イオン加速器連結型トンネル顕微鏡を用いた照射下原子動的挙動解明に関する研究

• 研究課題/領域番号: 22686088
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 原子力学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 沖田 泰良 東京大学, 人工物工学研究センター, 准教授 (50401146)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 19,890千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 4,590千円); 2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2010年度: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
• キーワード: STM , ナノ組織 / 計算科学 / 非平衡科学 / 表面物理 / STM / ナノ組織 / 走査型トンネル顕微鏡 / 表面科学 / 非平衡物理 / ナノテクノロジー / 照射損傷 / 原子力材料

研究概要

本研究では、イオン加速器連結走査型トンネル顕微鏡を用いて、イオン照射によって形成するAu(111)表面欠陥を原子レベルの空間分解能で観察した。また、高さ測定を用いることによって、表面はじき出し欠陥の同定と形状の定量化に成功した。更に、分子シミュレーションにより照射欠陥形成過程を再現し、非平衡状態における計算科学の妥当性検証を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Development of a non-destructive inspection method for irradiation-induced microstructural evolution of thick 304 stainless steel blocks (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Etoh, M. Sagisaka, T. Matsunaga, Y. Isobe, F.A. Garner, P.D. Freyer. Y. Huang, J.M.K. Wiezorek, T. Okita
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials 巻: in press 号: 1-3 ページ: 500-507
  • DOI: 10.1016/j.jnucmat.2013.02.036
  • 査読あり
• [雑誌論文] MD simulations to evaluate the influence of normal strain on defect production at various PKA energies", (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Miyashiro, S. Fujita, T. Okita, H.Okuda
  • 雑誌名: Fusion Engineering and Design 巻: 87 ページ: 1352-1355
• [雑誌論文] アセンブリ構造解析のための多点拘束前処理付き並列反復解 (2012)
  • 著者名/発表者名: 後藤和哉,志賀 淳二,林雅江,沖田泰良,奥田 洋司
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 巻: 第78巻789号 ページ: 708-717
• [雑誌論文] MD simulations to evaluate effects of applied tensile strain on irradiation-induced defect production at various PKA energies (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Miyashiro, S. Fujita, T. Okita, H. Okuda
  • 雑誌名: Fusion Engineering and Design 巻: 87 号: 7-8 ページ: 1352-1355
  • DOI: 10.1016/j.fusengdes.2012.03.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] アセンブリ構造解析のための多点拘束前処理付き並列反復解法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 後藤和哉，志賀 淳二，林雅江，沖田泰良，奥田 洋司
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集Ａ編 巻: 78 号: 789 ページ: 708-717
  • DOI: 10.1299/kikaia.78.708
  • NAID: 130002050296
  • ISSN: 0387-5008, 1884-8338
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular dynamics simulations to evaluate the effect of applied strain on interstitial cluster formation and orientation under collision cascade damage (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Miyashiro, S. Fujita, M. Itakura, T. Okita
  • 雑誌名: Proceedings of 20th International Conference on Nuclear Engineering 巻: ICONE20- POWER2012-54777
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular dynamics simulations to evaluate the effect of the difference in material properties on irradiation-induced defect formation under applied strain (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Horinouchi, S. Miyashiro, M. Itakura, T. Okita
  • 雑誌名: Proceedings of 20th International Conference on Nuclear Engineering 巻: ICONE20- POWER2012-54840
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct observation of irradiation-induced defect fortmation on a Si (111) surface by a linked facility between an ion accelerator and STM (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Sato, T. Kikuchi, K. Murakami, S. Miyashiro, T. Okita
  • 雑誌名: Proceedings of 20th International Conference on Nuclear Engineering 巻: ICONE20- POWER2012-55025
  • 査読あり
• [雑誌論文] MD simulations to evaluate the influence of applied normal stress or deformation on defect production rate and size distribution of clusters in cascade process for pure Cu (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Miyashiro, S. Fujita, T. Okita
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials 巻: 415 ページ: 1-4
• [雑誌論文] Effects of dpa rate on swelling in neutron-irradiated Fe-Cr and Fe-Cr-Mo alloys (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Okita, N. Sekimura, F.A. Garner,
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials 巻: 417 ページ: 944-948
• [雑誌論文] Development of Nondestructive Inspection Techniques for Measurement of Void Swelling in Irradiated Microscopy Discs (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Sagisaka, Y. Isobe, F.A. Garner, S.Fujita, T. Okita
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials 巻: 417 ページ: 992-995
• [雑誌論文] Swelling of pure vanadium and V-5Cr at～430℃ in response to variations in neutron-flux-spectra in FFTF (2011)
  • 著者名/発表者名: F.A.Garner, T.Okita, N, Sekimura
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials 巻: 417 ページ: 314-318
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of nondestructive inspection techniques for measurement of void swelling in irradiated microscopy disks (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Sagisaka, Y.Isobe, F.A.Garner, S.Fujita, T.Okita
