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スピネル型酸化物結晶における電子励起を伴う照射欠陥形成過程の原子分解能解析

研究課題

研究課題/領域番号 18206068
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 金属物性
研究機関九州大学

研究代表者

松村 晶  九州大学, 工学研究院, 教授 (60150520)

研究分担者 安田 和弘  九州大学, 工学研究院, 准教授 (80253491)
椎山 謙一  九州大学, 工学研究院, 助教 (30243900)
波多 聡  九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (60264107)
連携研究者 安田 和弘  九州大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (80253491)
椎山 謙一  九州大学, 大学院・工学研究院, 助教 (30243900)
波多 聰  九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 准教授 (60264107)
研究期間 (年度) 2006 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
48,360千円 (直接経費: 37,200千円、間接経費: 11,160千円)
2009年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2008年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2007年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2006年度: 33,410千円 (直接経費: 25,700千円、間接経費: 7,710千円)
キーワードイオン照射 / イオントラック / 高分解能電子顕微鏡 / 電子チャンネリングX線分光 / 分子動力学計算 / 規則-不規則相転移 / 格子欠陥形成エネルギー / 格子欠陥移動エネルギー / スピネル化合物 / 電子チャンネリング分光 / 規則-不規則転移 / 酸化セリウム / 球面収差補正 / 格子欠陥移動工ネルギー
研究概要

次世代原子炉燃料および長寿命核種変換処理用材料の不活性母相材として期待されている、マグネシア・アルミネート・スピネル(MgAl_2O_4)結晶の強い電子励起を伴う高速重イオン照射による構造変化について、最新の電子顕微鏡解析技術と分子動力学計算の両面から解析を行った。イオンが通過した箇所に形成されるイオントラックの構造ならびにその周辺の不規則化挙動について定量的な知見を得ることに成功した。さらに不規則化の原子挙動としての機構についても明らかにできた。

報告書

(6件)
  • 2009 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書   自己評価報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2010 2009 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (21件) (うち査読あり 17件) 学会発表 (26件)

  • [雑誌論文] Accumulation of disordered zone in MgAl_2O_4 irradiated with swift heavy ions2010

    • 著者名/発表者名
      K.Yasuda, M.Etoh, S, Kawasoe, T.Yamamoto, S.Matsumura
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Method in Physics Reserach B (印刷中)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulations of Oxygen Frenkel Pairs in Cerium Dioxide2010

    • 著者名/発表者名
      K.Shiiyama, T.Yamamoto, T.Takahashi, A.Guglielmetti, A.Chartier, K Yasuda, S.Matsumura, K.Yausnaga, C.Meis
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Method in Physics Reserach B (印刷中)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recovery and Restructuring induced by Fission Energy Ion in High Burnup Nuclear Fuel2009

    • 著者名/発表者名
      M.Kinoshita, K.Yasunaga, T.Sonoda, A.Iwase, N.Ishikawa, M.Sataka, K.Yasuda, S.Matsumura, H.Y.Geng, T.Ichinomiya, Y.Chen, Y.Kaneta, M.Iwasawa, T.Ohnuma, Y.Nishiura, J.Nakamura, Hj Matzke
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Method in Physics Reserach B 267

      ページ: 960-963

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Frenkel pair accumulation induced crystallization of amorphous MgAl2O42008

    • 著者名/発表者名
      A. Chartier, T. Yamamoto, K. Yasuda, C. Meis, S. Matsumura
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials 378

      ページ: 188-192

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular dynamics simulation of point defect accumulation in MgAl2O42008

    • 著者名/発表者名
      T. Yamamoto, A. Chartier, K. Yasuda, C. Meis, K. Shiiyama, S. Matsumura
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B 266

      ページ: 2676-2682

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Frenkel pair accumulation induced crystallization of amorphous MgAl_2O_42008

    • 著者名/発表者名
      A. Chartier, T. Yamamoto, K. Yasuda, C. Meis, S. Matsumura
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials 378

      ページ: 188-192

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      2008 実績報告書 2008 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular dynamics simulation of point defect accumulation in MgAl_2O_42008

    • 著者名/発表者名
      T. Yamamoto, A. Chartier, K. Yasuda, C. Meis, K. Shiiyama, S. Matsumura
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B 266

      ページ: 2676-2682

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      2008 実績報告書 2008 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Production and stability of radiation-induced defects in MgAl_2O_4 under electronic excitation2008

