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2014 Fiscal Year Research-status Report

先進電子顕微鏡法による蛍石型酸化物中の酸素欠陥挙動の動的観察・計測

Research Project

Project/Area Number 25420692
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

安田 和弘  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80253491)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 椎山 謙一  純真学園大学, 保健医療学部, 准教授 (30243900)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords蛍石型酸化物 / 照射損傷 / イオントラック / 電子顕微鏡 / 核燃料 / 核変換処理材料
Outline of Annual Research Achievements

次世代軽水炉燃料や長寿命放射線核種の核変換処理材料として、立方晶安定化ジルコニアなどの蛍石型酸化物の使用が期待されている。本研究は、酸素イオン点欠陥の優先的なはじき出し損傷が照射欠陥集合体の形成・成長過程に及ぼす効果、ならびに高密度電子励起損傷に伴う照射欠陥の構造・蓄積過程を先進電子顕微鏡を用いた「その場」観察・分析法により明らかにすることを目的とする。本年度は、蛍石型構造酸化物である立方晶安定化ジルコニアおよびセリアを対象として研究を進め、以下に記す成果を得た。
(1)ジルコニアおよびセリアの転位ループ形成・成長過程には、酸素イオン副格子の選択的はじき出し損傷が大きく影響を与えるが、80-3000 keVの幅広いエネルギーを有する電子照射下「その場」観察から、転位ループ形成・成長には酸素イオン/陽イオンのはじき出し損傷速度の影響が大きいことを示唆する成果を得た。
(2)ジルコニアおよびセリア中のイオントラック構造に関する原子レベル観察、ならびにイオントラック蓄積過程に関する研究を進めた。イオントラックが空孔に富む中心領域と格子間原子もしくは微小な欠陥を含む周辺領域の構造を持つことを考察した。
(3)超高圧電子顕微鏡内カソードルミネッセンス「その場」測定、およびX線小角散乱法などの手法を点欠陥蓄積およびイオントラック構造の解析に応用する研究を進めた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究は計画通りに進行している。

Strategy for Future Research Activity

26年度までに実施した研究を継続して遂行する。特に、イオントラック構造に関してはジルコニアとセリアの相違点に着目して実験結果の解析を進め、蛍石構造酸化物の耐照射損傷性の機構に関する考察を進める。加えて、最終年度である27年度は、これまでに得られた電子顕微鏡観察の結果と、カソードルミネッセンス「その場」測定およびX線小角散乱法などの新しい手法による結果を総括する。

Causes of Carryover

計算記録媒体の購入を予定していたが、既存の物品を使用することができたため、今年度は新たに記録媒体を購入する必要がなくなった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度に計算記録媒体を購入する。

  • Research Products

    (19 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 3 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Structure of Ion Tracks in Ceria Irradiated with High Energy Xenon Ions2015

    • Author(s)
      S. Takaki, K. Yasuda, T. Yamamoto, S. Matsumura, N. Ishikawa
    • Journal Title

      Progress in Nuclear Energy

      Volume: なし

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Atomic Structure of Ion Tracks in CeO2 Irradiated with 200 MeV Xe Ions2014

    • Author(s)
      S. Takaki, T. Yamamoto, M. Kutsuwada, K. Yasuda, S. Matsumura
    • Journal Title

      JAEA-review

      Volume: 2013-057 Pages: 55-56

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Atomic Structure of Ion Tracks In Ceria2014

    • Author(s)
      S. Takaki, K. Yasuda, T. Yamamoto, S. Mastumura, N. Ishikawa
    • Journal Title

      Nucl. Instr. and Meth. Phys. Res.B

      Volume: 326 Pages: 140-144

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2013.10.077

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Atomic-Resolution HAADF/ABF-STEM Observation of Radiation-Induced Defects in Ceria2014

    • Author(s)
      S. Takaki, K. Yasuda, T. Yamamoto, S. Matsumura, N. Ishikawa
    • Journal Title

      Prodeedings on 18th Internbational Microscopy Congress

      Volume: なし Pages: MS-9-P-2103

    • Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 高速重イオン照射によりCeO2中に形成されるイオントラック構造の重畳効果2015

    • Author(s)
      髙木聖也、山本知一、安田和弘、松村 晶、石川法人
    • Organizer
      日本金属学会 2015年 春期講演大会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2015-03-18 – 2015-03-20
  • [Presentation] CeO2中のイオントラック構造の原子レベル観察2014

    • Author(s)
      高木聖也、山本知一、安田和弘、松村 晶、石川法人
    • Organizer
      第56回日本顕微鏡学会九州支部総会・学術講演会
    • Place of Presentation
      宮崎市民プラザ
    • Year and Date
      2014-12-06
  • [Presentation] CeO2中の照射欠陥形成・成長過程の電子エネルギー依存性2014

