2001 Fiscal Year Annual Research Report
原子炉圧力容器鋼非破壊検査用の陽電子消滅1次元広運動量領域測定装置の試作
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12358005
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| Research Institution | TOHOKU UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
長谷川 雅幸 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (80005975)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
湯蓋 邦夫 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (00302208)
唐 政 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (80271972)
永井 康介 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (10302209)
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| Keywords | 陽電子消滅法 / 原子炉高経年化対策 / 広範囲運動量分布測定 / 位置敏感型γ線検出器 |
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| Research Abstract |
軽水炉型原子炉圧力容器鋼材料である低合金鋼A533Bの照射脆化は不純物Cuの超微小析出物が主原因とされている。本研究では、このCu析出物の新たな検出手段として、原子炉圧力容器鋼非破壊検査用の新方式の位置敏感型陽電子消滅1次元広運動量領域測定装置の開発を目的とし、それを用いて、最近"陽電子と内殻電子との消滅"検出によって我々が発見したFe-Cuモデル合金中の超微小Cu析出物の陽電子量子閉じ込め現象を利用し、従来他の実験法では検出が困難であった超微小Cu析出物の形成過程・構造の解析手法を確立させることを目指す。
本研究では、伝導電子のみならず内殻電子をも含む全電子の運動量分布を高分解能(1mrad程度)で検出できるような新方式広範囲運動量1次元角相関装置用の位置敏感型γ線検出器を開発しなければならない。そのために、高位置分解能(2mm程度)、高計数効率(150mm×150mmの検出面積)、高時間分解能(約1ns)の位置敏感型の消滅γ線検出器を先ず試作し、ついでそのような位置敏感型検出器2台を向かい合わせて同時計数測定を行う必要がある。前年度までに製作した片側の検出器に加えて、今年度は、もう一方の検出器を完成させた。ついで、両検出器の架台および試料・線源架台を作製し、両者の同時計数システムを完成させた(検出器架台には上下可動機構付き)。また、低温に試料を冷却するための低温用チェンバを作製し、新方式の1次元広運動量領域測定装置のシステム全体を組み上げた。
この1次元広運動量領域測定装置の性能評価を兼ねたテスト測定を行った結果、位置敏感型γ線検出器内部のライトガイドによるシンチレーション光の反射効果によって、運動量分解能プロファイルに長いテールが確認された。これを取り除くため、現在、ライトガイド部分および時間情報出力用のアンプの設定を改良中である。
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[Publications] Y.Nagai et al.: "Irradiation-induced Cu aggregations in Fe : An Origin of Embrittlement of Reactor Pressure Vessel Steels"Physical Review B. 63. 134110 (2001)
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[Publications] Y.Nagai et al.: "Study of Ultrafine Cu Precipitates in Neutron-Irradiated Fe Utilizing Positron Quantum-dot-like States"Material Science Forum. 363-365. 91-93 (2001)
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[Publications] 永井康介, 長谷川雅幸: "陽電子消滅法によるFe-Cuモデル合金中の微小Cu析出物の解析"金属. 71・8. 742-748 (2001)
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[Publications] Y.Nagai et al.: "Fermi Surface of Nano Crystalline Embedded Particles in Material - bcc Cu in Fe -"Physical Review Letters. 87. 176402 (2001)
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[Publications] Z.Tang et al.: "First-principles calculation of the coincidence Doppler broadening of positron annihilation radiation"Physical Review B. 65. 045108 (2002)
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[Publications] T.Onitsuka et al.: "Deformation-Enhanced Cu precipitation in Fe-Cu Alloy Studied by Positron Annihilation Spectroscopy"Physical Review B. 65. 012204 (2002)
