イオンビーム分析法による複合材料中の水素分析手法の開発

利用离子束分析开发复合材料中的氢分析方法

基本信息

批准号：
11780367
负责人：
土屋文
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

アクチノイド水素化物ターゲットを用いた高効率な放射性廃棄物の消滅処理法が研究されている。このターゲットの照射中に生じる特有な現象として、水素が熱拡散により低温部へ移動することによる水素濃度の変化がある。従って照射後試験においてこの水素の濃度分布を測定することは重要である。そこで水素分析手法を確立するため、非破壊試験である反跳粒子検出(ERD)法により模擬試料(チタン水素化物)中の水素分析を行った。タンデム加速器からの2.8MeV He^<2+>イオンビームをプローブビームとした高エネルギーERD法により、TiH_xの水素濃度測定を行った。得られたERDスペクトルの強度、入射He^+イオン照射量、He^+イオンと水素原子との反跳散乱断面積、検出器の立体角、TiH_xにおけるHe^+イオンの阻止能等により、TiH_x試料中の水素濃度をΔx=±0.05程度の精度で求めることができた。また、試料表面近くの約0.03μm程度の層では、表面に近づくに従って水素濃度が減少することがわかった。さらに表面近傍の水素濃度を測定するために、2KeV He^+イオンビームをプローブビームとした低エネルギーERD法を用いた。その結果、試料表面には約0.01μm程度の酸化物層が形成されており、水素濃度が低いことが判明した。今後の研究計画は、水素化物相及び金属相の複合相よりなるアクチノイド水素化物ターゲットのイオンビーム解析を行い、得られた測定データを多成分相の熱力学平衡計算手法の一つであるThermo Calcコードを用いて解析し、各相の水素濃度を決定する。

正在研究使用阳光明星氢化物靶标消除放射性废物的高效方法。在该目标辐射期间发生的一种独特现象是由于热扩散引起的氢向低温部分的转移而导致的氢浓度的变化。因此，在辐射后测试中测量该氢的浓度分布很重要。因此，为了建立氢分析方法，使用非破坏性测试后坐力颗粒检测（ERD）在模拟样品（氢化钛）中进行了氢分析。使用2.8 MeV He^<2+>离子束从串联加速器作为探针束来测量TIH_X的氢浓度。 TIH_X样品中的氢浓度可以根据所获得的ERD光谱的强度，在He^+离子和液体之间的识别角度之间的跨截面区域的跨截面散射的跨截面散射，the He^tih He^he^+ I^+ I^+ I^+ I^+ I^+ I^+ I^+ I^+ I^+ I^+ I^+ I^+ I^+ I^+ i。还发现，在样品表面附近约0.03μm的一层中，氢浓度在接近表面时降低。此外，为了测量表面附近的氢浓度，使用2keV He^+离子束使用探针束使用低能的ERD方法。结果，在样品表面形成了约0.01μm的氧化物层，发现氢浓度很低。未来的研究计划涉及由氢化物相和金属阶段的复合阶段组成的色素氢化物靶标的离子光束分析，并使用Thermo CACC代码分析了所得的数据，这是多组分相的热力学平衡计算方法之一，以确定每个阶段的氢浓度。