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磁気1次反転曲線を用いた原子炉材料の中性子照射脆化評価の有用性の検証に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H02640
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分31010:原子力工学関連
研究機関岩手大学

研究代表者

小林 悟  岩手大学, 理工学部, 教授 (30396410)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
キーワード照射硬化 / 圧力容器鋼 / 磁気特性 / 原子力材料 / 磁性 / 照射効果 / 照射損傷 / 中性子照射 / 磁気計測 / 照射脆化 / 非破壊検査
研究開始時の研究の概要

磁気1次反転曲線(FORC)法は近年急速に発展しつつある磁気的手法であり、磁性材料特性の平均値を評価する磁気ヒステリシス法では得ることができない保磁力分布及び相互作用分布を同時に評価可能である。本研究では、ポータブル型FORC測定装置を開発し、国内外の研究施設が保管する中性子照射済み試験片についてFORC測定を系統的に実施することで、照射脆化に対する新たな磁気的非破壊評価法として、FORC法の有用可能性を検証し総括する。

研究成果の概要

本研究では、保磁力分布や相互作用分布を同時に評価可能な磁気1次反転曲線(FORC)法による照射硬化の磁気的評価の可能性を検証した。誘導起電力型のFORC測定装置を用いて、計9種類・8照射条件について、約150個の試料のFORC測定を実施した。殆どの試料で、FORC図上で明瞭な単一FORC分布ピークが観測された一方、FORC分布ピークの位置及び幅が照射量に依存することが分かった。FORC法を用いることで、照射誘起ナノスケール欠陥密度の増大効果だけでなく、その空間分布特性も捉えることが可能であることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

照射脆化の非破壊評価技術の開発は緊急課題であり、その中で磁気的手法は有用な手法の一つとして長年研究されてきている。1条件あたり1つの磁気パラメータを得る従来法に対して、1条件あたり2次元のFORC図情報を得る本手法により、照射誘起ナノスケール欠陥の形成過程に関する情報を、磁気的不均一性や磁気相互作用の観点から付加的に取得可能であることが分かった。照射硬化などの材料劣化の非破壊評価法として、磁気的手法の有用性の高さを示した本成果は、学術的及び社会的意義がある。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] エネルギー研究所(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] エネルギー研究所(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] エネルギー研究所(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] ハンガリー科学アカデミー(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] サスカチュワン大学(カナダ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic investigations on irradiation-induced nanoscale precipitation in reactor pressure vessel steels: A first-order reversal curve study2021

    • 著者名/発表者名
      S. Kobayashi, H. Murakami, T. Yamamoto, G.R. Odette, A. Horvath, A. Feoktystov, L. Almasy
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials

      巻: 552 ページ: 152973-152973

    • DOI

      10.1016/j.jnucmat.2021.152973

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of neutron irradiation on magnetic first-order reversal curves in reactor pressure vessel steels2020

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Satoru、Murakami Hiroaki、Horv?th ?kos、Alm?sy L?szl?、Gillemot Ferenc、Feoktystov Artem
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 10 号: 1 ページ: 015221-015221

    • DOI

      10.1063/1.5130414

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Thermal aging effects on magnetisation reversals in a pre-deformed Fe-1wt%Cu alloy studied via first-order reversal curves2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Satoru、Kawagoe Riko、Murakami Hiroaki、Ohishi Kazuki、Kawamura Yukihiko、Suzuki Jun-ichi
    • 雑誌名

      Philosophical Magazine Letters

      巻: 99 号: 6 ページ: 217-225

    • DOI

      10.1080/09500839.2019.1660011

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Microstructural and magnetic characteristics of ceramic dispersion strengthened sintered stainless steels after thermal ageing2019

    • 著者名/発表者名
      Bal?zsi Csaba、Zine Haroune Rachid Ben、Furko Monika、Czig?ny Zsolt、Alm?sy L?szl?、Ryukhtin Vasyl、Murakami Hiroaki、G?ller G?ltekin、Yucel Onuralp、Sahin Filiz Cinar、Bal?zsi Katalin、Kobayashi Satoru、Horv?th ?kos
    • 雑誌名

      Fusion Engineering and Design

      巻: 145 ページ: 46-53

    • DOI

      10.1016/j.fusengdes.2019.05.035

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 磁気1次反転曲線による原子炉圧力容器鋼の照射硬化評価2022

    • 著者名/発表者名
      蓬田圭吾, 小林悟, 野村英志, A. Horvath, L. Almasy
    • 学会等名
      材料照射研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Fe-Cuモデル合金の磁気1次反転曲線特性に及ぼす中性子照射効果2022

    • 著者名/発表者名
      小林悟, 野村英志, 蓬田圭吾
    • 学会等名
      2022年度大洗・アルファ合同研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 中性子照射されたロシア型原子炉圧力容器鋼の磁気1次反転曲線測定2022

    • 著者名/発表者名
      蓬田圭吾, 小林悟, 野村英志, A. Horvath, L. Almasy
    • 学会等名
      2022年度大洗・アルファ合同研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 中性子照射されたA533B鋼モデル合金の磁気1次反転曲線及びSANS測定2021

    • 著者名/発表者名
      小林悟, 村上宏明, T. Yamamoto, G.R. Odette, A. Horvath, A. Feoktystov, L. Almasy
    • 学会等名
      2021年度大洗・アルファ合同研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Investigation of microstructural changes in a thermally aged Fe-Cu alloy using a magnetic mixing-frequency technique2020

    • 著者名/発表者名
      S. Kobayashi, S. Baba, Y. Chang
    • 学会等名
      GIMRT Joint International Symposium on Radiation Effects in Materials and Actinide Science
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of neutron irradiation on magnetic first-order reversal curves in reactor pressure vessel steels2019

    • 著者名/発表者名
      S. Kobayashi, H. Murakami, A. Horvath, L. Almasy, F. Gillemot, A. Feoktystov
    • 学会等名
      64th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microstructural characteristics of ceramic dispersion strengthened sintered stainless steels after thermal ageing2019

    • 著者名/発表者名
      C. Balázsi, H.R. Ben Zine, K. Balázsi, L. Almásy, H. Murakami, S. Kobayashi
    • 学会等名
      Fifth International Workshop on Structural Materials for Innovative Nuclear Systems
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic investigations on neutron irradiation effects for reactor pressure vessel steels using a first-order reversal curve technique2019

    • 著者名/発表者名
      S. Kobayashi, H. Murakami, F. Gillemot, A. Horvath, L. Almasy
    • 学会等名
      Fifth International Workshop on Structural Materials for Innovative Nuclear Systems
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 中性子照射材の磁気1次反転曲線測定と今後の展望2019

    • 著者名/発表者名
      小林悟, 村上宏明, F. Gillemot, A. Horvath, L. Almasy, A. Feoktystov
    • 学会等名
      東北大学金研量子エネルギー材料科学国際研究センター 2019年度大洗アルファ合同研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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