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2013 Fiscal Year Annual Research Report

コンビナトリアル手法を取り入れた照射環境下での経年劣化現象の解明・評価技術研究

Research Project

Project/Area Number 23360418
Research InstitutionIwate University

Principal Investigator

鎌田 康寛  岩手大学, 工学部, 教授 (00294025)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大島 永康  独立行政法人産業技術総合研究所, 計測フロンティア部門, 主任研究員 (00391889)
菊池 弘昭  岩手大学, 工学部, 准教授 (30344617)
小林 悟  岩手大学, 工学部, 准教授 (30396410)
村上 武  岩手大学, 工学部, 技術専門職員 (60466513)
渡辺 英雄  九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (90212323)
Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
Keywords照射損傷 / 非破壊評価 / 磁気特性
Research Abstract

本研究では、原発機器構造物の照射環境下での経年劣化現象の機構解明と非破壊評価技術開発をめざし、高効率・高精度にデータ取得できる”コンビナトリアル型研究”を照射損傷研究で新しく提案している。H23年度に開発したコンビナトリアル型単結晶合金作製装置と、H24年度に開発・設置したタンデム型加速器用の直線駆動シャッター及び温度制御試料ステージを駆使して、本年度は濃度勾配を有するFe-Cr二元合金単結晶薄膜の磁気特性の重イオン照射効果について重点的に実験を行った。Cr濃度を0%から13%の範囲で連続的に変えたFe-Cr単結晶を475℃でCuイオン照射し、照射後に磁化過程を磁気光学カー効果顕微鏡で調べた結果、照射・未照射境界でスパイク状磁区が生じることを明らかにした。さらに、約9%以上のCr濃度で単磁区化の際の臨界磁場が急増することを明らかにした。この結果は、最近報告されている低Cr濃度側のFe-Cr合金の最新二元系状態図と一致している。並行して、材料試験炉を用いてFe-20%Cr合金バルク材を290℃で中性子照射し、ホットラボで硬度・磁気特性を調べたところ、硬度と磁気ヒステリシス曲線の保磁力の増加を確認した。これらの結果は、照射と熱の複合環境下で生じるFe-Cr系合金の脆化を磁気計測で捉えられることを示唆しており、イオン照射と単結晶薄膜を利用したコンビナトリアル型の照射損傷研究の有用性を示すことができた。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2014 2013

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Fe-Cr合金の照射損傷と磁性のコンビナトリアル型研究2014

    • Author(s)
      鎌田康寛, 兜森達彦, 小林悟, 菊池弘昭, 渡辺英雄
    • Journal Title

      日本AEM学会誌

      Volume: 22 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ion-irradiation enhancement of materials degradation in Fe-Cr single crystals detected by magnetic technique2013

    • Author(s)
      Y. Kamada, H. Watanabe, S. Mitani, J. N. Mohapatra, H. Kikuchi, S. Kobayashi, M. Mizuguchi and K. Takanashi
    • Journal Title

      J. Nucl. Mater

      Volume: Vol. 442 Pages: S861-S864

    • DOI

      10.1016/j.jnucmat.2012.11.042

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Development of a combinatorial technique for defect analysis with a positron microprobe2013

    • Author(s)
      N. Oshima, Y. Kamada, H. Watanabe, A. Kinomura, R. Suzuki
    • Organizer
      2nd Japan-China Joint Workshop on Positron Science (JWPS2013)
    • Place of Presentation
      AIST, IBARAKI Tsukuba
    • Year and Date
      20131221-20131223
  • [Presentation] Neutron irradiation effects on the magnetic properties of Fe-Cr alloys2013

    • Author(s)
      Y. Kamada, J. N. Mohapatra, S. Kobayashi, H. Kikuchi and H. Watanabe
    • Organizer
      16th International conference on fusion reactor materials (ICFRM16)
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      20131020-20131026
  • [Presentation] Magnetic and electrical properties of ion-irradiated single crystal iron films2013

    • Author(s)
      Y. Kamada, H. Watanabe, S. Mitani, N. Oshima, S. Kobayashi, J. Echigoya, M. Mizuguchi and T. Takanashi
    • Organizer
      16th International conference on fusion reactor materials (ICFRM16)
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      20131020-20131026
  • [Presentation] 濃度勾配を持つFe-Cr単結晶合金薄膜の作製と磁化過程に与える重イオン照射効果2013

    • Author(s)
      兜森達彦, 鎌田康寛, 小林悟, 菊池弘昭, 渡辺英雄
    • Organizer
      日本金属学会2013年秋期(第153回)講演大会
    • Place of Presentation
      金沢大, 石川県金沢市
    • Year and Date
      20130917-20130919

URL: 

Published: 2015-05-28  

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