| 研究課題/領域番号 |
19H02463
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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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| 審査区分 |
小区分26040:構造材料および機能材料関連
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
石丸 学 九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (00264086)
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| 研究分担者 |
佐藤 和久 大阪大学, 超高圧電子顕微鏡センター, 准教授 (70314424)
仲村 龍介 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70396513)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
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| キーワード | 照射効果 / 透過電子顕微鏡 / アモルファス / 構造解析 / 動径分布解析 / 電子顕微鏡技術 / 動径分布関数 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
構造的隙間が存在するアモルファスでは、原子の再配列により欠陥が容易に消滅する。原子力産業に使用される材料では、照射により原子レベルの欠陥が導入されるが、アモルファス材料を用いると優れた耐照射性を示すことが期待される。しかしながら、アモルファスには周期性がないために構造評価は困難を極め、その照射挙動は殆ど調べられていない。本研究では、高い熱的安定性を有するアモルファス材料の照射環境下における構造変化および安定性を、量子ビーム技術、先端的電子顕微鏡技術、計算機シミュレーションを駆使して明らかにし、本物質を用いた耐照射性材料の開発指針を構築する。
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| 研究成果の概要 |
本研究ではアモルファス材料の構造および照射誘起構造変化を、量子ビーム技術、先端的電子顕微鏡技術、計算機シミュレーションを駆使して調査し、以下の成果を得た。（１）シリコンオキシカーバイド(SiOC)に500℃にてイオン照射を施したところ、顕著な構造変化は検出されず、高温照射環境下でもアモルファス構造を保つことが確認された。（２）SiO2:SiCの比が異なるSiOCにHeイオン照射を行った結果、SiCの濃度が高くなるとHeバブルが形成されることが明らかとなった。（３）イオンビーム技術により作製したアモルファス炭化ホウ素には20面体クラスターに由来する構造の存在が示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
原子力産業分野で使用される構造材料は高温環境下に加え、中性子線や荷電粒子等のエネルギー粒子線場という、特殊な環境下に曝される。高エネルギー粒子線は材料を構成する原子を弾き出し、格子間原子や空孔等の原子レベルの欠陥（照射損傷）を与える。損傷を受けた材料では欠陥の蓄積に伴う体積膨張（スエリング）やアモルファス化による機械的性質の劣化が起こり、原子炉の破壊等の深刻な危機的事象が誘発される。本研究では新規耐照射性材料として注目されているアモルファス材料の照射環境下での安定性を調査した。得られた成果は、原子力発電の安全かつ安心な運用に寄与することが期待される。
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