    • 著者名/発表者名
      K. Yasuda, T. Yamamoto, S. Seki, K. Shiiyama, S. Matsumura
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B 266

      ページ: 2834-2841

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  • [雑誌論文] Molecular dynamics simulation of irradiation induced phase transition in MgAl_2O_42008

    • 著者名/発表者名
      A. Chartier, T. Yamamoto, K. Yasuda, C. Meis, S. Matsumura
    • 雑誌名

      Proc. the Fouth Int'l. Conf. on Multiscale Materials Modeling

      ページ: 583-588

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    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular dynamics simulation of point defect accumulation in MgAl_2O_42008

    • 著者名/発表者名
      T.Yamamoto, A.Chartier, K.Yasuda, C.Meis, K.Shiiyama, S.Matsumura
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B (印刷中)

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      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Production and stability of radiation-induced defects in MgAl_2O_4 under electronic excitation2008

    • 著者名/発表者名
      K.Yasuda, T.Yamamoto, S.Seki, K.Shiiyama, S.Matsumura
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B (印刷中)

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      2007 実績報告書
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  • [雑誌論文] The atomic structure of disordered ion tracks in magnesium aluminate spinel2007

    • 著者名/発表者名
      K. Yasuda, T. Yamamoto, S. Matsumura
    • 雑誌名

      JOM 59

      ページ: 27-30

    • NAID

      10018791195

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      2009 研究成果報告書 2008 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The atomic structure of disordered ion tracks in magnesium aluminate spinel2007

    • 著者名/発表者名
      K.Yasuda, T.Yamamoto, S.Matsumura
    • 雑誌名

      JOM 59

      ページ: 27-30

    • NAID

      10018791195

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      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microstructure and Ion Configuration of Spinel Irradiated with Swift Heavy Ions2007

    • 著者名/発表者名
      K.Yasuda, T.Yamamoto, S.Kawasoe, S.Matsumura, N.Ishikawa
    • 雑誌名

      JAEA Review 2007 46

      ページ: 91-92

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      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Radiation damage effects in insulators for fusion reactors: Microstructure evolution in MgO-Al2O3 system oxide crystal2006

    • 著者名/発表者名
      K. Yasuda, S. Matsumura
    • 雑誌名

      Advances in Science and Technology 45

      ページ: 1961-1968

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      2009 研究成果報告書
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  • [雑誌論文] Atomic structure and disordering induced by 350 MeV Au ions in MgAl2O42006

    • 著者名/発表者名
      K. Yasuda, T. Yamamoto, M. Shimada, S. Matsumura, Y. Chimi, N. Ishikawa
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B 250

      ページ: 238-244

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  • [雑誌論文] Radiation damage effects in insulators for fusion reactors : Microstructure evolution in MgO-Al_2O_3 system oxide crystal2006

    • 著者名/発表者名
      K. Yasuda, S. Matsumura
    • 雑誌名

      Advances in Science and Technology 45

      ページ: 1961-1968

    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
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  • [雑誌論文] Atomic structure and disordering induced by 350 MeV Au ions in MgAl_2O_42006

    • 著者名/発表者名
      K. Yasuda, T. Yamamoto, M. Shimada, S. Matsumura, Y. Chimi and N. Ishikawa
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B 250

      ページ: 238-244

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      2008 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microstructure and atomic disordering of magnesium aluminate spinel irradiated with swift heavy ions2006

    • 著者名/発表者名
      M.Shimada, T.Yamamoto, K.Yasuda, S.Matsumura, Y.Chimi, N.Ishikawa
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 245巻・1号

      ページ: 235-238

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      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Atomic structure and disordering induced by 350 MeV Au ions in MgAl_2O_42006

    • 著者名/発表者名
      K.Yasuda, T.Yamamoto, M.Shimada, S.Matsumura, Y.Chimi, N.Ishikawa
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 250巻

      ページ: 238-244

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  • [雑誌論文] Radiation damage effects in insulators for fusion reactors : Microstru cture evolution in MgO-Al_2O_3 system oxide crystal2006

    • 著者名/発表者名
      K.Yasuda, S.Matsumura
    • 雑誌名

      Advances in Science and Technology 45巻

      ページ: 1961-1968

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      2006 実績報告書
  • [学会発表] Sub-divided grain formation and recovery of dislocation structure in CeO_2 induced by swift heavy ions2009

