メスバウア-分光法によるガラス固化体の酸化還元状態の研究

穆斯堡尔谱研究玻璃化固体的氧化还原态

• 批准号: 02680177
• 负责人: 佐藤 正知
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02680177/
• 关键词: ガラス固化体; ガラス溶融炉; 鉄イオン; 酸化還元; メスバウア-分光法; 化学分析

1.序 高レベル放射性廃液ガラス固化体の製造を続けると、溶融炉に白金属元素を主とする金属析出物、ニッケルフェライト等を主とするセラミックス析出物が生成する場合がある。金属析出物は溶融炉の抵抗を著しく低下させる。一方、セラミックス析出物は溶融ガラスの粘度を増加させガラス取り出し制御を難しくする。この問題を解決する上で、溶融炉の酸化還元条件の制御が重要と考えられる。酸化還元条件を知るには、ガラス中の2価と3価の鉄の比を知る必要がある。本研究では、化学分析法とメスバウア-分光法にもとづき検討した。2.実験 模擬ガラス固化体をガラス融剤と核分裂生成元素の酸化物や炭酸塩として所定の組成になるよう秤量混合したのち、白金ルツボに入れ1150℃で溶融した。冷却後低速ダイアモンドカッタ-で10×10×0.5mm^3切断し、試料2枚をNi/NiO,Co/CoO,Fe/FeO,Mo/MoO_2の酸素ポテンシャル緩衝材の一つとともにCO_2雰囲気下で石英溶封した。この試料を450℃で最大1週間加熱した。1)化学分析法、加熱終了後の試料1枚を乳鉢で粉末とし秤量したのち白金ルツボに入れ、フッ化水素酸と硫酸を0.5mlづつ加え加熱した。SiをSiF_4として十分追い出し、残渣をpH3のHCl溶液に溶かしたものと、Lーアスコルビン酸で鉄をすべて2価とした溶液の双方について分光光度法により定量したFe^<2+>/Fe^<3+>比を決定した。2)メスバウア-分光法による異性体シフトからFe^<2+>/Fe^<3+>比を求めた。3.結果と考察 450℃の結果では、溶融状態で1件だけ報告のあるFe^<2+>/Fe^<3+>比が酸素ポテンシャルに対し傾き1/4となる単純な関係とはならなかった。これは、ガラス状態ではFe^<2+>,Fe^<3+>が加熱期間中に微細な結晶として析出するためと考えられる。今後、同様な研究を800℃付近と1150℃の溶融状態の双方でも測定し、析出物やガラス中の鉄の酸化還元を見る。

1. In the production process of high-level radioactive liquid, solid body, melting furnace, white metal element, main metal precipitate, etc., main metal precipitate is generated. The metal precipitate is resistant to melting furnace. The viscosity of the precipitate increases and the extraction process is difficult. The solution of this problem is important for controlling the acidizing conditions of melting furnace. The conditions of acidification are necessary to know the ratio of iron to iron. In this study, chemical analysis and spectrophotometry were used. 2. To simulate the melting of the solidified body, the acid compound of the fission generating element, the carbon acid compound and the determined composition, the mixture is weighed and melted at 1150℃. After cooling at low speed, the sample was cut off at 10×10×0.5mm^3, and two samples were made of Ni/NiO,Co/CoO,Fe/FeO,Mo/MoO_2. The sample is heated to 450℃ for a maximum of 1 week. 1)Chemical analysis method, after heating, the sample is 1 piece, the powder is weighed, the platinum is added, the hydrochloric acid is added, and the sulfuric acid is heated. SiF_4 and Fe_2 + were separated from each other and the residue was dissolved in HCl solution at pH3. The ratio of Fe^<2+>/Fe^<3+> was determined quantitatively by spectrophotometry. 2) Find the Fe^<2+>/Fe^<3+> ratio by spectrophotometry. 3. The results show that Fe^<2+>/Fe^<3+> ratio is 1/4. Fe^<2+>, Fe^<3 +>,Fe^<2+>,Fe^<3+>,Fe^<3+>, Fe ^<3 + In the future, the same study will be conducted to determine the melting state of iron near 800℃ and 1150℃, and to investigate the acidizing reduction of iron in the precipitate.