| 研究課題/領域番号 |
23360431
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| 研究機関 | 独立行政法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
逢坂 正彦 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 福島研究開発部門 大洗研究開発センター 福島燃料材料試験部, 研究主幹 (10421471)
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| 研究分担者 |
田中 康介 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 福島研究開発部門 大洗研究開発センター 福島燃料材料試験部, 研究副主幹 (20421779)
井川 直樹 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究主幹 (60354833)
田口 富嗣 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究主幹 (50354832)
陳 迎 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40372403)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 酸化物燃料 / 酸素不定比 / 結晶構造解析 / 第一原理計算 / 熱力学モデル |
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| 研究概要 |
液相を経由した方法によりCe:Nd比率を5種類に変化させた(Ce,Nd)O2-x（セリア固溶体）試料を調製し、X線回折や熱分析によるキャラクタリゼーションを行うことにより、カチオン置換型の固溶体が形成されていることを確認した。所定量のセリア及びネオジアを酸に溶解して蒸発乾固し、熱処理を行って残留酸成分を除去することにより試料を調製した。セリア固溶体酸素ポテンシャルの化学熱力学法によるモデル化を行い、セリアに添加する希土類が酸素ポテンシャルに与える影響を定量的に評価した。酸素不定比や添加希土類の種類・量と酸素ポテンシャルの間の相関を効率的に評価していくために、既往研究を調査してセリア固溶体の酸素ポテンシャルデータを抽出・整理し、データ解析手法による相関評価に着手した。
高感度センサーを装着したX線回折測定による酸素不定比測定性能の評価を継続し、第一原理計算等に反映できる精度で軽元素の位置を特定できる見通しを得た。またCeO2にGdやNdを添加した試料に対してX線回折を行った結果、酸素イオン－酸素イオン間に電子の拡散経路が存在することを明らかにし、その経路の形状や密度は添加物によって変化することが分かった。
上述した一連の実験結果を反映させて(Ce,RE)O2±xの第一原理計算による欠陥構造評価を行うことに向けて、クラスター展開法によりNd-O体系における欠陥安定性を評価した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
平成24年度に試料調製を行う研究分担者が研究に参加できなくなり、代替の試料調製法について検討する必要が生じたことの影響のため。
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| 今後の研究の推進方策 |
液相を経由した試料調製方法を確立し試料調製に起因する遅延等の問題は無くなった。このため、以降は特性測定及び計算評価の効率化を行うことが鍵となるが、既往関連データのデータ解析手法による各種パラメータと特性の間の相関評価を実施して実験実施点数の合理化等を行うことにより研究を加速する予定である。
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