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2009 Fiscal Year Annual Research Report

原子炉圧力容器鋼中ナノ炭化物とその界面の3次元アトムプローブ観察

Research Project

Project/Area Number 20860018
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

外山 健  Tohoku University, 金属材料研究所, 助教 (50510129)

Keywords原子力エネルギー / 照射脆化 / 炭化物 / アトムプローブ
Research Abstract

我が国電力の30%強を担う軽水炉型原子炉は、高経年化(当初の想定期間を超えて運転)時代を迎えつつある。その安全性を確保する上で最重要の問題の一つに、炉心を格納する圧力容器の照射脆化が挙げられる。脆化による脆性破壊は、材料中の不均一組織・界面(炭化物や結晶粒界)が起点となって生じるが、これらの研究例は世界的にも乏しく、理解は未だ不十分である。本研究では、そのうちの微小炭化物およびその界面に焦点を絞り、最先端の3次元アトムプローブ(3D-AP : Three Dimensional Atom Probe)を用いて原子レベルでこれを観察し、解析することを目的とした。今年度は、昨年に確立した3D-AP試料の作製手法を用いて、原子炉圧力容器鋼中の微小炭化物を3D-APで観察することを主目標とした。本研究では、照射済みRPV鋼試料について実験を行うが、これらの試料は機械試験後の残材として入手しており、不整形である。これを、放電加工機を用いて加工歪みが導入されないように切断・整形し、さらに、試料を先端径100nm以下の細い針状に加工して3D-AP試料とした。ベルギー炉の監視試験片中の微小炭化物を3D-AP観察し、M6C型の炭化物を分析した。中性子照射により、炭化物-マトリックス界面でのMn、Mo、Pなどの偏析が顕著になることを明らかにした。このような界面は、前述のように圧力容器鋼中の破壊の起点の有力な候補であるから、照射による変化をナノ組織の立場から調べた本研究は、圧力容器鋼の照射脆化を理解する上で重要と考えられる。

  • Research Products

    (5 results)

All 2009

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Positron annihilation characterization of nanostructured ferritic alloys2009

    • Author(s)
      M.J.Alingera, S.C.Glade, B.D.Wirth, G.R.Odette, T.Toyama, Y.Nagai, M.Hasegawa
    • Journal Title

      Materials Science and Engineering A 518

      Pages: 150-157

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of radiation-induced defects on microstructural evolution of Fe-Cr model alloys2009

    • Author(s)
      J.Kwon, T.Toyama, Y.M.Kim, W.Kim, J.H.Hong
    • Journal Title

      Journal of Nuclear Materials 386-388

      Pages: 165-168

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Post irradiation annealing of a surveillance test specimen of Dole-4 reactor in Belgium studied by LEAP and positron annihilation2009

    • Author(s)
      外山健, 永井康介, 土屋直柔, 長谷川雅幸, T.Ohkubo, A.Almazouzi, E.van Walle, R.Gerard
    • Organizer
      IGRDM-15
    • Place of Presentation
      ハンガリー・ブダペスト
    • Year and Date
      2009-10-14
  • [Presentation] 原子炉圧力容器鋼の中性子照射によるナノ組織変化と照射硬化2009

    • Author(s)
      外山健、畠山賢彦、永井康介、長谷川雅幸、A.Almazouzi、E.van Walle、R.Gerard
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] 第2世代の原子炉圧力容器鋼監視試験片(ベルギーDoel-4炉)の照射後焼鈍2009

    • Author(s)
      外山健、土屋直柔、畠山賢彦、永井康介、長谷川雅幸、A.Almazouzi、E.van Walle、R.Gerard
    • Organizer
      日本金属学会2009年度秋期講演大会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2009-09-16

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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