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金属におけるHeによる伸び増加の異常現象の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K06423
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 金属物性・材料
研究機関京都大学

研究代表者

徐 ぎゅう  京都大学, 原子炉実験所, 准教授 (90273531)

研究分担者 張 倹  京都大学, 原子炉実験所, 技術職員 (30379010)
研究協力者 LUO Laima  合肥工業大学, 准教授
CAO Xingzhong  高エネルギー物理研究所, 准教授
WANG Yuxia  復旦大学, 准教授
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード鉄 / 力学特性 / 転位 / 原子空孔 / ヘリウム / 水素 / 脆化 / ヘリウム注入 / 金属 / 欠陥 / 引張強度
研究成果の概要

金属中に殆んど固溶しないヘリウムが存在すると、ヘリウムによる金属の伸びが減少する。しかし、最近われわれが転位だけが存在する鉄やニッケル試料にヘリウムを導入すると、伸びが減少よりむしろ増加の現象が見られた。本研究では、この異常現象を解明するために、鉄中の欠陥とヘリウムの相互作用を調べた。転位だけを導入した鉄にヘリウムを入れると、ヘリウム原子が鉄中の転位にトラップされる。これらのヘリウム原子が引張中に一旦転位から放出され、再び引張により形成された原子空孔にトラップされる。従って、原子空孔の集まり、つまり亀裂の発生が抑制される。結果として伸びが増加する。この方法により、鉄の水素脆化の低減ができる。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (32件) (うち国際共著 21件、 査読あり 32件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (10件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 合肥工業大学/中国科学院高エネルギー物理研究所/復旦大学(中国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Repair Behavior of He-Irradiated W-Y2O3 Composites after Different Temperature-Isochronal Annealing Experiments2018

    • 著者名/発表者名
      G. Yao, X.Y. Tan, L.M. Luo, X. Zan, J.Q. Liu, Q. Xu, X.Y. Zhu, Y.C. Wu
    • 雑誌名

      Nuclear Inst. and Methods in Physics Research B

      巻: 415 ページ: 82-88

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2017.11.013

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      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Deuterium Trapping at Vacancy Clusters in Electron/Neutron-Irradiated Tungsten Studied by Positron Annihilation Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      T. Toyama, K. Ami, K. Inoue, Y. Nagai, K. Sato, Q. Xu, Y. Hatano
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials

      巻: 499 ページ: 464-470

    • DOI

      10.1016/j.jnucmat.2017.11.002

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      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microstructure and Damage Behavior of W-Cr Alloy under He Irradiation2018

    • 著者名/発表者名
      K. Huang, L.M. Luo, X. Zan, Q. Xu, D.G. Liu, X.Y. Zhu, J.G. Cheng, Y.C. Wu
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials

      巻: 501 ページ: 181-188

    • DOI

      10.1016/j.jnucmat.2018.01.019

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      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Microstructure and Helium Irradiation Performance of W-ZrC/Sc2O3 Composites Prepared Spark Plasma Sintering2018

    • 著者名/発表者名
      H.Y. Chen, L.M. Luo, X. Zan, Q. Xu, X.Y. Zhu, J.Q. Liu, J.G. Cheng, Y.C. Wu
    • 雑誌名

      International Journal of Refractory Metals & Hard Materials

      巻: 72 ページ: 373-379

    • DOI

      10.1016/j.ijrmhm.2018.01.011

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      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Influence of Nb Content on the Microstructure and Deuterium Retention of W-Nb Alloys2018

    • 著者名/発表者名
      L.M. Luo, J.B. Chen, J.S. Lin, X. Zan, X.Y. Zhu, Q. Xu, Y.C. Wu
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design

      巻: 129 ページ: 120-129

    • DOI

      10.1016/j.fusengdes.2018.02.085

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      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Charaterization of Helium-Vacancy Complexes in He-Ions Implanted Fe9Cr by using Positron Annihilation Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      T. Zhu, S.X. Jin, P. Zhang, L.G. Song, X.Y. Lian, P. Fan, Q.L. Zhang, D.Q. Yuan, H.B. Wu, R.S. Yu, X.Z. Cao, Q. Xu, B.Y. Wang
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials

      巻: 505 ページ: 69-72

    • DOI

      10.1016/j.jnucmat.2018.03.048

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      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Novel Methods for Prevention of Hydrogen Embrittlement in Iron2017

    • 著者名/発表者名
      Q. Xu, J. Zhang
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 16927-16927

    • DOI

      10.1038/s41598-017-17263-8

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      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] D2 Retention and Microstructural Evolution during He Irradiation in Candidate Plasma Facing Material W-La2O3 Alloy2017

