| 研究課題/領域番号 |
19K05323
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 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 | 東北大学 |
|---|
研究代表者 |
吉田 健太 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (10581118)
|
|---|
| 研究分担者 |
嶋田 雄介 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (20756572)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
|
|---|
| キーワード | 電子顕微鏡 / 照射欠陥 / 腐食 / 転位 / ３次元 / マルチスケール / 格子欠陥 / 原子力材料 / その場 / 電子顕微鏡トモグラフィー / 原子力 / 照射効果 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では放射化した原子力構造材料に対して、電気化学的に制御した腐食を導入できる反応槽および３次元的に伝播する界面腐食の構造と化学組成をナノメートルスケールで可視化・定量分析できる分析装置群からなる「腐食界面３次元ナノ分析法」を開発する。
そして、所有する中性子照射材に「腐食界面３次元ナノ分析法」を適用し、腐食試験前後の転位ループのサイズを1nmの分解能で３次元定量解析し、その分布を腐食割れ先端からの距離で整理することで、照射誘起応力腐食割れにおける転位ループなどの照射欠陥と粒界腐食との複合的影響の有無を検証し、腐食中の溶質原子クラスターおよびナノボイドの挙動を３次元空間で定量解析する。
|
| 研究成果の概要 |
本研究では放射化した原子力構造材料に対して、電気化学的に制御した腐食を導入できる反応槽および３次元的に伝播する界面腐食の構造と化学組成をナノメートルスケールで可視化・定量分析できる分析装置群からなる「腐食界面３次元ナノ分析法」を開発した。
そして、所有する中性子照射材に「腐食界面３次元ナノ分析法」を適用し、腐食試験前後の転位ループのサイズを1nmの分解能で３次元定量解析し、その分布を腐食割れ先端からの距離で整理することで、照射誘起応力腐食割れにおける転位ループなどの照射欠陥と粒界腐食との複合的影響の有無を検証し、腐食中の溶質原子クラスターおよびナノボイドの挙動を３次元空間で定量解析した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
我々が最近独自開発してきたウィークビーム走査型透過電子顕微鏡（WB-STEM）法の特徴を最大限活かし、「腐食界面３次元ナノ分析法」を開発することで、原子炉の安全に直結する構造材料の未だ理解されていない腐食機構を解明することを目的とした。具体的には、カソード分極試験を行い腐食生成物（γ-FeOOH, マグネタイト）の量や分布を３次元イオンビーム加工（3D-SEM-FIB）を用いた３次元ナノ分析によって評価した。この段階で数十ナノ～数マイクロの空隙と腐食生成物など、材料内部への腐食界面の侵食可視化し、本研究課題の目的であるナノスケールの照射欠陥と粒界腐食の複合的影響の確認は達成された。
|
