2021 Fiscal Year Research-status Report
Radiation integrity of strengthening factor in steels
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19K22152
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
阿部 弘亨 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (40343925)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2023-03-31
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| Keywords | 炭化物 / 酸化物 / 照射誘起 / イオン照射 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本プロジェクトでは、金属／炭化物（酸化物）２層界面における新しい照射誘起型の固相反応現象に対して、より精緻で定量的な理解を深めるため実験手法を開発し、特に微細組織の観点で定量的な評価法として確立することを目的としている。酸化物分散強化鋼中の酸化物微粒子、鉄鋼材料中のM23C6型炭化物を研究対象として、鉄鋼中微小粒子の照射による不安定化現象について、イオン照射実験と電子顕微鏡観察実験を駆使して、微細構造変化の知見を整理し、照射誘起界面固相反応に係る実験手法について検討した。
鉄鋼中酸化物微粒子および炭化物微粒子は、照射下において成長、収縮をランダムに繰り返しつつ、最終的に収縮消滅することを透過電子顕微鏡法等を用いて明らかにした。一方で相対的に大きな炭化物粒子（特にM23C6）は単純収縮の傾向を示した。この現象には、母相中の照射欠陥を媒介とした粒子界面における物質授受が関与していると考えられることから、まず粒子自体の照射影響を明らかにすることが重要との見解に至り、酸化物分散強化鋼中の酸化物粒子の合成を試みた。結果、Y2Ti2O7多結晶体の合成に成功し、電子顕微鏡観察実験およびX線回折を行った。また酸化物分散強化鋼中に存在が確認されているもう一つの酸化物析出相Y2TiO5については熱平衡状態図においても確認される物質相であるが、関連文献もほとんどないため種々の工夫をしたものの現時点で合成が確認できていない。継続して合成法（粒子混合法および熱処理法）の改良を試みている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
酸化物分散強化鋼中の酸化物微粒子、鉄鋼材料中のM23C6型炭化物を対象として、それぞれの照射による不安定化現象について知見を整理し、照射誘起界面固相反応に係る実験手法について検討した。鉄鋼中の酸化物微粒子の照射下挙動については概ね当初予定通りの成果を得た。炭化物の照射誘起非晶質化挙動に対する理解は大幅に進捗し、タングステンの影響など当初予測していなかった知見を得て、その詳細な検討を進めることができた。単体焼結体への照射影響との比較により定量的な知見を得る見通しを得た。概ね順調に進捗していると評価される。
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| Strategy for Future Research Activity |
照射誘起界面固相反応解明研究を継続する。酸化物多結晶体を合成し照射実験を行う予定である。
次年度使用が生じた理由と使用計画については、コロナ禍のため超高圧電子顕微鏡の共同利用ができなかったが、ようやく可能となりつつあることから、平成4年度は電子照射その場観察実験を実施する計画である。また、研究に使用する機器（実体顕微鏡）がコロナの影響で納品が遅れ、平成4年度より使用可能となる。
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| Causes of Carryover |
これまでコロナ禍のため超高圧電子顕微鏡の共同利用ができなかったが、ようやく可能となりつつあることから、平成4年度は電子照射その場観察実験を実施する計画である。また、研究に使用する機器（実体顕微鏡）がコロナの影響で納品が遅れ、平成4年度より使用可能となる。
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[Journal Article] Journal of Nuclear Materials2022
Author(s)
S. Kano, H.L. Yang, J. McGrady, Y. Watanabe, M. Ando, D. Hamaguchi, T. Nozawa, H. Tanigawa, K. Yoshida, T. Shibayama, H. Abe
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Journal Title
Radiation-induced amorphization of M23C6 in F82H steel: An atomic-scale observation
Volume: 558
Pages: 153345
DOI
Peer Reviewed
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