| 研究課題/領域番号 |
21H01857
|
|---|
| 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 | 東京大学 |
|---|
研究代表者 |
村上 健太 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (50635000)
|
|---|
| 研究分担者 |
叶野 翔 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任研究員 (00742199)
鈴木 達也 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (70323839)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
|
|---|
| キーワード | 原子力材料 / イオンビーム / 照射欠陥 / 格子欠陥 / 透過電子顕微鏡 / 照射損傷 / 原子力工学 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
原子力構造材料の照射劣化評価において、同等の照射量を与えても線量率が違う場合、異なるレベルの照射劣化が発現することを線量率効果という。本研究は、線量率効果の有無を短時間でスクリーニングする手法を提案する。これによって、材料試験炉を使った照射試験を大幅に短縮することが見込まれる。この手法は、一つの高速中性子による材料中の擾乱を精緻にモデル化することに基づいている。鍵となるパラメータは、実用材料における実効的な照射欠陥の拡散定数とシンク強度である。本研究は、両者の計測のため、残留抵抗率法と加速器結合型透過電子顕微鏡法を用いた実験手法を開発する。本研究の成果は幅広い材料開発に応用可能である。
|
| 研究成果の概要 |
原子力材料の中性子照射劣化における線量率効果を効率的にスクリーニングする方法を開発した。原理的には，中性子による二回の擾乱の時間及び空間的な相関に着目し，その重畳確率を評価するという考え方を取っている。
低温照射と残留電気抵抗率法による古典的な拡散モデルを最新のはじき出し評価法を使ってレビューしたところ，照射欠陥による自由電子の散乱を，照射欠陥密度の不均質さを踏まえて考慮する必要が示された。
加速器結合型TEMを用いて，バルク照射とその場観察の組み合わせ照射を試行したところ，既存の照射欠陥に対する追加照射による欠陥の吸収され方が，材料中の微量元素に応じてユニークな線量率依存性を示すことが示された。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究によって、金属の格子欠陥の研究に関する基盤的な実験設備を維持し、技術（特に、照射下における転位ループのin-situ実験技術）を発展させることができた。これらの設備及びノウハウは、共同利用施設として全国のユーザに公開されている。
照射影響における線量率の効果に関して得られた知見は、軽水炉を長期間使用する際に留意すべき経年劣化事象の評価に役立ていることができる。特に、原子炉圧力容器の中性子照射脆化については、本研究のような理論や劣化モデルに基づく研究と、産業界で実施されている実際のプラントのデータに基づく研究を、上手く組み合わせて丁寧な評価を行うことが期待される。
|
