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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11780367/
• 关键词: ジルコニウム水素化物; チタン水素化物; ウラン-トリウム-ジルコニウム水素化物; 反跳粒子検出法; 水素吸収装置

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。

ア ク チ ノ イ ド water element compound タ ー ゲ ッ ト を with い た high working rate な radioactive 廃 outcast の eliminate 処 logos が research さ れ て い る. こ の タ ー ゲ ッ ト の irradiation に in じ る な phenomenon unique と し て, heat water element が company, scattered に よ cold department へ り す る こ と に よ る の water element concentration variations change が あ る. The 従って post-irradiation test にお て て <s:1> <s:1> <s:1> the distribution of <s:1> hydroxin <e:1> concentration を is important for the determination of する と と と である である である. そ こ で す water element analysis technique を established る た め, not broken 壊 test で あ る 検 bounce particles (ERD) method に よ り simulation sample (チ タ ン water element compound) の water element analysis in line を っ た. タ ン デ ム accelerator か ら の 2.8 MeV He ^ 2 + < > イ オ ン ビ ー ム を プ ロ ー ブ ビ ー ム と し た high エ ネ ル ギ ー ERD method に よ り, TiH_x の water element concentration determination of line を っ た. To ら れ た ERD ス ペ ク ト ル の intensity and the incident He ^ + イ オ ン exposure, He ^ + イ オ ン と water element atoms と の bounce scattered broken area, 検 extractor の solid Angle, TiH_x に お け る He ^ + イ オ ン の can stop wait に よ り, TiH_x の water element concentration in the sample を Δ x = の accuracy + / - 0.05 degree で o め る こ と が で き Youdaoplaceholder0. ま た, sample surface near く の degree of about 0.03 microns の layer で は, surface に nearly づ く に 従 っ て が reduce water element concentration す る こ と が わ か っ た. Nearly alongside の さ ら に surface water element concentration determination を す る た め に, 2 kev He ^ + イ オ ン ビ ー ム を プ ロ ー ブ ビ ー ム と し た low エ ネ ル ギ ー を ERD method using い た. The そ <s:1> results show that the surface of the test sample is に に, approximately 0.01μm, and the <s:1> acidified layer が forms されてお, and the water concentration が is low, which is determined to be <s:1> た. の research projects in the future は, water element compound phase and phase の び metal compound phase よ り な る ア ク チ ノ イ ド water element compound タ ー ゲ ッ ト の イ オ ン ビ ー ム parsing を い, have ら れ た determination デ ー タ を multicomponent phase の thermodynamic equilibrium calculation methods の a つ で あ る Thermo Calc コ ー ド を with い て parsing し の water levels, each phase を decided す る.

项目成果

B.Tsuchiya: "Thermal Diffusivity and Electrical Resistivity of Zirconium Hydride"Journal of Alloys and Compounds. (2001)

B.Tsuchiya：“氢化锆的热扩散率和电阻率”合金与化合物杂志。

B.Tsuchiya: "Thermal Diffusivity Measurement of Uranium-Thorium-Zirconium Hydride"Journal of Alloys and Compounds. 312. 104-110 (2000)

B.Tsuchiya：“铀-钍-锆氢化物的热扩散率测量”合金与化合物杂志。

B.Tsuchiya: "Thermophysical Properties of Zirconium Hydride and Uranium-Zirconium Hydride"Journal of Nuclear Materials. (2001)

B.Tsuchiya：“氢化锆和氢化铀锆的热物理性质”核材料杂志。