| 研究課題/領域番号 |
20H00359
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 |
中区分31:原子力工学、地球資源工学、エネルギー学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
永井 康介 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (10302209)
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| 研究分担者 |
吉田 健太 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (10581118)
嶋田 雄介 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (20756572)
井上 耕治 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (50344718)
外山 健 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (50510129)
鈴土 知明 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 再雇用職員 (60414538)
清水 康雄 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 磁性・スピントロニクス材料研究拠点, NIMS特別研究員 (40581963)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
45,240千円 (直接経費: 34,800千円、間接経費: 10,440千円)
2022年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
2021年度: 16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2020年度: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
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| キーワード | 応用下その場観察 / ウィークビーム走査型透過電子顕微鏡法 / 原子力材料 / 照射欠陥 / 応力下その場観察 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
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）法の大きな特徴（試料の変位に強く長時間分解能を維持できる等）を活かして、従来の方法では実用材料に対して不可能であったサブ nm分解能をもった応力下その場観察法を実現し、この方法を用いて、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新たな照射劣化機構を解明することを目的とする。例えば、原子炉圧力容器鋼中で照射誘起転位ループと転位が相互作用・構造変化する様子（局所的な歪み場）をサブnmスケールの分解能で直接動的な観察を行い、「微小障害物デコレーション硬化」のような新たな転位運動に対する抵抗メカニズムを明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
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」という新しい電子顕微鏡法の特徴を最大限活かし、従来法では解決困難だった応力下の変形に伴う諸問題を解決して、サブnmスケールの分解能を持つ新しい応力下その場観察法を実現した。この手法を用いて、原子炉材料の照射劣化で特徴的な、極めて微小な照射欠陥と転位との相互作用の動的可視化を可能にし、微小な照射欠陥が転位に絡み合い、転位が複雑に構造変化することによって移動が抑制されるといった、従来の古典的なモデルを超えた新たな照射硬化機構を提唱するに至った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
実用材料において従来の方法を大きく超える分解能を持った応力下その場観察法によって、照射による原子構造の乱れという微視的な変化を、原子炉材料の劣化（脆化、硬化等）を定量的に説明する新たな道筋ができた。これによって、原子炉の長期的安全性を劣化メカニズムに基づいて議論できるようになるという点において大きな社会的意義を持つとともに、新しい応力下その場観察法は原子炉材料以外にも様々な材料の劣化機構の研究に適用することができるという点で学術的な意義も大きい。
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