金属および合金における各種高エネルギー粒子線照射損傷の相関

1986 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61580186
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 阿部 勝憲 東北大, 金属材料研究所, 助教授 (70005940)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 菊地 迪夫 東北大学, 金属材料研究所, 技官(教務職員)
• Keywords: 照射損傷 / イオン照射 / 核融合炉材料 / 照射硬化 / 機械的性質 / モリブデン / 微小試験片 / 原子炉材料

Research Abstract

軽イオンにより金属および合金の微小試験片を照射し機械的性質と組織変化を測定し、14MeV核融合中性子および核分裂中性子照射と比較検討することが本研究の目的である。
1、照射実験:Mo合金TZMやV金属の微小引張試験片とTEMディスクを打ち抜き法により準備した。軽イオン照射治具を作製し東北大AVFサイクロトロンの材料照射チェンバーに取付け、主として16MeV重陽子を用いて【1O^(20)】〜【1O^(23)】/【m^2】のイオン照射実験を行なった。
2、材料試験と組織観察:東北大サイクロトロンRI片平サブセンターにおいてイオン照射試料の微小引張試験、微小3点曲げ試験および微小硬度試験を行った。一部試料について電子顕微鏡組織観察を東北大金研附属材料試験炉利用施設(大洗)にて行った。
3、結果の概要:16MeV重陽子によるTZM合金の降伏応力の増加はRTNS-【II】(室温)やKUR(原子炉温度)照射材に比べて大きく、例えば応力除去材では1.O×【10^(22)】/【m^2】の照射で16MeV重陽子、14MeV中性子、核分裂中性子の照射硬化量の比は約4:3:2であった。フルエンスをdpaで換算し比較した場合、これら3つの硬化量は一致せず14MeV中性子、核分裂中性子、16MeV重陽子の順に小さくなる。組織観察により、1.3×【10m^(22)】/【^2】だけ16MeV重陽子を照射したTZM合金では平均直径1.7nm、数密度1.1×【10^(23)】/【m^3】の次陥クラスタが観察された。欠陥寸法分布を比べるとKUR照射材ではみられなかった3〜5nmの比較的大きな欠陥が見られた。
4、今後の計画:各種粒子による欠陥の寸法分布や性質についてさらに検討を加えることと、他の金属、合金についても実験を行なうこと。