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鋼材の照射脆化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 02452289
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 原子力学
研究機関東京大学

研究代表者

石野 栞  東京大学, 工学部, 教授 (70010733)

研究分担者 河西 寛  東京大学, 工学部, 助手 (40010970)
関村 直人  東京大学, 工学部, 助教授 (10183055)
岩田 修一  東京大学, 人工物工学研究センター, 教授 (50124665)
研究期間 (年度) 1990 – 1992
研究課題ステータス 完了 (1992年度)
配分額 *注記
6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
1992年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
1991年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
1990年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
キーワード圧力容器鋼の照射脆化 / 鉄基モデル合金 / イオン照射 / 陽電子消滅 / Sパラメータ / 銅の効果 / 空孔ー銅複合体 / 中性子照射 / 空孔-銅複合体 / 微小硬さ試験 / 透過型電子顕微鏡観察 / 陽電子消滅法 / 欠陥クラスタ- / 圧力容器鋼 / 純鉄 / 鉄合金 / 照射脆化 / 添加元素効果 / 照射硬化 / 照射組織変化
研究概要

本年度も引き続き鉄をベースに炭素、銅、ニッケル量を変化させたモデル合金を試料として用いた。このモデル合金に対して、東京大学原子力研究総合センター重照射研究設備(HIT)にてニッケルイオン照射、水素イオン照射を行うとともに、材料試験炉(JMTR)にて中性子照射を行った。
本年度は筑波大学物質工学系谷川研究室と共同で進めている陽電子消滅測定を重点的に行った。3MeVのニッケルイオンを290℃で1mdpa照射したモデル合金に対して、エネルギーを細かく変化させながら陽電子を注入し、金属中の電子と陽電子が対消滅する際に放出するγ線のドップラー広がりを半導体検出器によって測定した。いずれの成分の試料でも未照射材に比べて空孔型欠陥の生成を示すSパラメータの上昇が確認された。添加元素による効果を調べたところ、銅を添加された試料はされないものに比べてSパラメータの上昇度が大きいことが確認された。また、ニッケル添加はSパラメータ上昇に効果を及ぼさず、銅との相乗効果も見られなかった。このようなことから、鉄中の銅と空格子点との間には強い相互作用があり、空孔ー銅複合体が形成されていると推定している。以上の結果は10月の日本金属学会において報告された。3MeVのプロトンを照射したモデル合金に対しても同様の測定を試みたが、導入される欠陥濃度が低く、Sパラメータの上昇が検出されなかったので、同様の測定を行うには照射量を増やす、あるいはイオンエネルギーを下げるなどの変更が必要であることがわかった。
JMTRでの中性子照射実験では本年度から中性子エネルギースペクトルを変化させた照射、および中性子束を1桁変化させた照射を開始したが、電子顕微鏡観察などの照射後実験は5年度以降に行うことになっているが、本研究の成果はこれら中性子照射データの解析に有用な基礎を与えるものとなろう。

報告書

(4件)
  • 1992 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1991 実績報告書
  • 1990 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (37件)

  • [文献書誌] 森下和功、関村直人、岩田修一、石野 栞: "分子効力学的手法によるカスケード損傷過程の解明" シミュレーション. 10. 352-360 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Ishino.N.Sekimura: "Primary Knock-on Atom Energy Dependence of Radiation Damage" Annales de Chemie Fr.16. 341-350 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Sekimura,S.Ishino: "In-situ Observation of Cascade Damage under Heavy Ion Irradiation" Rad. Effects and Defects in Solids. 124. 109-116 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Ishino,N.Sekimura,H.Sakaida,Y.Kanzaki: "In-situ Observation of Heavy Ion Radiation Damage Some FCC Metals" Mater.Sci.Forum. 97-99. 165-182 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Morishita, T.Toyonaga, N.Sekimura, S.Ishino: "Temperature Effect on the Primary State of Displacement Cascade" Trans.Mater.Res.Soc.Japan. 110-117 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Morishita, N.Sekimura,S.Ishino: "A Molecular Dynamics Study on the Collisional and Cooling Phases of Cascade Damage" Red.Effects and Defects in Solids. ((in press))

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Morishita, N.Sekimura, T.Toyonaga,S.Ishino: "Thermodynamical Evaluation of Cascade Damage Evolution by Molecular Dynamics Caluculation" J.Nucl.Mater.191-194. 1123-1127 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kanzaki,N.Sekimura, S.Ishino: "Accumulation Processes of Cascade Damage under Heavy Ion Irradiation" J.Nucl.Mater.191-194. 1119-1122 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Iwai,H.Kawanishi,Y.Arai,M.Kato,N.Sekimura,S.Ishino: "Hardening Characteristics of Ion Irradiated Iron Based Model Alloys" ASTM-STP. (in press).

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Ishino: "Irradiation Environment and Materials Behavior-Fundamentals of Innovative Materials Technology" Pro.4th Int.Symp.on Adv.Nucl.Energy Research. 456-466 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Ishino: "Time and Temperature Dependence of Cascade Induced Defects Production in In-situ Experiments and Computer Simulation" J.Nucl.Mater.(to be published).

