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J-GLOBAL ID：202002245643686945   整理番号：20A2212542

Co-60ガンマ線放射線分解による水溶液の水素発生に及ぼす種々のサイズのジルカロイ-4酸化生成物の影響

The influence of various sized zircaloy-4 oxidation products on hydrogen generation of the water solution by Co-60 gamma radiolysis

著者 (5件)： MATSUMOTO Yoshinobu (Nuclear System Safety Engineering, Nagaoka University of Technology) ,  SUZUKI Tatsuya (Nuclear System Safety Engineering, Nagaoka University of Technology) ,  OGAWA Toru (Extreme Energy-Density Research Institute, Nagaoka University of Technology) ,  INOUE Masao (Nuclear Engineering Co., Ltd) ,  NAGAISHI Ryuji (Nuclear Engineering Research Collaboration Center, Japan Atomic Energy Agency)
資料名： Mechanical Engineering Journal (Web)  (Mechanical Engineering Journal (Web))
巻： 7  号： 3  ページ： 19-00562(J-STAGE)  発行年： 2020年 
JST資料番号： U0484A  ISSN： 2187-9745  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本研究においては,水のCo-60ガンマ線放射線分解による水素生成の観察される収率に及ぼす酸化したジルカロイ-4の粒径の効果を実験的に調べた。酸化生成物を,乾燥空気雰囲気の下で2および4時間のジルカロイ-4の高温酸化によって得た。酸化の後に,それらを3から484μmまでの種々のサイズに粉砕した。4時間酸化の生成物の粉砕粒子はほぼ単斜晶酸化ジルコニウムからなり,2時間酸化の生成物は26から56%の正方晶酸化ジルコニウムを含んでいた。これらの粒子は0.73から2.58m²/gの比表面積とすべて5.1eVのバンドギャップを持っていた。重量分率10%の酸化生成物と蒸留水を4mlのガラスの小瓶に入れて混合し,Co-60ガンマ線放射線分解による水素発生を調べた。実験が,観察した水素収率,G(H₂)は,両方の酸化生成物のメディアン粒子直径が減少するとともに増加することを示した。特に,3あるいは5μmの粒子を添加した水のG(H₂)は蒸留水のみのものよりも大きくなった。この向上は酸化生成物のバンドギャップによるものではない。計算した酸化生成物の表面積あたりのG(H₂),G(H₂)/Sはすべての粒径で一定であった。さらに,3あるいは5μmのメディアン粒子直径を有する酸化生成物を加えた水のG(H₂)/Sは,メディアン粒子直径が3μmである商用の酸化ジルコニウム(m-ZrO₂,t-ZrO₂)よりも大きかった。結論として,Co-60ガンマ線放射線分解による水の水素発生は水に添加される粒径に影響された。表面積あたりのG(H₂)は本実験における粉砕酸化生成物の粒径に拘らず一定であるため,酸化生成物の表面積は,この効果の主たる要因であると考えた。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *水素発生反応 ,  分解反応 ,  *放射線分解 ,  *酸化ジルコニウム ,  酸化 ,  *粒径 ,  比表面積
準シソーラス用語： 水素生成 ,  水分解 ,  *γ放射線分解 ,  酸化生成物

著者キーワード (5件)： 水素発生 ,  水放射線分解 ,  ジルカロイ-4 ,  酸化 ,  粒子サイズ

分類 (2件)： ガンマ線との相互作用  (BK16020W) ,  気体燃料の製造  (YE02030F)

引用文献 (10件)：

• Ciuparu, D., Ensuque, A., Shafeev, G. and Bozon-Verduraz, F., Synthesis and apparent bandgap of nanophase zirconia, Journal of Material Science Letters, Vol.19 (2000) pp931-933.
• Ferradini, C. and Jay-Gerin, JP., The effect of pH on water radiolysis: a still question. A mini review, Research on Chemical Intermediates, Vol.26, No.6 (2000), pp549-565.
• Heshikiri, T., Do TMD., Nagaishi, R. and Ogawa, T., Radiolysis of water suspending oxidized powder of metal zirconium, Paper presented at : The Annual Meeting of the Atomic Energy Society of Japan, Mar. 26-28, Tokyo, Japan (2014), Japanese.
• Journeau, C., Monneris, J., Tormos, B., Brissonneau, L., Excoiffier, E., Testud, V., Chagnot, C. and Roulet, D., Fabricating Fukushima Daiichi in-vessel and ex-vessel fuel debris simulants for the development and qualification of laser cutting technique, Proc. 8th European Review Meeting on Severe Accident Research (ERMSAR), Warsaw, Poland, May 16-18 (2017).
• Laverne, J. A., H₂ Formation from the Radiolysis of Liquid Water with Zirconia, The Journal of Physical Chemistry B, 109 (2005), pp.5395-5397.

タイトルに関連する用語 (7件)： CO ,  ガンマ線放射線分解 ,  水溶液 ,  水素発生 ,  サイズ ,  ジルカロイ-4 ,  酸化生成物