| 研究課題/領域番号 |
14208057
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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 | 一般 |
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| 研究分野 |
原子力学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
松井 秀樹 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (50005980)
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| 研究分担者 |
佐藤 裕樹 (佐藤 祐樹) 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (20211948)
福元 謙一 福井大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30261506)
ニ田 伸康 (二田 伸康) 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (30361174)
波多野 恭弘 東京大学, 地震研究所, 助手 (20360414)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
54,080千円 (直接経費: 41,600千円、間接経費: 12,480千円)
2005年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2004年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2003年度: 20,150千円 (直接経費: 15,500千円、間接経費: 4,650千円)
2002年度: 29,510千円 (直接経費: 22,700千円、間接経費: 6,810千円)
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| キーワード | 電顕 / 照射脆化 / 転位 / 照射硬化 / 電顕内その場観察 / 分子動力学 / 鉄 / ヘリウム気泡 / 照射損傷 / 転位障害物 / 銅 / 格子欠陥 / 電子顕微鏡内その場観察 / 鉄-銅合金 / 電子顕微鏡 / その場観察 / 軽水炉圧力容器鋼 / 鉄合金 / DBTT |
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| 研究概要 |
原子力材料の寿命評価あるいは新規材料の開発に於いて、中性子照射により導入される欠陥による材料の強度変化、特に靭性の変化を評価することは中心的な課題である。従来、照射誘起欠陥を電子顕微鏡等により観察し、その数密度、寸法から欠陥による硬化量を評価する方法が広く採られてきた。しかし、実用上重要な軽水炉圧力容器の照射脆化の原因になっている、銅を含む微小欠陥集合体のように、通常の電子顕微鏡では観察が事実上不可能な場合も多い。このような場合には上記の方法を採用することが不可能である。また、アトムプローブ等により数密度等を測定することも可能であるが、計測対象の体積が小さいために、統計的に有意なデータを取得することは困難である。一方、転位に対する障害物としての強度は理論的に導出することが従来から行われているが、定量的に精度の良い評価は困難であり、実際にはこの値をadjustable parameterとして扱ってきたのが実情である。
本研究に於いては電顕内その場観察により転位と相互作用している障害物を転位線上のカスプとして検出し、カスプの頂角を測定することにより転位障害物としての強度を評価することを目的とした。この結果、巨視的な機械試験により評価した硬化量と、電顕内その場観察結果から評価した値のあいだに極めてよい一致を得ることが出来た。このことと、通常の電子顕微鏡法で観察困難な微細集合体をカスプとして検出することに成功したこととは、本研究の顕著な成果である。この方法は材料の種類を選ばず、また照射硬化のみならず一般の粒子分散による材料強化機構の評価の上でも、一般性のある極めて有用な方法である。本研究に於いては併せて計算機シミュレーションにより転位と障害物の相互作用の過程を詳細に調べ、電顕内その場観察の結果と比較することにより、上記の研究手法の正当性を補強することが出来た。さらに、本研究に於いては非破壊的に原子力材料の強度変化を評価する方法として、外部応力下超音波吸収測定法と、これを補強する意味で振幅依存内部摩擦の測定を行い、それぞれ転位と障害物の相互作用に起因するパラメータ変化を評価することが出来た。これらの結果と上記の電顕内その場観察の結果を比較することにより、外部応力下超音波減衰測定法を非破壊的に照射脆化を評価する手法として、利用する上での方向性を取得することが出来た。
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