Effects of domain wall on diffusion of defects

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15310
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 26040:Structural materials and functional materials-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Yabuuchi Kiyohiro 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教 (70633460)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 核融合 / 構造材料 / 格子欠陥 / 拡散 / イオン照射 / 磁性

Outline of Final Research Achievements

Irradiation embrittlement, the phenomenon which the property of components of fusion reactors was degraded by neutrons generated in the fusion plasma, is one of the most important issue of safety of fusion reactor. In this study, we focused on the effect of magnetic domain on the irradiation effect. Pure Fe was used for the materials and the ion irradiation experiments was performed using the ion accelerator DuET in Institute of Advanced Energy, Kyoto University. Experimental and computational study revealed the relationship between magnetic effect and microstructure evolution.

Free Research Field

構造材料

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

核融合炉に使用される材料特有の劣化事象として、炉心プラズマから発生する高エネルギー中性子に曝されることによって材料特性が劣化する、いわゆる照射脆化が極めて重要である。照射脆化は、ミクロには金属結晶中の原子がビリヤードのようにはじき出されることにより形成した格子欠陥（またはその集合体）が熱拡散過程を経て最終的に粗大な欠陥を形成することにより材料が劣化する事象である。格子欠陥は拡散中に磁壁によってトラップされると考えられるが、その詳細については明らかになっていない。本研究結果は、磁場閉じ込め核融合炉の構造材料の照射脆化予測を行う上で重要である。