| 研究課題/領域番号 |
19K05326
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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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| 審査区分 |
小区分31010:原子力工学関連
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
福元 謙一 福井大学, 附属国際原子力工学研究所, 教授 (30261506)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022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)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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)
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| キーワード | 照射硬化・脆化 / イオン照射 / 原子力材料 / 透過型電子顕微鏡 / 引張試験その場観察 / 転位ー照射欠陥相互作用 / 照射硬化 / 転位-欠陥相互作用 / ステンレス鋼 / 引張試験 / 変形挙動 / 照射損傷 / 熱活性化過程 / TEM / TEM内引張その場観察 / ②転位-照射欠陥相互作用 / 照射誘起DBTT |
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| 研究開始時の研究の概要 |
原子力構造材料の照射硬化・脆化による健全性評価や寿命予測を、動的変形挙動の実験の統合解析により明らかにする。イオン照射した原子力構造材料を用いた広範囲の温度領域での変形に伴う転位運動および転位-照射欠陥相互作用の動的変形組織観察実験から、運動転位性状変化と障害抵抗強度解析による照射誘起延性脆性遷移温度（照射誘起DBTT）上昇機構の解明による予測手法の開発と、照射欠陥の内部応力温度依存性による熱活性化過程を通して、微視的スケールからの照射硬化量の定量的評価/予測が得られる。これら成果を基に軽水炉や次世代原子炉の原子力構造材健全性評価予測技術手法の開発・高度化に貢献する。
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| 研究成果の概要 |
イオン照射した原子力構造材料を用いた室温～200℃までの温度範囲で変形に伴う転位運動および転位-照射欠陥相互作用の動的変形組織観察実験から、運動転位性状変化と障害抵抗強度解析による照射欠陥の内部応力温度依存性による熱活性化過程を通して、微視的スケールからの照射硬化量の定量的評価を行った。この結果、溶質原子クラスタは運動転位に対しては強い障害強度因子を持つ介在物としては機能せず、その数密度の大きさによって照射硬化に寄与すること実験的に示された。また室温と250℃での引張挙動による転位-照射欠陥相互作用に大きな変化は見られず、転位-欠陥相互作用における熱活性化状態変化が見られないことがわかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
原子力エネルギーの平和利用による原子力発電から安定した電力供給を行うため、炉内構造材料の健全性評価予測技術が求められている。現在まで安全性実証の観点から安全マージンを見込んだ保守的な実験データによる経験則から規制が制定されているが、現象に基づいたモデル化による機構論的な予測手法開発は十分ではない。材料強度変化などの予測を行う上では経年劣化による材料パラメータ変化や、中性子照射に伴う欠陥組織発達の定量化が必要である。照射組織においては組織発達の中で各組織成分の直接的な硬化因子を測定することにより、高精度の定量的な組織硬化量が評価され、照射硬化・脆化による材料健全性評価手法の構築が可能となる。
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