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Morishita, N.Sekimura, S.Iwata and S.Ishino: ""A Molecular Dynamics Study on Cascade Damage Processes" in Japanese." Simulation. 10. 352-360 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Ishino and N.Sekimura: "Primary Knock-on atom Energy Dependence of Radiation Damage" Annales de Chemie, Science des Materiaux. 16. 341-350 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Sekimura and S.Ishino: "In-situ Observation of Cascade Damage under Heavy Ion Irradiation" Radiation Effects and Defects in Solids. 124. 109-116 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Ishino, N.Sekimura, H.Sakaida and Y.Kanzaki: "In-situ Observation of Heavy Ion Radiation Damage in Some FCC Metals" Mater.Sci.Forum. 97-99. 165-182 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Morishita, Y.Toyonaga, N.Sekimura and S.Ishino: "Temperature Effect on the Primary State of Displacement Cascade" Trans.Mater.Res.Soc.Japan. 110-117 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Morishita, N.Sekimura and S.Ishino: "A Molecular Dynamics Study on the Collisional and Cooling Phases of Cascade Damage" Radiation Effects and Defects in Solids. (in press.).

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Morishita, N.Sekimura and S.Ishino: "Thermokynamical Evaluation of Cascade Damage Evolution by Molecular Dynamics Calculation" J.Nucl.Mater. (ICFRM-5). 191-194. 1123-1127 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kanzaki, N.Sekimura and S.Ishino: "Accumulation Processes of Cascade Damage under Heavy Ion Irradiation" J.Nucl.Mater. (ICFRM-5). 191-194. 1119-1122 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Iwai, H.Kawanishi, Y.Arai, M.Kato, N.Sekimura and S.Ishino: "Hardening Characteristics of Ion Irradiated Iron Based Model Alloys" ASTM-STP. (in press.).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Ishino: "Irradiation Environment and Materials Behavior - Fundamentals of Innovative Materials Technology" Pro.4th Int.Symp.on Adv.Nucl.Energy Research. 456-466 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Ishino: "Time and Temperature Dependence of Cascade Induced Defect Production in In-situ Experimentals and Computer Simulation" J.Nucl.Materials. (to be published.).

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 森下 和功、関村 直人、岩田 修一、石野 栞: "分子効力学的手法によるカスケード損傷過程の解明" シミュレーション. 10. 352-360 (1991)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] S.Ishino,N.Sekimura: "Primary Knock-on Atom Energy Dependence of Radiation Damage" Annales de Chemie Fr.16. 341-350 (1991)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] N.Sekimura,S.Ishino: "In-situ Observation of Cascade Damage under Heavy Ion Irradiation" Red.Effects and Defects in Solids. 124. 109-116 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] S.Ishino,N.Sekimura,H.Sakaida,Y.Kanzaki: "In-situ Observation of Heavy Ion Radiation Damage Some FCC Metals" Mater.Sci.Forum. 97-99. 165-182 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] K.Morishita,T.Toyonaga,N.Sekimura,S.Ishino: "Temperature Effect on the Primary State of Displacement Cascade" Trans.Mater.Res.Soc.Japan. 110-117 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] K.Morishita,N.Sekimura,S.Ishino: "A Molecular Dynamics Study on the Collisional and Cooling Phases of Cascade Damage" Rad.Effects and Defects in Solids.

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] K.Morishita,N.Sekimura,T.Toyonaga,S.Ishino: "Thermodynamical Evaluation of Cascade Damage Evolution by Molecular Dynamics Caluculation" J.Nucl.Mater. 191-194. 1123-1127 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kanzaki,N.Sekimura,S.Ishino: "Accumulation Processes of Cascade Damage under Heavy Ion Irradiation" J.Nucl.Mater.191-194. 1119-1122 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] T.Iwai,H.Kawanishi,Y.Arai,M.Kato,N.Sekimura,S.Ishino: "Hardening Characteristics of Ion Irradiated Iron Based Model Alloys" ASTM-STP.

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] S.Ishino: "Irradiation Environment and Materials Behavior-Fundamentals of Innovative Materials Technology" Pro.4th Int.Symp.on Adv.Nucl.Energy Research. 456-466 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] S.Ishino: "Time and Temperature Dependence of Cascade Induced Defects Production in In-situ Experiments and Computer Simulation" J.Nucl.Mater.

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] T.Iwai,H.Kawanishi,Y.Arai,Y.Kato,N.Sekimura and S.Ishino: "Hardening Characteristics of Ion Irradiated Iron Based Model Alloys" Small Specimen Test Techniques and Their Application to Nuclear Reactor Vessel Themal Annealing and Plant Life Extension. (1992 1993)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] K.Morishita,N.Sekimura and S.Ishino: "Thermodynamical Evaluation of Cascade Damage by Molecular Dynamics Calculation" Journal of Nuclear Materials. (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 石野 栞: "金属の照射損傷(核燃料・夏期セミナ-テキスト第四章)" 日本原子力学会核燃料研究連絡会, 4-1-4-21 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 石野 栞: "The Effect of Composition on Irradiation Embrittlement" Nuclear Engineering and Design. 119. 139-148 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書

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公開日: 1990-04-01   更新日: 2016-04-21  

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