A search for the thermodynamics integrating the crystal phases formed in the nuclear fuel waste glasses and their aqueous ions

整合核燃料废玻璃中形成的晶相及其水离子的热力学研究

基本信息

批准号：
20K05183
负责人：
森下政夫
金额：
$ 2.75万
依托单位：
University of Hyogo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

水溶液中イオンの熱力学諸量を決定するためには、固相からイオンに至る熱力学サイクルを完成させなければならない。著者らは、当該研究の前段階として、平成26～30年度において、基盤研究(Ｃ)(26420758)を実施し、この固体の母相のイエロ－フェーズ群である金属イオンが正1価のAg2MoO4(cr)、正2価のMgMoO4(cr)、CaMoO4(cr)、SrMoO4(cr)およびBaMoO4(cr)について、熱力学サイクルを構築し、熱力学諸量を決定した。また、これらの母相から溶出するMoO4 2-(aq)の熱力学諸量を決定した。しかしながら、さらにユニバ－サルな値に高めるためには、金属イオンが正4価の固体の母相を検討する必要がある。当該助成研究において、正4価の金属イオンからなるZrMo2O8(cr)の熱力学諸量の測定を進めた。R2年度において菱面体晶ZrMo2O8(cr)の単相の作製に成功して2-400 Kの熱容量を測定した結果、冷却過程と昇温過程とではその値が異なることを見出した。R3年度この菱面体晶ZrMo2O8(cr)の320-2 K磁性を測定した結果、冷却に伴い、反磁性相、常磁性相を経て、極低温でフェリ強磁性相に磁気相転転移することが分かった。また、極低温でフェリ磁性相としてスピンが規則化すると、その状態は凍結し、昇温過程において、その凍結状態は高温温側まで維持されることを見出した。R4年度この菱面体晶ZrMo2O8(cr)が特異な熱容量と磁性の特異な温度履歴現象を発現する理由を解明するため、放射光Spring 8を用いて極低温までXRDを実施した。その結果、熱容量と磁性の特異な温度履歴現象は、特異なイオン配置の温度変化によって持ち来たらされることが分かった。

为了确定水溶液中离子的热力学量，必须完成从固相到离子的热力学循环。 As a preliminary step of the study, the authors conducted a basic research (C) (26420758) between 2014 and 2018, and constructed a thermodynamic cycle for the metal ions, which are the yellow phase group of solid matrix, Ag2MoO4(cr), MgMoO4(cr), CaMoO4(cr), SrMoO4(cr), and BaMoO4(cr), and various thermodynamic quantities were determined.此外，确定了从这些矩阵中洗脱的热力学量的MOO4 2-（aq）。但是，为了将值进一步提高到通用值，有必要考虑具有四价金属离子的实心基质。在这项赠款研究中，测量了由四载金属离子组成的ZRMO2O8（CR）的各种热力学。在2012财年，我们成功地制造了菱形ZRMO2O8（CR）的单相，并测量了2-400 K的热容量，发现冷却过程的值在温度升高过程之间有所不同。 1991年测量了这种菱形ZRMO2O8（CR）的320-2K磁性。发现在冷却时，在极低的温度下，将dimagnetic相和顺磁相转移到Ferri Ferromagnetic相。还发现，当旋转在极低温度下以铁磁相排序时，状态被冷冻，在温度上升过程中，冷冻状态将保持至高温侧。在2014财政年度，为了了解为什么这种菱形ZRMO2O8（CR）表现出独特的热容量和磁性温度历史史现象，XRD是使用Synchrotron辐射弹簧8到极低的温度进行的。结果，发现热容量和磁性的独特温度历史现象是由单数离子构型的温度变化引起的。