セラミックスおよび無機絶縁体の照射損傷の評価

1986 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61050049
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 木下 智見 九大, 工学部, 助教授 (50037917)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松井 尚之 名古屋大学, 工学部, 助手 (00023185) ; 岡村 清人 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (70005974) ; 井関 孝善 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (20016843) ; 伊藤 憲昭 名古屋大学, 理学部, 教授 (90022996) ; 友清 芳二 九州大学, 工学部, 講師 (40037891)
• Keywords: セラミックス / 絶縁体 / 照射損傷 / 点欠陥 / 転位ループ / 電子励起 / 中性子照射 / 電子線照射

Research Abstract

セラミックスの照射損傷機構を解明するために、種々の試料、照射手段、測定方法の経験者からなるグループを構成した。伝達エネルギー密度と点欠陥生成量との関係、点欠陥の安定性と集合体形成の速度論的過程、および、点欠陥の状態や集合体の構造と諸物性の関係について定性的理解を深め、今後、照射損傷を定量的に評価するための研究指針を得た。主なものを記す。
1.弾性散乱による点欠陥生成量を求める際に必要な閾エネルギー(Ed)を実験的に求める方法を提案した。非弾性散乱の効果として、電子励起によって生じた過渡的格子欠陥、すなわち自己捕獲励起子を確認した。今後Edの値非弾性散乱による点欠陥の量と安定性、弾性・非弾性効果の重量効果を定量的に求める必要がある。
2.黒鉛、【Al_2】【O_3】、TiC等について、点欠陥の安定配置、温度による安定性、移動の活性化エネルギーが求められた。また、セラミックスの格子間原子型転位ループの速度論的挙動は(1)純金属のそれに極似しているもの、(2)構造空孔を含む結晶中の挙動に似ているもの、(3)転位ループの核が大きいかまたは転位ループが不安定なもの、そして(4)転位ループが極めて小さいか、または形成されないものに分類できる。(2)に属するセラミックスには転位ループが形成されにくいことがわかり、(3)のMg【Al_2】【O_4】と共に耐照射材料を設計するための重要な成果である。また、(4)に属する結晶は共有性が強く、点欠陥の移動が緩慢である。今後、電子,イオン,中性子照射時の定性的相関と定量的相関を追求する必要がある。
3.黒鉛の中性子照射によって生ずる損傷の原子的構造と熱伝導度の関係が追求された。また、製法の異なる種々のSCに中性子を照射すると強度が増加した。この現象は材料にとっては好ましいが、高線量照射下での変化と共に、この強度増加の機構解明が望まれる。

Research Products

• [Publications] 木下智見: 日本原子力学会誌. 28. 1009-1014 (1986)
• [Publications] C.Kinoshita: Proc.11th Int.Cong.on EM,Kyoto. 1097-1098 (1986)
• [Publications] Tomokiyo: Proc.11th Int.Cong.on EM,Kyoto. 1685-1686 (1986)
• [Publications] M.Nakagawa: Crystal Lattice Defects and Amorphous Mater.
• [Publications] N.Itoh: J.Phys.C.19. 6887-6891 (1986)
• [Publications] 黒田光太郎: 窯業協会誌. 94. 773-778 (1986)
• [Publications] K.Kuroda: Proc.11th Int.Cong.on EM,Kyoto. 1305-1306 (1986)
• [Publications] K.Kuroda: J.Electron Microscopy. 35. (1986)
• [Publications] 井関孝善: セラミックス. 21. 510-515 (1986)
• [Publications] T.Iseki: Scripta Metall. 20. 1147-1149 (1986)
• [Publications] 井関孝善: 窯業協会誌. 94. 790-794 (1986)
• [Publications] K.Okamura: J.of Nucl.Mater.141/143. 102-107 (1986)
• [Publications] T.Shikama: J.of Nucl.Mater.141/143. 156-159 (1986)
• [Publications] Y.Moriyoshi: J.Mater.Sci.21. 4250-4256 (1986)
• [Publications] 守吉佑介: 日本金属学会会報. 25. 914-921 (1986)
• [Publications] 守谷佑介: 高温学会誌. 12. 49-57 (1986)
• [Publications] T.Iwata: J.Phys.Soc.Jpn.55. 2676-2686 (1986)