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中性子照射した金属中の点欠陥集合体の高温での動的挙動の電子顕微鏡観察による研究

研究課題

研究課題/領域番号 11650683
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 金属物性
研究機関広島大学

研究代表者

向田 一郎  広島大学, 工学部, 助手 (70209980)

研究分担者 下村 義治  広島大学, 工学部, 教授 (40033831)
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2000年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1999年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワード照射損傷 / ボイド / 点欠陥集合体 / 転位構造 / 透過型電子顕微鏡 / その場観察
研究概要

JMTR温度制御中性子照射を用いて10^<-2>〜10^<-1>dpaの照射量の範囲で詳細な実験が行われた。本研究では、さらに損傷欠陥形成の初期過程を調べるために、より低照射量(10^<-4>〜10^<-3>dpa)の温度制御中性子照射を京大原子炉で行い、その結果より純銅中の損傷欠陥形成過程を調べることを目的とする。試料は公称純度99.9999%の純銅を用いた。また、残留ガスの効果を調べるために超高真空中で熔解することによりガス除去を行った試料を同時に照射した。温度制御中性子照射は京大原子炉水圧輸送照射管において300℃にて行った。試料は放射線冷却の後、電解研磨を行い透過電子顕微鏡試料とした。純銅においては、電子顕微鏡観察の結果、転位周辺の格子間原子集合体の集合、微小なボイドおよび積層欠陥四面体(SFT)が観察された。照射量の増加に伴ってボイド・SFTの数密度は減少した。この数密度は未処理試料と残留ガス除去試料での差はない。また、ボイド・SFT共に照射量の増加にしたがって成長するがボイドの成長はSFTに比べて著しく大きかった。これらの結果より中性子照射中にボイドが移動して合体することにより成長すると考え、照射試料の焼鈍実験を行った。その結果、直径3nm程度のボイドは250℃で移動することがわかった。合計37個のボイドを観測し、その内8個のボイドが移動した。最大で23.9nm移動していた。また、移動方向はfccの[110]方向に近い方位に移動していた。焼鈍実験による結果を踏まえてさらにボイド動的挙動高温その場観察を行った。試料は加熱ステージに装填し、300および350℃においてその場観察を行った。純銅中に形成されたボイド(サイズ:3〜16nm)の観察を行った結果、10nm以下のボイドは300℃以上において移動することが確認された。ボイドが移動する際には円状に白く観察されるボイドが楕円状に変化して長手方向に一次元運動をして移動する。このコントラストの変化はボイド周辺の原子の構造緩和によると考えられる。さらに大きなボイド(サイズ:16nm)は楕円状の構造緩和は起こさないが、観察中に3つに分裂してそれぞれが移動できるサイズに変化することが観察された。これらの観察結果より、10nm以下のボイドは移動することが可能であり、照射中にボイドが移動・合体をすることによりボイド数密度の減少およびボイドサイズの増大が起きていると考えられる。

報告書

(3件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (33件)

  • [文献書誌] Y.Shimomura: "Development of vacancy clusters in neutron-irradiated copper at high temperature"J.Nucl.Mater.. 283-287. 249-254 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Mukouda,: "Microstructure in pure copper irradiated by simultaneous multi-ion beam of hydrogen, helium and self ions"J.Nucl.Mater.. 283-287. 302-305 (2000)

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  • [文献書誌] I.Mukouda: "Annihilation of Interstitial Atoms to Dislocations in Neutron-irradiated Cu and Ni at High Temperature"Materials Science & Engineering : A. (in press). (2001)

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  • [文献書誌] Y.Shimomura: "Atomistic Mechanism of Nucleation and Growth of Voids in Cu studied by Computer Simulation :"Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. (in press). (2001)

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  • [文献書誌] I.Mukouda: "Dynamical Behavior of Voids in Neutron-irradiated Copper at Elevated Temperature"Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. (in press). (2001)

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  • [文献書誌] Y.Shimomura,: "Point Defects Observed in D-T neutron irradiated Copper, Silver and Gold at 288K with a Rotating Target in FNS JAERI"Mat.Res.Soc.Sump.Proc.. (in press). (2001)

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  • [文献書誌] I.Mukouda: "Damage Evolution in Neutron-irradiated Cu during Neutron Irradiation"J.Nucl.Mater.. 271&272. 230-235 (1999)

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  • [文献書誌] Y.Shimomura: "Computer simulation on the void formation in neutron-irradiated Cu and Ni at high temperature"J.Nucl.Mater.. 271&272. 225-229 (1999)

