明らかにした。この格子不安定性を理解した上で、室温から絶対零度付近に至る熱容量測定、および室温での飽和溶解度測定を実施した。すなわち、固相と水溶液中イオンの状態を統合して熱力学諸量を決定した。
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| 自由記述の分野 |
金属生産工学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
原子力発電による使用済み核燃料は、硝酸水溶液に溶解して煆焼後ホウ珪酸融体に混合、ガラス固化体に成型することが試みられている。しかしながら、ガラス固化体中、Uの核分裂生成元素Moからなる水溶性の有害相イエローフェーズ群が形成される。イエローフェーズ結晶群のうち、核燃料被覆管成分Zrに由来するα-ZrMo2O8は特に熱力学的性質の全容解明が待たれている。本研究において、α-ZrMo2O8の格子不安定性を、放射光XRDとリートベルト解析、および磁化測定によって明らかにした。また、水溶液への溶出過程を熱力学的に定量評価した。得られた成果は核燃料廃棄物の安全管理に役立てることができる。
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