2009 Fiscal Year Annual Research Report
短パルス自由電子レーザーによる非熱ナノ加工の基礎研究
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19206103
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
堀池 寛 Osaka University, 工学研究科, 教授 (20252611)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福田 武司 大阪大学, 工学研究科, 教授 (50354585)
鈴木 幸子 大阪大学, 工学研究科, 助教 (20403157)
山岡 信夫 大阪大学, 工学研究科, 技術專門員 (80444561)
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| Keywords | 原子力 / 加速器 / 自由電子レーザー / 非熱加工 / バックエンド / 昇華損耗 / ドロス |
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| Research Abstract |
FEL(自由電子レーザー)は加速器を基本とし、市販最新鋭レーザーより6桁高いピーク出力を持つ高スペクトル輝度光源である。昨年度、PWR用燃料被覆管材料であるジルカロイ4等を用いて高スペクトル輝度ピコ秒パルスプロセスの有効性を検証した結果、従来型の近傍波長加工用レーザーに比べ、10倍以上低い照射強度で原子炉材料の効率的(狭切削幅)非熱プロセスが実現可能であることが分かった。非熱プロセス効果を評価するため、市販Nd : YAGレーザーの基本波(1064nm)および2倍高調波(532nm)を用いてレーザー照射点における材料(SUS304、ジルカロイ4など)の温度変化およびレーザー誘起による衝撃波を計測し、レーザー照射時の材料表面の現象について考察した。材料表面の温度上昇には波長依存、すなわち材料の吸収特性が大きくかかわっていることが明らかとなった。また、衝撃波を計測することにより、材料内部の現象を予測できることが分かった。今後は、数値計算によりレーザー照射時の材料表面の温度分布のシミュレートに加え、衝撃波計測結果を援用するため、高速度カメラを用いたアブレーション計測を行う。また、赤外光および可視光による切削効率の違いがみられたことから、FELを用いた波長依存性を調べる。さらに、最終年度においてFELの光学系を構築するとともに、材料の酸化防止や残渣処理を目的としたFELによる非熱プロセスを目指した研究を実施する予定である。
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Research Products
(2 results)
