2016 Fiscal Year Annual Research Report
Radiation effects on impurity-diffusion in Fe towards an Improvement of prediction of RPV embrittlement
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26709073
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
外山 健 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (50510129)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 拡散 / 照射 / 原子炉圧力容器 / ３次元アトムプローブ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
原子力材料の照射劣化の主因の一つである溶質・不純物クラスターの形成および発展を理解する上で、溶質・不純物原子の拡散係数は重要なパラメーターである。原子の拡散には空孔や格子間原子が関与するため、それらが熱平衡時に比べて大量に導入される照射下では拡散が大きく促進される場合がある（照射促進拡散）。照射促進拡散は反応速度論で議論されており、照射条件（照射速度・温度・照射量）や材料のシンク濃度に依存するとされる。しかしながら、これを実験的に調べた報告はあまり多くなく、特にRPV鋼の照射脆化で重要な鉄中の銅拡散に関する研究例はわずかである。そこで、本研究では、銅-鉄拡散対を電子線照射してフレンケル対のみを導入したのちの銅の拡散プロファイルを3D-APで測定し、鉄中の銅拡散に対する照射促進効果を調べることを目的とした。
純鉄（5N、水素焼鈍済み）を約5mm×5mm×1mmに切断し、研磨紙および化学研磨によって加工層を十分に除去した。化学研磨後、直ちに1E-5Pa以下に真空引きし、アルゴンイオンスパッタで表面を清浄にしたのちに純銅（5N）を膜厚約3μmまで電子ビーム蒸着した。電子線照射は量研機構高崎研究所１号加速器にて、ビームエネルギー2MeV、ビーム電流10mA、ヘリウムガス雰囲気で行なった。温度制御は熱電対およびセラミックスヒーターで行ない、目標温度の1.5℃以内を保って照射した。照射温度は420℃-620℃、照射時間は1000秒-35000秒である。照射後、3D-APを用いて銅-鉄界面からの銅濃度プロファイルを測定した。570℃で10000秒照射した拡散対の銅濃度プロファイルを570℃で10000秒熱時効した拡散対におけるそれと比較したところ、照射試料ではやや拡散が促進されている可能性が示唆された。一方、固溶限濃度は照射試料・熱時効試料での差異はほぼ見られなかった。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] The effect of crystallographic mismatch on the obstacle strength of second phase precipitate particles in dispersion strengthening: bcc Nb particles and nanometric Nb clusters embedded in hcp Zr2016
Author(s)
Y. Matsukawa, H.L. Yang, K. Saito, Y. Murakami, T. Maruyama, T. Iwai, K. Murakami, Y. Shinohara, T. Kido, T. Toyama, Z. Zhao, Y.F. Li, S. Kano, Y. Satoh, Y. Nagai, H. Abe
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Journal Title
Acta Materialia
Volume: 102
Pages: 323-332
DOI
Peer Reviewed
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