| 研究課題/領域番号 |
15K06672
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
鈴土 知明 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究主幹 (60414538)
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| 研究分担者 |
長谷川 晃 東北大学, 工学研究科, 教授 (80241545)
都留 智仁 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究職 (80455295)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | タングステン / 第一原理計算 / 照射誘起析出 / プラズマ対向材 / 照射効果 / 合金元素 / 照射スウェリング / レニウム / オスミウム / 照射誘起欠陥 / 格子間原子 / レニウムおよびオスミウム / 格子間原子の移動次元 / スウェリング抑制 |
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| 研究成果の概要 |
核融合材料に応用されるタングステン合金における照射誘起析出現象は材料の延性低下を招くため、それを適切にモデリングすることが重要となる。本研究では第一原理計算およびキネティックモンテカルロ法による解析の結果、照射によって生成された合金元素の格子間原子が母相元素のタングステンと混合ダンベルを形成しそれが3次元運動することにより合金元素を伴った空孔と再結合し、照射誘起析出とスウェリング抑制が同時におきるという結果を得た。この結果はこれまでの実験結果と合致することが分かった。また、チタン、バナジウム、クロムの溶質元素においても混合ダンベルが形成され、照射効果抑制が期待されることが分かった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
将来の脱炭素社会の構築に向けて、核融合炉はエネルギー源として重要なオプションである。そのためには、高温プラズマを閉じ込めるための装置を実現しなくてはならない。タングステンは高融点などの優れた性質から、プラズマに対向する内壁の材料としての応用が期待されている。しかしながら、照射下のタングステンにおいて核変換レニウムが発生しそれが析出することによって材料が脆化することが知られている。本研究によって、我々は材料脆化の原因となる析出のメカニズムを第一原理計算から明らかにした。これにより、析出を予測したり、または抑制したりする方法などへの発展が可能となった。
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