    • Author(s)
      桑原 健人、高木聖也、山本知一、安田和弘、松村 晶
    • Organizer
      日本原子力学会九州支部第33回研究発表講演会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2014-12-06
  • [Presentation] 高速重イオン照射に伴うEr2O3ドープCeO2中のイオントラック微細構造の解析2014

    • Author(s)
      安藤 広介、高木聖也、山本知一、安田和弘、松村 晶、石川法人
    • Organizer
      日本原子力学会九州支部第33回研究発表講演会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2014-12-06
  • [Presentation] 小角X線散乱法によるCeO2/SiO2中のイオントラックのサイズ評価2014

    • Author(s)
      鶴田幸之介、高木聖也、吉岡 聰、安田和弘、松村 晶、堀出朋哉、石川法人
    • Organizer
      日本原子力学会九州支部第33回研究発表講演会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2014-12-06
  • [Presentation] Atomic Structure of Ion Tracks in Fluorite Structure Oxide2014

    • Author(s)
      K. Yasuda, S. Takaki, T. Yamamoto, S. Matsumura, N. Ishikawa
    • Organizer
      2014 MRS Fall Meeting & Exhibit
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      2014-11-30 – 2014-12-05
  • [Presentation] 小角X線散乱法による酸化物セラミックス中のイオントラックのサイズ評価2014

    • Author(s)
      吉岡 聰,髙木聖也,山本 知一,安田 和弘,松村 晶,堀出 朋哉,石川 法人
    • Organizer
      日本金属学会 2015年 秋期講演大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [Presentation] Atomic-Resolution HAADF/ABF-STEM Observation of Radiation-Induced Defects in Ceria2014

    • Author(s)
      S. Takaki, K. Yasuda, T. Yamamoto, S. Matsumura, N. Ishikawa
    • Organizer
      18th International Microscopy Congress
    • Place of Presentation
      Prague, Czech Republic
    • Year and Date
      2014-09-07 – 2014-09-12
  • [Presentation] Structure and Accumulation of Ion Tracks in Oxide Ceramics2014

    • Author(s)
      K. Yasuda, S. Takaki, T. Yamamoto, S. Matsumura, N. Ishikawa
    • Organizer
      The 15th IUMRS-International Conference in Asia (IUMRS-ICA 2014)
    • Place of Presentation
      福岡大学
    • Year and Date
      2014-08-24 – 2014-08-30
    • Invited
  • [Presentation] Atomic Scale Study on Ion Tracks in Ceria Irradiated with 200 MeV Xe Ions2014

    • Author(s)
      S. Takaki, K. Yasuda, T. Yamamoto, S. Matsumura, N. Ishikawa
    • Organizer
      The 15th IUMRS-International Conference in Asia (IUMRS-ICA 2014)
    • Place of Presentation
      福岡大学
    • Year and Date
      2014-08-24 – 2014-08-30
  • [Presentation] Atomic Structure of Ion Tracks in Oxide Ceramics2014

    • Author(s)
      K. Yasuda, S. Takaki, T. Yamamoto, S. Matsumura and N. Ishikawa
    • Organizer
      26th International Conference on Atomic Collisions in Solids (ICACS-26)
    • Place of Presentation
      Debrecen, Hungary
    • Year and Date
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • Invited
  • [Presentation] 電子および重イオンを重畳照射したCeO₂中の照射欠陥形成・成長2014

    • Author(s)
      川波 隼己,桑原 健人,高木 聖也,山本 知一,安田 和弘,松村 晶
    • Organizer
      日本金属学会九州支部・日本鉄鋼協会九州支部・軽金属学会九州支部 H26年度合同学術講演大会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2014-06-07
  • [Presentation] Atomic Structure of Ion Tracks in Fluorite Structure Oxide2014

    • Author(s)
      K. Yasuda, S. Takaki, T. Yamamoto, S. Matsumura, N. Ishikawa
    • Organizer
      2014MRS Spring Meeting & Exhibit/Symposium ZZ: Advanced Characterization Techniques for Ion-Beam-Induced Effects in Materials
    • Place of Presentation
      San Francisco, USA
    • Year and Date
      2014-04-21 – 2014-04-25
    • Invited
  • [Remarks] 九州大学工学研究院 エネルギー量子工学部門 エネルギー物質工学講座 量子線物性工学研究室

    • URL

      http://www.qpn.kyushu-u.ac.jp/lab3/

  • [Remarks] 超顕微解析研究センター

    • URL

      http://www.hvem.kyushu-u.ac.jp/

URL: 

Published: 2016-05-27  

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