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環状およびネットワーク構造結晶の耐中性子損傷性

研究課題

研究課題/領域番号 14658146
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 原子力学
研究機関東京工業大学

研究代表者

矢野 豊彦  東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (80158039)

研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2004年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
2003年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2002年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワードセラミックス / 中性子照射損傷 / 環状構造 / ネットワーク構造 / 窒化ケイ素 / 回復過程 / 炭化ケイ素 / 窒化アルミニウム / 転位ループ / ダイヤモンド / ラマン分光
研究概要

本研究では、結晶構造が環状構造あるいはネットワーク構造からなり、構造中に比較的大きな空洞をもつ化合物の中性子照射挙動及び照射欠陥の回復過程を、実際に中性子照射した物質について高分解能電子顕微鏡観察、熱伝導率測定、X線回折を用いて検討することを目的としている。
本年度は、昨年度までデータを集積し、環状構造あるいはネットワーク構造をもつ化合物の中性子照射損傷について相互比較を行った。SiN_4四面体が6員環を形成しているベータ型窒化ケイ素、SiC_4四面体がネットワーク構造をとるベータ炭化ケイ素、AIN_4四面体がネットワーク構造をとる窒化アルミニウム、および、AIO_6八面体に構造空孔を有するアルミナに中性子の重照射により導入された欠陥と照射による体積変化、熱拡散率変化を比較検討した。アルミナ及び窒化アルミニウムでは格子間原子型転位ループが主として(001)面に形成され、ループの成長が阻害されないため、欠陥が蓄積し、粒子の異方的な膨張を招き、臨界の応力を越えると粒界破壊に至ると考えられた。窒化ケイ素では{100}面および{110}面、炭化ケイ素では{111}面に形成され、ループの成長が相互に制限され、点欠陥濃度が高くなり合体消滅するため、体積膨張は制限されると考えられた。
さらに、SiC_4四面体が最密充填構造をとる炭化ケイ素について、核変換ヘリウムの放出挙動から拡散速度を明らかにし、また、ヘリウムバブル形成を明らかにした。窒化アルミニウムの損傷形成に及ぼす核変換ガスの効果を調べるため、^<14>Nと^<15>Nを用いた試料について同条件で中性子照射した試料について、比較検討した結果、物理的な特性変化量の差異は小さいものの、その差の原因として^<14>Nと^<15>Nの拡散速度の影響があると考えられた。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2004 その他

すべて 雑誌論文 (4件) 文献書誌 (7件)

  • [雑誌論文] Interstitial Atom Behavior in Neutron Irradiated Beta-Silicon Nitride2004

    • 著者名/発表者名
      M.Akiyoshi, N.Akasaka, Y.Tachi, T.Yano
    • 雑誌名

      J.Ceram.Soc.Jpn. 112「5」

    • NAID

      130004610118

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Neutron Irradiation Effects on Isotope Tailored Aluminum Nitride Ceramics by a Fast Reactor up to 2x10^<26> n/m^22004

    • 著者名/発表者名
      T.Yano, K.Inokuchi, T.Shikama, J.Ukai, S.Onose
    • 雑誌名

      J.Nucl.Mater. 329-333

      ページ: 1471-1475

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Helium Release and Diffusion Mechanism in SiC Containing B_4C2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Pramono, T.Yano
    • 雑誌名

      J.Nucl.Mater. 329-333

      ページ: 1171-1175

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Relation Between Macroscopic Length Changes and the Crystal Structure in Heavily Neutron-Irradiated Ceramics2004

    • 著者名/発表者名
      M.Akiyoshi, N.Akasaka, Y.Tachi, T.Yano
    • 雑誌名

      J.Nucl.Mater. 329-333

      ページ: 1466-1470

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Yudi Pramono, M.Akiyoshi, T.Yano: "Microstructure and Helium Release Behavior of Neutron-Irradiated SiC Containing B_4C"J.Plasma and Fusion Res.SERIES. 5. 561-564 (2002)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Akiyoshi, T.Yano: "Connection Structures between Type-I and Type-II Defects in Neutron Irradiated β-Si_3N_4"J.Electron Microscopy. 52[3]. 267-275 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yudi Pramono, M.Imai, T.Yano: "Helium Release and Physical Property Change of Neutron-Irradiated SiC Containing B_4C of Different ^<10>B Concentrations"J.Nucl.Sci.Technol.. 40[7]. 531-536 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Akiyoshi, N.Akasaka, Y.Tachi, T.Yano: "Interstitial Atom Behavior in Neutron Irradiated Beta-Silicon Nitride"J.Ceram.Soc.Jpn.. (印刷中).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Toyohiko Yano 他3名: "Macroscopic Properties and Microstructure Changes of Heavily Neutron-Irradiated β-Si_3N_4 by Annealing"J. Nucl. Mater.. 307-311. 1305-1309 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Toyohiko Yano 他2名: "Physical Property Change of Concurrently Neutron-Irradiated CVD-Diamond, Silicon and Silicon Carbide"J. Nucl. Mater.. 307-311. 1102-1106 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Toyohiko Yano 他1名: "Connection Structures between Type-I and Type-II defects in Neutron Irradiated β-Si_3N_4"J. Electron Microscopy. (発表予定).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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