    • 著者名/発表者名
      K.Yasuda, K.Yasunaga, S.Matsumura, T.Sonoda, M.Kinoshita
    • 学会等名
      MRS 2009 Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
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    • 著者名/発表者名
      S. Matsumura, T. Yamamoto, K. Yasuda
    • 学会等名
      MRS 2009 Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, MA, USA
    • 年月日
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    • 著者名/発表者名
      S.Matsumura, T.Yamamoto, K.Yasuda
    • 学会等名
      MRS 2009 Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2009-11-30
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      2009 実績報告書
  • [学会発表] 高速重イオン照射したCeO_2の転位組織の回復と微細粒形成2009

    • 著者名/発表者名
      安田和弘, 江藤基稀, 山田隆雄, 安永和史, 松村晶
    • 学会等名
      日本金属学会第145回大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2009-09-17
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      2009 実績報告書
  • [学会発表] 酸化セリウム中の酸素イオンフレンケル対挙動に関する分子動力学計算2009

    • 著者名/発表者名
      椎山謙一, 高橋達郎, 山本知一, 安田和弘, 松村晶, A.Chartier, C.Meis
    • 学会等名
      日本金属学会第145回大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2009-09-17
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  • [学会発表] Accumulation of disordered zone in MgAl2O4 irradiated with swift heavy ions2009

    • 著者名/発表者名
      K. Yasuda, M. Etoh, S, Kawasoe, T. Yamamoto, S. Matsumura
    • 学会等名
      Radiation Effects in Insulators-15
    • 発表場所
      Padova, Italy
    • 年月日
      2009-08-31
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      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Accumulation of disordered zone in MgAl_2O_4 irradiated with swift heavy ions2009

    • 著者名/発表者名
      K.Yasuda, M.Etoh, S, Kawasoe, T.Yamamoto, S.Matsumura
    • 学会等名
      Radiation Effects in Insulators-15
    • 発表場所
      Padova, Italy
    • 年月日
      2009-08-31
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      2009 実績報告書
  • [学会発表] Molecular Dynamics Simulations of Oxygen Frenkel Pairs in Cerium Dioxide2009

    • 著者名/発表者名
      K.Shiiyama, T.Yamamoto, T.Takahashi, A.Guglielmetti, A.Chartier, K.Yasuda, S.Matsumura, K.YAusnaga, C.Meis
    • 学会等名
      Radiation Effects in Insulators-15
    • 発表場所
      Padova, Italy
    • 年月日
      2009-08-31
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      2009 実績報告書
  • [学会発表] Small grain formation by swift heavy ions in CeO_22009

    • 著者名/発表者名
      K.Yasunaga, T.Sonoda, K.Yasuda, S.Matsumura
    • 学会等名
      The 12th Frontiers of Electron Microscopy in Materials Science
    • 発表場所
      Sasebo
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      2009 実績報告書
  • [学会発表] Molecular dynamics simulation of irradiation induced phase transition in MgAl2O42008

    • 著者名/発表者名
      A. Chartier, T. Yamamoto, K. Yasuda, C. Meis, S. Matsumura
    • 学会等名
      Fouth International Conference on Multiscale Materials Modeling (MMM2008)
    • 発表場所
      Tallahassee, Florida, USA
    • 年月日
      2008-10-28
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Molecular dynamics simulation of irradiation induced phase transition in MgAl_2O_42008

    • 著者名/発表者名
      A. Chartier, T. Yamamoto, K. Yasuda, C. Meis, S. Matsumura
    • 学会等名
      Fouth International Conference on Multiscale Materials Modeling (MMM2008)
    • 発表場所
      Tallahassee, Florida, USA.
    • 年月日
      2008-10-28
    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
  • [学会発表] Molecular dynamics simulation of irradiation induced phase transition in MgAl_2O_42008

    • 著者名/発表者名
      A. Chartier, T. Yamamoto, K. Yasuda, C. Meis, S. Matsumura
    • 学会等名
      Fouth International Conference on Multiscale Materials Modeling (MMM2008)
    • 発表場所
      Tallahassee, Florida, USA
    • 年月日
      2008-10-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] A. Chartier,C.Meis, MgAl_2O_4中のフレンケル対再結合・蓄積過程のMDシミュレーション2008

    • 著者名/発表者名
      山本知一, 安田和弘, 椎山謙一, 松村晶
    • 学会等名
      日本金属学会2008年秋期(第143回)大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2008-09-24
    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
  • [学会発表] MgAl_2O_4中のフレンケル対再結合・蓄積過程のMDシミュレーション2008

