2021 Fiscal Year Annual Research Report
Synergy effects of electronic/nuclear excitatiion and microstructure evolution in ceramic compounds
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19K05333
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
安田 和弘 九州大学, 工学研究院, 教授 (80253491)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 照射損傷 / 電子顕微鏡法 / カソードルミネッセンス / イオントラック / 蛍石型酸化物セラミックス / 電子/格子励起重畳効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
酸化物/窒化物セラミックスは，核燃料や核変換処理材料として期待される重要な原子力材料である。これらの材料は、線質（すなわちエネルギー損失過程）やエネルギーが異なる種々の放射線が存在する複合照射環境で使用され，そのために材料に誘起される微細構造変化は、複合放射線の重畳効果（シナジー効果）大きく影響を受ける。本研究では、放射線損傷過程を電子励起損傷と格子励起（はじき出し損傷）のシナジー効果と捉え、これを点欠陥挙動の立場から明らかにすることを目的としている。本年度の研究成果の概要を以下に記す。
1）電子的阻止能の異なる（17 keV/nm ～ 37 keV/nm）高速重イオンを照射したCeO2試料の微細組織変化を電子顕微鏡観察により調べ、イオントラック、転位ループ（ドットコントラスト）、転位網など、異なる性状の照射欠陥形成を照射量および電子的阻止能、電子的阻止能/核的阻止能比として整理し、微細組織発達に及ぼす電子的阻止能/核的阻止能比の効果とその照射量依存性について考察を進めた。
2）ドープの異なるGd2O3－CeO2試料を作製し、これらの微細組織ならびに高速重イオン照射に伴う照射欠陥形成、微細構造変化を電子顕微鏡法、X線回折法およびカソードルミネッセンス「その場」計測法により系統的に調べ、照射欠陥形成に及ぼす異価陽イオンドープの効果を追求した。
3）ZrNのはじき出しエネルギーを分子動力学計算法と電子照射実験の双方による評価から決定した。
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