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  • [文献書誌] Y.Shimomura: "Atomistic processes of damage evolution in neutron-irradiated Cu and Ni at high temperature"Radiation Effects and Defect in Solids. 148. 127-159 (1999)

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  • [文献書誌] I.Mukouda: "Formation of voids in pure copper and Fe-Cr-Ni alloys irradiated by simultaneous : multi-ion beam of hydrogen, helium and Ni ions"Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. 540. 549-554 (1999)

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  • [文献書誌] Y.Shimomura: "Void formation in neutron- and ion-irradiated copper and nickel"Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. 540. 527-532 (1999)

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  • [文献書誌] Y.Shimomura: "Development of vacancy clusters in neutron-irradiated copper at high temperature"J.Nucl.Mater.. 283-287. 249-254 (2000)

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  • [文献書誌] I.Mukouda: "Microstructure in pure copper irradiated by simultaneous multi-ion beam of hydrogen, helium and selfions"J.Nucl.Mater.. 283-287. 302-305 (2000)

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  • [文献書誌] I.Mukouda: "Annihilation of Interstitial Atoms to Dislocations in Neutron-irradiated Cu and Ni at High Temperature"Materials Science & Engineering A. (in press). (2001)

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  • [文献書誌] Y.Shimomura: "Atomistic Mechanism of Nucleation and Growth of Voids in Cu studied by Computer Simulation"Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. (in press). (2001)

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  • [文献書誌] I.Mukouda: "Dynamical Behavior of Voids in Neutron-irradiated Copper"Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. (in press). (2001)

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  • [文献書誌] Y.Shimomura: "Point Defects Observed in D-T neutron irradiated Copper, Silver and Gold at 288 with a Rotating Target in FNS JAERI"Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. (in press). (2001)

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  • [文献書誌] I.Mukouda: "Damage Evolution in Neutron-irradiated Cu during Neutron Irradiation"J.Nucl.Mater.. 271 & 272. 230-235 (1999)

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  • [文献書誌] Y.Shimomura: "Computer simulation on the void formation in neutron-irradiated Cu and Ni at high temperature"J.Nucl.Mater.. 271 & 272. 225-229 (1999)

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  • [文献書誌] Y.Shimomura: "Atomistic processes of damage evolution in neutron-irradiated Cu and Ni at high temperature"Radiat.Eff.Def.in Solids.. 148. 127-159 (1999)

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  • [文献書誌] I.Mukouda: "Formation of voids in pure copper and Fe-Cr-Ni alloys irradiated by simultaneous multi-ion beam of hydrogen, helium and Ni ions"Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. 540. 549-554 (1999)

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  • [文献書誌] Y.Shimomura: "Void formation in neutron- and ion-irradiated copper and nickel"Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. 540. 527-532 (1999)

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  • [文献書誌] Y.Shimomura : "Development of vacancy clusters in neutron-irradiated copper at high temperature"J.Nucl.Mater.. 283-287. 249-254 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] I.Mukouda: "Microstructure in pure copper irradiated by simultaneous multi-ion beam of hydrogen,helium and self ions"J.Nucl.Mater.. 283-287. 302-305 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] I.Mukouda : "Annihilation of Interstitial Atoms to Dislocations in Neutron-irradiated Cu and Ni at High Temperature"Materials Science & Engineering : A. (in press). (2001)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Shimomura : "Atomistic Mechanism of Nucleation and Growth of Voids in Cu studied by Computer Simulation :"Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. (in press). (2001)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] I.Mukouda : "Dynamical Behavior of Voids in Neutron-irradiated Copper at Elevated Temperature "Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. (in press). (2001)

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  • [文献書誌] Y.Shimomura: "Point Defects Observed in D-T neutron irradiated Copper, Silver and Gold at 288K with a Rotating Target in FNS JAERI"Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. (in press). (2001)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] I.Mukouda: "Damage Evolution in Neutron-irradiated Cu during Neutron Irradiation"J.Mucl.Mater.. 271&272. 230-235 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Shimomura: "Computer simulation on the void formation in neutron-irradiated Cu and Ni at high temperature"J.Mucl.Mater.. 271&272. 225-229 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Shimomura: "Atomistic processes of damage evolution in neutron-irradiated Cu and Ni at high temperature"Radiation Effects and Defect in Solids. 148. 127-159 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] I.Mukouda: "Formation of voids in pure copper and Fe-Cr-Ni alloys irradiated by simultaneous multi-ion beam of hydrogen helium and Ni ions"Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. 540. 549-554 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Shimomura: "Void formation in neutron- and ion-irradiated copper and nickel"Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. 540. 527-532 (1999)

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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