    • 著者名/発表者名
      Q. Xu, X.Y. Ding, L.M. Luo, M. Miyamoto, M. Tokitani, J. Zhang, Y.C. Wu
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials

      巻: 496 ページ: 227-233

    • DOI

      10.1016/j.jnucmat.2017.09.033

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      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Microstructural Evolution and Changes in Mechanical Property of Irradiated Fe-0.6Cu Alloy under Uniaxial Tension Stress in Reactor2017

    • 著者名/発表者名
      Q. Xu, T. Yokotani, J. Zhang
    • 雑誌名

      Radiation Effects & Defects in Solids

      巻: 172 号: 3-4 ページ: 305-312

    • DOI

      10.1080/10420150.2017.1313842

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      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microstructure and Deuterium Retention after Ion Irradiation of W-Lu2O3 Composites2017

    • 著者名/発表者名
      J.S. Lin, L.M. Luo, Q. Xu, X. Zan, X.Y. Zhu, Y.C. Wu
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials

      巻: 490 ページ: 272-278

    • DOI

      10.1016/j.jnucmat.2017.04.042

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      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Influence of Dislocation and Hydrogen on Thermal Helium Desoption Behavior in Fe9Cr Alloys2017

    • 著者名/発表者名
      T. Zhu, S.X. Jin, Y.H. Gong, E.Y. Lu, L.G. Song, Q. Xu, L.P. Guo, X.Z. Cao, B.Y. Wang
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials

      巻: 495 ページ: 244-248

    • DOI

      10.1016/j.jnucmat.2017.08.027

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantitative Evaluation of Hydrogen Atoms Trapped at Single Vacancies in Tungsten using Positron Annihilation lifetime Measurements: Experiments and Theoretical Calculations2017

    • 著者名/発表者名
      K .Sato, A. Hirosako, K. Ishibashi, Y. Miura, Q. Xu, M. Onoue, Y. Fukutoku, T. Onitsuka, M. Hatakeyama, S. Sunada, T. Yoshiie
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials

      巻: 496 ページ: 9-17

    • DOI

      10.1016/j.jnucmat.2017.09.002

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      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of He, D Interaction on Thermal Desorption of He and D2 and Microstructural Evolution in Pure Fe2016

    • 著者名/発表者名
      Q. Xu, J. Zhang
    • 雑誌名

      J. Nucl. Mater.

      巻: 479 ページ: 255-259

    • DOI

      10.1016/j.jnucmat.2016.07.032

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Retention and Thermal Desorption of Helium in Pure Tungsten2016

    • 著者名/発表者名
      Q. Xu, J. Zhang, K. Maejima, N. Hirashita
    • 雑誌名

      Phil. Mag. Lett.

      巻: 96 ページ: 477-481

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electrical resistivity measurement of Fe-0.6%Cu alloy irradiated by neutrons at 14-19 K2016

    • 著者名/発表者名
      Q. Xu, T. Yokotani, K. Sato, F. Hori
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials

      巻: 481 ページ: 176-180

    • DOI

      10.1016/j.jnucmat.2016.09.023

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synchrotron VUV-UV and Positron Lifetime Spectroscopy Study of Vacancy-Type Defects in Reactor Neutron-Irradiated MgO・nAl2O3 n(=2)2016

    • 著者名/発表者名
      A.Z.M.S. Rahman, X.Z. Cao, B.Y. Wang, J. Evslin, Q. Xu, K. Atobe
    • 雑誌名

      Cogent Physics

      巻: 3 号: 1 ページ: 1133481-1133481

    • DOI

      10.1080/23311940.2015.1133481

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      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Subcascade Formation Ratio in Neutron-Irradiated Stainless Steels2016

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshiie, Y. Satoh, S.S. Huang, M. Horiki, K. Sato, Q. Xu
    • 雑誌名

      J. Phys. C

      巻: 674 ページ: 012002-012002

    • DOI

      10.1088/1742-6596/674/1/012002

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      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ni Ion Damage Structures and Hardness Changes in Austenitic Stainless Steels and Their Model Alloys2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sato, S. Ishioka, Q. Xu, T. Yoshiie, H. Tsuchida, A. Itoh
    • 雑誌名

      J. Phys. C

      巻: 674 ページ: 012009-012009

    • DOI

      10.1088/1742-6596/674/1/012009

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      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron Irradiation-Induced Defects in Mo-Diluted FeCrNi Austenitic Alloy during Void Swelling Incubation2016

    • 著者名/発表者名
      B.Y. Wang, E.Y. Lu, C.X. Zhang, Q. Xu, S.X. Jin, P. Zhang, X.Z. Cao
    • 雑誌名

      J. Phys. C

      巻: 674 ページ: 012010-012010

    • DOI

      10.1088/1742-6596/674/1/012010

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      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Laser Excited Novel Near-Infrared Photoluminescence Bands in Fast Neutron-Irradiated MgO・nAl2O32016

    • 著者名/発表者名
      A.Z.M.S. Rahman, A.S.M.A. Haseeb, Q. Xu, J. Evslin, M. Cinausero
    • 雑誌名

      Radiat. Phys. Chem.

