JMTR照射とRTNS-II照射の比較による核分裂ー核融合中性子照射損傷相関の研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04302063
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 桐谷 道雄 名古屋大学, 工学部 教授 (70033826)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡田 亜紀良 北海道大学, 工学部, 助教授 (40001341) ; 木下 智見 九州大学, 工学部, 教授 (50037917) ; 下村 義治 広島大学, 工学部, 教授 (40033831) ; 吉田 直亮 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (00127317) ; 義家 敏正 京都大学, 原子炉実験所, 教授 (20124844)
• Keywords: 中性子照射 / 核融合中性子 / 核分裂中性子 / 原子炉照射 / 核分裂一核融合相関 / 照射損傷 / 核融合炉材料 / カスケード損傷

Research Abstract

本研究は、1982年に日米協力研究として開始し現在も照射後実験・解析を続行しつつある核融合中性子源RTNS-IIによる照射と材料試験炉JMTRによる制御照射を、直接比較することにより核融合・核分裂中性子照射相関を求めるべく開始した3か年計画研究の第一年目のものである。
JMTRによる完全温度制御照射は本研究者の努力によりその制御の不可欠性を国際的にも認識せしめたもので、本年度は、(1)高温領域照射(400,500,600℃)、(2)低温域照射(90x3,150℃)、および(3)温度変動照射(200 400,300 400℃)を、実行した。(1)は今までに行ったもの(200〜400℃)より更に高い高温を、(2)は更に低温を目指すと同時に従来型照射と制御照射の差の検出を含めたもので、(3)は現状の原子炉、将来の核融合炉の動作を模擬すると同時に温度変化による損傷構造発達の原理を明らかにしようとするものである。
損傷構造発達機構の要素過程の抽出としては、(1)カスケード局在性誘起バイアス効果(CLIB Effect)の総合的位置づけを行い、(2)点欠陥反応の揺らぎの効果を導入することのよりカスケードからの格子間原子集合体発生の未解決の課題を解決し、(3)格子間原子微小集合体の位置的不安定性の集合体発生に対する関与を分析し、(4)二体間衝突近似によるカスケードの系統的解析と実験結果の対応からF-F相関を論じる、等の成果を納めた。
全体的課題としては、(1)相異なる粒子での照射の照射の比較・相関の論理的ベースとなる反跳エネルギースペクトル解析を更に進めると共に、(2)損傷構造発達の時間経過の系統化した解析を世界で初めて可能とした。
この他、核融合・核分裂相関の論理的構築には損傷構造発達の総合的理解が不可欠との立場から、超高圧電子顕微鏡による電子照射および各種イオン照射の実験を並行して実行しつつある。

Research Products

• [Publications] M.Kiritani: "Correlation of high-energy particle irradiation by use of the recoil energy spectrum" Materials Science Forum. 97-99. 141-156 (1992)
• [Publications] M.kiritani: "Influence of primary recoil energy spectrum on microstructural evolution" Journal of Nuclear Materials. 191-194. 125-131 (1992)
• [Publications] S.Kojima,T.Yoshiie,K.Hamada and M.Kiritani: "Fluctuation effect of point defect reaction on nucleation and growth of interstitial clusters during neutron irradiation" Journal of Nuclear Materials. 191-194. 1128-1133 (1992)
• [Publications] Y.Satoh,T.Yoshiie and M.Kiritani: "Binary collision calculation of subcascade structure and its correspondence to observed subcascade defects in 14 MeV neutron irradiated copper" Journal of Nuclear Materials. 191-194. 1101-1105 (1992)
• [Publications] M.Kiritani: "A comment on future intense high energy neutron sources from the variation of microstructural evolution by the difference in recoil energy spectrum" Radiation Effects and Defects in Solids. 124. 127-138 (1992)
• [Publications] M.Kiritani,T.Yoshiie,S.Kojima and Y.Satoh: "Origin of unbalanced reaction of vacancies and interstitials during irradiation and influence on microstructural evolution" Journal of Nuclear Materials. (1992)
• [Publications] M.Kiritani: "Exposure time and recoil energy dependence of defect accumulation" Journal of Nuclear Materials. (1993)
• [Publications] T.Yoshiie and M.Kiritani: "Cascade localization induced bias effect for void growth Materials Science forum" Journal of Nuclear Materials. 97-99. 105-110 (1992)
• [Publications] T.Yoshiie and M.Kiritani: "The variation of cascade localization induced bias effect with materials parameters and irradiation conditions Journal of Nuclear Materials" Journal of Nuclear Materials. 191-194. 1088-1091 (1992)
• [Publications] T.Yoshiie,S.Kojima,Y.Satoh,K.Hamada and M.Kiritani: "Detection of the role of free point defects from the variation of defect structures near permanent sinks in neutron irradiated metals" Journal of Nuclealr Materials. 191-194. 1160-1165 (1992)
• [Publications] N.Yoshida,Q.Xu,H.Watanabe,T.Muroga and M.Kiritani: "Low dose fission neutron irradiaton on P-and Ti-modified austenitic alloys with improved temperature control Journal of Nuclear Materials" Journal of Nuclear Materials. 191-194. 1114-1118 (1992)
• [Publications] H.Inoue,T.Miuroga,Y.Myamoto and N.Yoshida: "Characteristecs of point defects and their clustering processes in Fe-Mn-Cr and Fe-Mn-Si-Cr alloys Journal of Nuclear Materials" Journal of Nuclear Materials. 191-194. 1342-1354 (1992)
• [Publications] K.Yamakawa,I.Mukouda and Y.Shimomura: "Void formation in neutron-irradiated Cu and Cu alloys journal of Nuclear Materials" Journal of Nuclear Materials. 191-194. 396-400 (1992)
• [Publications] C.Kinoshita: "Radiation-induced microstructural change in ceramic materials" Journal of Nuclear Materials. 191-194. 67-74 (1992)
• [Publications] K.Nakai,C.Kinoshita and Y.Muroo: "A study of sink strength of dislocations through kinetics of loop formation under electron irradiation" Journal of Nuclear Materials. 191-194. 1189-1193 (1992)
• [Publications] K.Nakai,K.Fukumoto and C.Kinoshita: "Characteristics of the loop formation process in the MgO-Al_2O_3 system irradiated with fission neutrons" Journal of Nuclear Materials. 191-194. 630-634 (1992)