| 研究課題/領域番号 |
07558067
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
エネルギー学一般・原始力学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
阿部 勝憲 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70005940)
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| 研究分担者 |
古屋 武美 原子燃料工業, 東海製造所, 部長
石井 慶造 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00134065)
佐藤 学 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40226006)
長谷川 晃 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80241545)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1997
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| 研究課題ステータス |
完了 (1997年度)
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| 配分額 *注記 |
8,600千円 (直接経費: 8,600千円)
1997年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1996年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
1995年度: 5,000千円 (直接経費: 5,000千円)
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| キーワード | ビームモニター / イオンビーム応用 / 照射誘起発光 / 酸化物分散合金 / イオン衝撃発光 / イオンビーム / ビームモニタ |
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| 研究概要 |
本研究では酸化物へのイオンビーム照射により生ずる発光現象(イオン衝撃発光)を利用し、高強度イオナビームの2次元ビームモニタリングが可能なビームモニター材料の開発を目的として行った。従来の酸化物(アルミナ、シリカなど)を使ったモニター材では、高強度ビーム照射で発光が飽和してプファイルが観察できなかったり、熱応力によりモニター板そのものが破壊してはまうことがあったが、本研究の結果これらの点を克服したモニター材料を開発することができた。本研究における特色は、これまでビームモニター材料として使われてきた酸化物(アルミナなど)粉末をアルミニウムまたは銅に分散した合金を作製したことにより、イオン衝撃発光を酸化物粒子で受け持ち、イオンビームによる熱および熱応力による影響を母相の金属によって受け持つ材料を開発した点にある。本報告書では、これらの合金の作製法および高密度ビーム照射による発光挙動と耐熱性について記述した。それらは以下のようにまとめられる。
ビームモニター用酸化物分散合金を粉末冶金法によって作製した。ビーム照射特性については東北大学ダイナミトロン加速器によるヘリウムイオンビームを用いて評価した。添加する酸化物の種類および酸化物の量、酸化物粒子の大きさおよび母相金属などのモニター材の発光特性、熱特性、加工性への影響を評価した結果、アルミナを2〜5%含み母相金属に銅を用いたアルミナ分散銅合金が、高強度イオンビームの2次元ビームプロファイルを良好にかつ長期にわたってモニターできることが分かった。また水冷ステージに固定することにより、13MW/m^2のビーム熱負荷によってもほとんど温度上昇が見られず、かつビーム形状を良好にモニターできた。これらの検討の結果、モニター材料の材料設計指針と今後の実用化に必要な基本条件を求めることができた。
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