      巻: 125 ページ: 122-126

    • DOI

      10.1016/j.radphyschem.2016.04.001

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  • [雑誌論文] Effects of Cr and W on defects evolution in irradiated F82H model alloys2016

    • 著者名/発表者名
      S.S. Huang, Q. Xu, T. Yoshiie
    • 雑誌名

      Materials Letters

      巻: 178 ページ: 272-275

    • DOI

      10.1016/j.matlet.2016.05.019

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  • [雑誌論文] Properties of Lu2O3 Doped Tungsten and Thermal Shock Performance2016

    • 著者名/発表者名
      S. Wang, J. Zhang, L.M. Luo, X. Zan, Q. Xu, X.Y. Zhu, K. Tokunaga, Y.C. Wu
    • 雑誌名

      Powder Technol.

      巻: 301 ページ: 65-69

    • DOI

      10.1016/j.powtec.2016.05.056

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      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of Zirconium Element on the Microstructure and Deuterium Retention of W-Zr/Sc2O3 Composites2016

    • 著者名/発表者名
      H.Y. Chen, L.M. Luo, J.B. Chen, X. Zan, X.Y. Zhu, Q. Xu, G.N. Luo, J.L. Chen, Y.C. Wu
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 6 号: 1 ページ: 32678-32678

    • DOI

      10.1038/srep32678

    • NAID

      120006840156

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Microstructure and Performance of Rare Earth Element-Strengthened Plasma-Facing Tungsten Material2016

    • 著者名/発表者名
      L.M. Luo, J. Shi, J.S. Lin, X. Zan, X.Y. Zhu, Q. Xu, Y.C. Wu
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 6 号: 1 ページ: 32701-32701

    • DOI

      10.1038/srep32701

    • NAID

      120006345017

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of Dislocations on Helium Retention in Deformed Pure Iron2016

    • 著者名/発表者名
      Y.H. Gong, X.Z. Cao, S.X. Jin, E.Y. Lu, Y.C. Hu, T. Zhu, P. Kuang, Q. Xu, B.Y. Wang
    • 雑誌名

      J. Nucl. Mater.

      巻: 482 ページ: 93-98

    • DOI

      10.1016/j.jnucmat.2016.10.014

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Investigation of Microstructure and Irradiation Behavior of W-Nb/Ti Composites Prepared by Spark Plasma Sintering2016

    • 著者名/発表者名
      J.B. Chen, L.M. Luo, M.L. Zhao, Q. Xu, X. Zan, Y.C. Wu
    • 雑誌名

      Fusion Eng. Des.

      巻: 112 ページ: 349-354

    • DOI

      10.1016/j.fusengdes.2016.07.003

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Damage Behavior of REE-Doped W-Based Material Exposed to High-Flux Transient Heat Loads2016

    • 著者名/発表者名
      J. Shi, L.M. Luo, J.S. Lin, X. Zan, X.Y. Zhu, Q. Xu, Y.C. Wu
    • 雑誌名

      Fusion Eng. Des.

      巻: 113 ページ: 92-101

    • DOI

      10.1016/j.fusengdes.2016.11.005

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Detection of Deuterium Sites in Tungsten by Thermal Desorption Spectroscopy and Positron Annihilation Spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sato, R. Tamiya, Q. Xu, H. Tsuchida, T. Yoshiie
    • 雑誌名

      Nucl. Mater. Energ.

      巻: 9 ページ: 554-559

    • DOI

      10.1016/j.nme.2016.09.014

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Second-Phase Particles on the Properties of W-Based Materials under High-Heat Loading2016

    • 著者名/発表者名
      X.Y. Tan, P. Li, L.M. Luo, Q. Xu, K. Tokunaga, X. Zan, Y.C. Wu
    • 雑誌名

      Nucl. Mater. Energ.

