反跳粒子検出法を用いた酸化物セラミックス中の水素置換の同位体効果の研究

反冲粒子检测法研究氧化物陶瓷中氢取代的同位素效应

• 批准号: 12878083
• 负责人: 森田 健治
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12878083/
• 关键词: トリチウム増殖セラミックス; 水素同位体置換; 反跳粒子検出法; 酸化物セラミックス; 質量平衡方程式; 再結合; 捕獲; イオン注入

本研究の目的は、SrCe_<0.95>Yb_<0.05>O_<3-δ>で偶然見つけたD-H置換がLiを含む酸化物セラミックスで生じることを明らかにすると共に、この水素同位体置換の一般性を示し、またその機構の詳細を明らかにし、更にT増殖酸化物セラミックスからのTの回収の促進とTの除去技術の向上に資すことである。本年度、まず日本原子力研究所トリチウム工学実験室との共同研究により、SrCe_<0.95>Yb_<0.05>O_<3-δ>に純トリチウムイオンビームを注入し、TとHとの置換を測定した。その結果、申請者らがD-H置換に対して提案している一方向拡散モデルを支持するTHガスの放出が観測された。次にSrCe_<0.95>Yb_<0.05>O_<3-δ>に5keV D_2^+イオンを飽和注入し、引き続き0.5keV H_2^+イオンを表面に注入することによるD-H置換を、同一試料に5keV D_2^+イオンを飽和注入し、引き続き0.5keV D_2^+イオンを表面に注入することによるH-D置換をそれぞれ測定し、そのデータ解析からD-H置換におけるHの拡散係数とH-D置換におけるDの拡散係数の比が2〜4倍であることを示した。更にBaCe_<0.80>Y_<0.20>O_<3-δ>にHe^+イオンを照射した後、試料へのH_2OとD_2O暴露によるHおよびDの取り込み速度を測定し、H_2Oの解離によるHの吸収速度がD_2Oの解離によるDの吸収速度の約5倍であることを明らかにした。

The purpose of this study is, SrCe_<0.95>Yb_<0.05>O_<3-δ> is accidental See つけたD-H substitution がLiをcontaining むacid compound セラミックスで生じることを明らかにすると altogetherに, この Hydrogen isotope replacement の general を show し, ま たその mechanism の details を 明ら か に し, updated にT 嗗The recovery and promotion of the recovery and removal technology of the genate compound is a high-tech enterprise. This year, SrCe_<0.95>Y was jointly researched by Japan Atomic Energy Research Institute's Engineering Laboratory and b_<0.05>O_<3-δ>pure トリチウムイオンビームをinjectionし, TとHとのreplacementをmeasurementした.その results, the applicant らがD-H replaced the に対して proposal しているOne direction pushed the scattered モデルをsupport するTHガスのreleased がmeasurement された. Sub-SrCe_<0.95>Yb_<0.05>O_<3-δ>に5keV D_2^+イオンをsaturated injectionし, leadき続き0.5keV H_2^+イオンをsurface injectionすることによるD-H replacementを、the same sampleに5keV D_2^+イオンをsaturated injectionし、inductionき続き0.5keV D_2^+イオンをsurface injectionすることによるH-D replacementをそれぞれmeasurementし、そのデータanalysisからD- H-replacement H-substitution coefficient H-D substitution coefficient D-substitution coefficient is 2 to 4 times higher than H-D substitution coefficient. After updating BaCe_<0.80>Y_<0.20>O_<3-δ>にHe^+イオンをirradiation, the sample was exposed to H_2O and D_2O.びDのgetting り込みspeedをmeasurementし、H_2OのdissociationによるHのabsorption speedがD _2O's dissociation rate is about 5 times that of D's absorption rate.

项目成果

K. Soda: "Isotope Effects in Diffusions of H and D in Exchanges of D-H and H-D in Oxide Ceramics"J. Nucl. Sci. Technol.. 39. No.4 (2002)

K. Soda：“氧化物陶瓷中 D-H 和 H-D 交换中 H 和 D 扩散的同位素效应”J。

K. Morita: "A New Model for Exchange of Deuterium in Oxide Ceramics for Bootium in Light Water Molecule at R T"J. Nucl. Sci. Technol.. 38. 930-935 (2001)

K. Morita：“在 R T 下将氧化物陶瓷中的氘交换为轻水分子中的 Bootium 的新模型”J。

K. Morita: "Istope Effects in Dynamic Behavior of Hydrogen in Fusion Reactor Materials Studied by Means of MeV Ion Beam ERD"J. Nucl. Sci. Technol.. 39. No.4 (2002)

K. Morita：“通过 MeV 离子束 ERD 研究聚变反应堆材料中氢动态行为的同位素效应”J。

Hironori Suzuki: "Exchange of Hydrogen Isotopes in Oxide Ceramics at Room Temperature"Physica Scripta. (印刷中). (2001)

Hironori Suzuki：“室温下氧化物陶瓷中氢同位素的交换”Physica Scripta（出版中）。

E. Iiezuka: "Anomalous Isotope Replacement of Deuterium and Protium Implanted into an Oxide Ceramics by Protium and Deuterium"Jpn. J. Appl. Phys.. 40. 3343-3348 (2001)

E. Iiezuka：“用氕和氘植入氧化物陶瓷中的氘和氕的异常同位素置换”Jpn。