| 研究課題/領域番号 |
19K15310
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 京都大学 |
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研究代表者 |
藪内 聖皓 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教 (70633460)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020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)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 核融合 / 構造材料 / 格子欠陥 / 拡散 / イオン照射 / 磁性 / 磁壁 / 反応速度論 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
核融合炉実現のためには、炉心プラズマからの中性子による構造材料の損傷（照射脆化）を科学的根拠に基づいて理解しておくことが重要である。照射脆化は、ミクロには金属結晶中の原子がビリヤードのようにはじき出されることにより形成した格子欠陥（またはその集合体）が熱拡散過程を経て最終的に粗大な欠陥を形成することにより材料が劣化する事象である。格子欠陥は拡散中に磁壁によってトラップされると考えられるが、その詳細については明らかになっていない。そこで、本研究では磁場閉じ込め核融合炉の構造材料をターゲットとし、照射欠陥の生成・成長過程に及ぼす外部磁場の影響について、実験・計算の両面から検討を行う。
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| 研究成果の概要 |
核融合炉に使用される材料特有の劣化事象として、炉心プラズマから発生する高エネルギー中性子に曝されることによって材料特性が劣化する、いわゆる照射脆化が極めて重要である。本研究の目的は、核融合炉構造材料である鉄系合金をターゲットに、照射損傷組織発達に及ぼす外部磁場の影響について明らかにすることである。純Feを供試材として用い、京都大学エネルギー理工学研究所のイオン加速器DuETを用いてイオン照射実験を行った。実験及び数値計算の結果、照射時の磁場の有無と照射硬化および組織発達の関係が明らかとなった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
核融合炉に使用される材料特有の劣化事象として、炉心プラズマから発生する高エネルギー中性子に曝されることによって材料特性が劣化する、いわゆる照射脆化が極めて重要である。照射脆化は、ミクロには金属結晶中の原子がビリヤードのようにはじき出されることにより形成した格子欠陥（またはその集合体）が熱拡散過程を経て最終的に粗大な欠陥を形成することにより材料が劣化する事象である。格子欠陥は拡散中に磁壁によってトラップされると考えられるが、その詳細については明らかになっていない。本研究結果は、磁場閉じ込め核融合炉の構造材料の照射脆化予測を行う上で重要である。
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