      巻: 9 ページ: 399-404

    • DOI

      10.1016/j.nme.2016.07.009

    • NAID

      120005997678

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Irradiation Damage from Low-Dose High-Energy Protons on Mechanical Properties and Positron Annihilation Lifetimes of Fe-9Cr alloy2016

    • 著者名/発表者名
      Q. Xu, K. Fukumoto, Y. Ishi, Y. Kuriyama, T. Uesugi, K. Sato, Y. Mori, T. Yoshiie
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials

      巻: 468 ページ: 260-263

    • DOI

      10.1016/j.jnucmat.2015.07.011

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Tolerance of Ti3SiC2 to Hydrogen-Induced Embrittlement: A First Principles Calculation2016

    • 著者名/発表者名
      H.F. Zhang, B.D. Yao, J.Y. Zhang, Q. Xu, Y.J. Feng, Y.X.Wang
    • 雑誌名

      Materials Letters

      巻: 166 ページ: 93-96

    • DOI

      10.1016/j.matlet.2015.12.021

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Defect Structures of F82H Irradiated at SINQ Using Positron Annihilation Spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sato, K. Ikemura, V. Krsjak, C. Vieh, R. Brun, Q. Xu, T. Yoshiie, Y. Dai
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials

      巻: 468 ページ: 281-284

    • DOI

      10.1016/j.jnucmat.2015.03.055

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    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] B2型金属間化合物中の欠陥における水素捕獲2018

    • 著者名/発表者名
      角倉優雅、鷹野陽弘、岩瀬彰宏、Q. Xu、大澤一人、堀史説
    • 学会等名
      金属学会
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  • [学会発表] γ線照射還元法を用いた多元系金属ナノ微粒子の合成2017

    • 著者名/発表者名
      戸田晋太郎、田中元彬、岩瀬彰宏、田口昇、田中真悟、徐ぎゅう、堀史説
    • 学会等名
      第160回金属学会
    • 発表場所
      首都大学東京南大沢キャンパス
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ZnOバルク単結晶へのガンマ線照射効果:低抵抗化の起源2017

    • 著者名/発表者名
      田代 惇也, 取田 祐樹, 栗山 一男, 串田 一雅, 徐 ぎゅう, 木野村 淳
    • 学会等名
      第64回応用物理学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 電子線照射FeAl金属間化合物中の空孔による水素捕獲2017

    • 著者名/発表者名
      上野陽平、岩瀬彰宏、徐ぎゅう、佐藤紘一、大澤一人、河裾厚男、前川雅樹、斎藤勇一、堀史説
    • 学会等名
      第51回KUR学術講演会
    • 発表場所
      京大・原子炉
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] KUR B1孔を利用した低速陽電子ビームライン輝度増強部の開発2017

    • 著者名/発表者名
      葛谷佳広、大島永康、木野村淳、籔内敦、佐藤紘一、徐ぎゅう
    • 学会等名
      第51回KUR学術講演会
    • 発表場所
      京大・原子炉
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ヘリウムによるニッケル、鉄の引張特性への影響2016

    • 著者名/発表者名
      徐 ぎゅう
    • 学会等名
      金属学会
    • 発表場所
      東京理科大学葛飾キャンパス(東京都葛飾区)
    • 年月日
      2016-03-23
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 原子力先進材料における高エネルギー粒子線の照射効果2016

    • 著者名/発表者名
      徐 ぎゅう
    • 学会等名
      京都大学原子炉実験所第50回学術講演会
    • 発表場所
      京都大学原子炉実験所(大阪府熊取町)
    • 年月日
      2016-01-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 昇温脱離ガス分析法を用いたタングステンの重水素トラッピングサイトの検出2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤 紘一、田宮 怜、徐 ぎゅう、土田 秀次、義家 敏正
    • 学会等名
      京都大学原子炉実験所第50回学術講演会
    • 発表場所
      京都大学原子炉実験所(大阪府熊取町)
    • 年月日
      2016-01-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉄クロム合金の相分離に与える電子線照射の影響2016

    • 著者名/発表者名
      鬼塚 貴志、佐藤 紘一、徐 ぎゅう、福元 謙一
    • 学会等名
      京都大学原子炉実験所第50回学術講演会
    • 発表場所
      京都大学原子炉実験所(大阪府熊取町)
    • 年月日
      2016-01-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] FeAl 金属間化合物への電子線照射による欠陥生成のエネルギー依存性2016

    • 著者名/発表者名
      上野 陽平、小林 一基、石山 大志、谷 真海、大澤 一人、岩瀬 彰宏、徐 ぎゅう、佐藤 紘一、堀 史説
    • 学会等名
      京都大学原子炉実験所第50回学術講演会
    • 発表場所
      京都大学原子炉実験所(大阪府熊取町)
    • 年月日
      2016-01-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 鉄の水素脆化防止の新しい手法を提案

    • URL

      http://www.rri.kyoto-u.ac.jp/archives/9903

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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