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現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) 工学研究科 原子核工学専攻 核燃料サイクル工学2

核燃料サイクル工学2

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科目ナンバリング
  • G-ENG08 7C015 LJ28
開講年度・開講期 2020・後期
単位数 2 単位
授業形態 講義
配当学年 修士
対象学生 大学院生
使用言語 日本語
曜時限 水4
教員
  • 山村 朝雄(複合原子力科学研究所 教授)
  • 田端 千紘(工学研究科 助教)
授業の概要・目的 原子力発電に関わる核燃料工学の中から,放射性廃棄物の計画・設計を行う際に必要となるアクチノイド凝縮系物質の基礎となる理論と応用を論ずる.アクチノイド物性化学の立場から,関連する放射化学、無機化学、固体物理学、金属工学に関する基礎事項を講述し,長寿命放射性廃棄物としての管理・保管・処理や、アルファ放射体としてのアクチノイド元素の医療応用における物理化学量の予測手法へ応用できる研究手法と解析方法を講述する.
到達目標 燃材料に使われるアクチノイドにおける凝縮系諸相の構造、安定性、調製法や、周期系や孤立系の物質における電子秩序による準位形成のメカニズム、これらを利用した分光法や回折法、核反応のホストとしての材料としての捉え方に習熟する.
授業計画と内容 導入・放射化学(2):核燃料サイクルで重要なアクチノイド物質の物性をエネルギースケールと、周期性/孤立性の観点で進めていくことを説明する。原子炉(軽水炉、高速炉)で利用される核反応を説明する。
結晶構造・相図(3):結晶と解析法、結晶育成法に基づいてアクチノイド系列元素の固体の性質を説明する。相図を用いてアクチノイド凝縮系諸相の熱的・構造的安定性を説明する。原子炉燃料として利用しうる相やその製造法を説明する。
エネルギーバンド(2):固体物性(エネルギーバンド)、励起順位間の遷移を利用する分光研究
燃材料(5):固体物性(半導体、金属、超伝導)を説明し、フォノンの基礎とこれが関わる熱容量と熱伝導を説明する。原子炉燃料、原子力電池などの燃材料についてアクチノイド固体結晶構造、圧力相図、融点の観点から説明する。再処理、マイナーアクチノイドの分離・消滅に必要な電気化学、熱力学について説明する。
磁性(3):アクチノイドのf電子が示す常磁性における磁気モーメントの評価法、運動量の結合様式、基底項(状態)と励起状態について説明する。励起状態としてゼーマン効果、分子振動も加え、この励起準位間の遷移を利用するアクチノイドの分光等について説明する。
成績評価の方法・観点 出席(40点)と講義で課するレポート(60点)
履修要件 特になし
授業外学習(予習・復習)等 参考書の該当する箇所に目を通しておくことを勧めます。
参考書等
  • キッテル 固体物理学入門 第8版, C. キッテル, (丸善), ISBN: ISBN:978-4621076569