    • 著者名/発表者名
      山本知一, 安田和弘, 椎山謙一, 松村 晶, A. Chartier, C. Meis
    • 学会等名
      日本金属学会2008年秋期(第143回)大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2008-09-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Molecular dynamics study of irradiation-induced structural change in magnesium aluminate spinel compound2008

    • 著者名/発表者名
      S. Matsumura, T. Yamamoto, K. Yasuda, K. Shiiyama, A. Chartier, , C. Meis
    • 学会等名
      ECI conference on Innovative Dynamics Studies of Materials at the Nanoscale
    • 発表場所
      Gyeong-ju, Korea
    • 年月日
      2008-06-30
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書 2008 実績報告書 2008 自己評価報告書
  • [学会発表] 電子照射に伴うセラミックス中の照射欠陥形成とその安定性2008

    • 著者名/発表者名
      松村 晶, 安田和弘, 安永和史
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第64回学術講演会
    • 発表場所
      京都国際会議場
    • 年月日
      2008-05-22
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Production and stability of radiation-induced defects in MgO/Al2O3 under electronic excitation2007

    • 著者名/発表者名
      K. Yasuda, S. Matsumura
    • 学会等名
      14th International Conference on Radiation Effects in Insulators
    • 発表場所
      Caen, France
    • 年月日
      2007-08-29
    • 関連する報告書
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  • [学会発表] Production and stability of radiation-induced defects in MgO/Al_2O_3 under electronic excitation2007

    • 著者名/発表者名
      K. Yasuda, S. Matsumura
    • 学会等名
      14th International Conference on Radiation Effects in Insulators
    • 発表場所
      Caen, France.
    • 年月日
      2007-08-29
    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
  • [学会発表] Molecular dynamics simulation of point defect accumulation in MgAl_2O_42007

    • 著者名/発表者名
      T.Yamamoto, A.Chartier, K.Yasuda, C.Meis, K.Shiiyama, S.Matsumura
    • 学会等名
      14^<th> International Conference on Radiation Effects in Insulators
    • 発表場所
      Caen,France
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Production and stability of radiation-induced defects in MgO/Al_2O_3 under electronic excitation2007

    • 著者名/発表者名
      K.Yasuda, S.Matsumura
    • 学会等名
      14^<th> International Conference on Radiation Effects in Insulators
    • 発表場所
      Caen,France
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表]2007

    • 著者名/発表者名
      椎山 謙一, 山本 知一, 安田 和弘 松村 晶, A.Chartier, C.Meis
    • 学会等名
      日本原子力学会2007年秋の大会
    • 発表場所
      北九州市
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] MgAl_2O_4中の点欠陥に関する分子動力学計算:(2)フレンケル対蓄積過程2007

    • 著者名/発表者名
      山本 知一, 椎山 謙一, 安田 和弘 松村 晶, A.Chartier, C.Meis
    • 学会等名
      日本原子力学会2007年秋の大会
    • 発表場所
      北九州市
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 電子励起下におけるマグネシア・スピネル中の転位ループ成長・収縮過程2007

    • 著者名/発表者名
      安田 和弘、関真 一郎、山本 知一、松村 晶
    • 学会等名
      日本原子力学会2007年秋の大会
    • 発表場所
      北九州市
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表]2007

    • 著者名/発表者名
      A.Chartier, T.Yamamoto, K.Yasuda, C.Meis, K.Shiiyama, S.Matsumura
    • 学会等名
      2007 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston,USA
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Atomic resolution transmission electron microscope analysis of disordered ion tracks formed in magnesium aluminate spinel by swift heavy ions2006

    • 著者名/発表者名
      S. Matsumura, T. Yamamoto, K. Yasuda, Y. Chimi, N. Ishikawa
    • 学会等名
      Materials Science & Technology 2006 Conference and Exhibition
    • 発表場所
      Cincinnati, OH, USA
    • 年月日
      2006-10-18
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Atomic resolution transmission electron microscope analysis of disordered ion tracks formed in magnesium aluminate spinel by swift heavy ions2006

    • 著者名/発表者名
      S. Matsumura, T. Yamamoto, K. Yasuda, Y. Chimi, N. Ishikawa
    • 学会等名
      Materials Science &amp; Technology 2006 Conference and Exhibition
    • 発表場所
      Cincinnati, OH, USA.
    • 年月日
      2006-10-18
    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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