2017 Fiscal Year Annual Research Report
Physical Chemistry of Actinoid Liquids: Physical Properties of Uranium Liquid Alloys
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15H02343
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山中 伸介 大阪大学, 工学研究科, 理事 (00166753)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大石 佑治 大阪大学, 工学研究科, 助教 (20571558)
有田 裕二 福井大学, 附属国際原子力工学研究所, 教授 (50262879)
有馬 立身 九州大学, 工学研究院, 助教 (60264090)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 高温融体 / 粘性 / 表面張力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
無容器のアプローチについては、これまでに浮遊法を用いてZr-Fe, Zr-Cr, Zr-Ni合金の粘性や表面張力、密度といった物性を評価することにより、金属が混合した場合の物性への影響を調べてきた。また、Zr-O及びZrO2-Al2O3の物性評価により、酸素の影響及び酸化物が混合した場合の物性への影響を評価した。本年度は、軽元素であり半導体的性質を有する元素であるボロン(B)が混合した場合の影響を調べるべく、Fe-B合金のモル体積及び表面張力を評価した。Bは蒸発しやすいので、測定中に組成が変化する可能性がある。そこで、不活性雰囲気下で測定が可能である電磁浮遊法を用いて測定を行った。また、試験後の試料の組成をICP分析することで組成に大きな変化がないことを確かめた。組成はFe-B共晶組成付近とし、合金試料はアーク溶解法で作製した。Fe-B合金のモル体積は、純Feと純Bのモル体積を直線で結んだベガード則よりも低い値となった。これは、Fe-Bの強い引力的相互作用による影響によるものと考えられる。Fe-B合金の表面張力は、純Feと純Bの表面張力を元に線形結合によって計算した値よりも低い値となった。これは、表面張力の低いBが表面へ集まり、合金の表面張力を低減させたためであると考えられる。
有容器のアプローチについては、ウラン合金を対象とした有容器型粘度測定試験を実施し、粘性を評価すると共に有容器型の測定装置の課題について評価し装置改良の方針をまとめた。
計算科学的アプローチについては、酸化物融体(1-x)AlO1.5-xZrO2を計算対象として、二体及び三体原子間相互作用を取り入れた原子間ポテンシャル関数の適用性を検討し、密度および粘性率を評価した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(2 results)
