2009 Fiscal Year Annual Research Report
照射下微細組織変化予測のための点欠陥クラスタ安定性評価
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20560622
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
實川 資朗 Japan Atomic Energy Agency, 原子力基礎工学研究部門, 研究主席 (80354835)
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| Keywords | 金属物理 / 格子欠陥 / 電子顕微鏡 / モデル化 / 点欠陥クラスタ / 照射効果 / 微細組織 / マルチスケールモデル |
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| Research Abstract |
高エネルギー中性子等の照射がもたらす、材料の硬化、脆化等の原因は、主に照射生成点欠陥の集合体(クラスタ)形成とその成長による微細組織の変化にある。この変化を計算機で予測する能力を向上させるば、多くの資源を要する原子炉での照射実験の軽減等が可能になる。本提案では、この計算機シミュレーションにおる最重要因子一つである「点欠陥クラスタが点欠陥を吸収する力(クラスタの状態の影響を含む)」の推定を、イカン照射実験や計算機実験等で明らかにし、予測精度を高めた計算コードの構築を導く。
H21年度には、電子顕微鏡による照射下微細組織のその場観察、及びMD法と反応速度論による微細組織変化に関する計算機実験を実施した。このうち、計算機実験では、前年度に明らかにした点欠陥クラスタと点欠陥の相互作用を基に、この結果を反応速度論による計算に組み込むことで、従来のモデルでは説明がつきにくかった微細組織変化の照射量依存性について、よい近似が得られる結果を得た。一方、その場観察実験では、純金属中に生じる微細な点欠陥クラスタの移動、合体に関するデータを集め、さらにクラスタ密度の照射速度依存性の評価を行い、クラスタの数密度を決める因子が、基本的には点欠陥反応であることを明示した。加えて、マルチスケールモデリングへの展開に向けて、微細組織と硬化の関係及び塑性の構成式を数値計算に導入し、照射による変化モード変化を扱い得る構造を持つモデル及び計算方法を世界で始めて示した。
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