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials 巻: 417 ページ: 992-995
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a non-destructive inspection method for irradiation-induced microstructural evolution of thick 304 stainless steel blocks
  • 著者名/発表者名: J. Etoh, M. Sagisaka, T. Matsunaga, Y. Isobe, F.A. Garner, P.D. Freyer. Y. Huang, J.M.K. Wiezorek, T. Okita
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Materials
• [雑誌論文] Molecular dynamics simulations to evaluate the effect of applied strain on interstitial cluster formation and orientation under collision cascade damage
  • 著者名/発表者名: S. Miyashiro, S. Fujita, M. Itakura, T.Okita
  • 雑誌名: Proceedings of 2012 20th International Conference on Nuclear Engineering
• [雑誌論文] Molecular dynamics simulations to evaluate the effect of the difference in material properties on irradiation-induced defect formation under applied strain
  • 著者名/発表者名: T. Horinouchi, S. Miyashiro, M. Itakura, T.Okita
  • 雑誌名: Proceedings of 2012 20th International Conference on Nuclear Engineering
• [雑誌論文] Direct observation of irradiation-induced defect fortmation on a Si (111) surface by a linked facility between an ion accelerator and STM",
  • 著者名/発表者名: M. Sato, T. Kikuchi, K. Murakami, S.Miyashiro, T. Okita
  • 雑誌名: Proceedings of 2012 20th International Conference on Nuclear Engineering,
• [学会発表] 原子炉材料劣化予測モデル構築のためのはじき出し損傷過程の実験的解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平林潤一，佐藤元洋，宮代 聡，村上健太，沖田泰良
  • 学会等名: 日本原子力学会第六回関東甲越地区学生研究発表会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Distribution of void swelling in thick 304 stainless steel blocks in response to spatial gradients in neturon flux-spectra, gamma heating and irradiation temperature (2013)
  • 著者名/発表者名: F.A. Garner, P.D. Freyer, D.L. Porter, J. Wiest, C. Knight, B.H. Sencer, T. Okita, M. Sagisaka, Y. Isobe, J. Etoh, T. Matsunaga, Y. Huang, J. Wiezorek
  • 学会等名: TMS 2013, 142nd Annual Meeting and Exhibition, Linking Science and Technology for Global Solution
  • 発表場所: San Antonio, TX, USA
• [学会発表] イオン加速器連結型STMによる表面はじき出し損傷の原子レベルでの観察(2) (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤元洋，平林潤一，村上健太，沖田泰良
  • 学会等名: 日本原子力学会2013年春の大会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] FBR中性子照射条件下のオーステナイト鋼に於けるボイド組織発達モデル構築に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 細川 哲，西尾慶太，宮代 聡，沖田泰良
  • 学会等名: 日本原子力学会2013年春の大会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] 原子炉構造材料の実時間スケールに対応した革新的照射劣化予測手法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 細川 哲，西尾慶太，宮代 聡，沖田泰良
  • 学会等名: 日本原子力学会2013年春の大会 学生ポスターセッション
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] 動力学解析を用いた欠陥方位変化挙動に及ぼす応力影響の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮代 聡，藤田 智，沖田泰良，板倉充洋
  • 学会等名: 日本金属学会2013年春期大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 分子動力学法を用いたFCC金属の格子間原子集合体吸収過程に及ぼすSFEの影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 北原直明，浅利圭亮，宮代 聡，沖田泰良
  • 学会等名: 日本金属学会2013年春期大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 分子動力学法を用いたFCC金属中のボイドと刃状転位の相互作用に及ぼすSFEの影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浅利圭亮，堀之内利浩，宮代 聡，板倉充洋，沖田泰良
  • 学会等名: 日本金属学会2013年春期大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 米国実験炉廃材を用いた照射下ミクロ組織の非破壊定量手法の開発-(1)実験的検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 匂坂充行、江藤淳二、松永嵩、枝川文哉、磯部仁博、沖田泰良
  • 学会等名: 日本原子力学会2012年春の大会
  • 発表場所: 福井
  • 年月日: 2012-03-20
• [学会発表] 米国実験炉廃材を用いた照射下ミクロ組織の非破壊定量手法の開発-(2)理論的検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 江藤淳二、匂坂充行、松永嵩、枝川文哉、磯部仁博、沖田泰良
  • 学会等名: 日本原子力学会2012年春の大会
  • 発表場所: 福井
  • 年月日: 2012-03-20
• [学会発表] 原子力発電プラント構造材を対象とした放射線照射下ミクロ組織編か検出のための非破壊検査技術 (2012)
  • 著者名/発表者名: 沖田泰良、磯部仁博、匂坂充行、江藤淳二
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] A study to evaluate the interaction between a line dislocation and glissile loops in BCC Fe (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Okita, M. Itakura, S. Fujita, S. Miyashiro
  • 学会等名: 10th World Congress on Computational Mechanics
  • 発表場所: Sao Paulo, Brazil
• [学会発表] Development an EAM potential for Fe-Cr-Ni alloys (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Itakura, S. Miyashiro, T. Okita, M. Yamaguchi
  • 学会等名: 10th World Congress on Computational Mechanics
  • 発表場所: Sao Paulo, Brazil
• [学会発表] 米国高速炉廃材を用いた照射下ミクロ組織の非破壊検査技術開発 –（１）実験的検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 匂坂充行，江藤淳二，松永 嵩，枝川文哉，磯部仁博、沖田泰良
  • 学会等名: 日本保全学会第九回学術講演会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 米国高速炉廃材を用いた照射下ミクロ組織の非破壊検査技術開発 –（２）理論的検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 江藤淳二，匂坂充行，松永 嵩，枝川文哉，磯部仁博、沖田泰良
  • 学会等名: 日本保全学会第九回学術講演会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Development of prediction model of ultrasonic wave changes due to irradiation-induced material degradations (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Okita, T. Sano, M. Sagisaka, J. Etoh, Y. Isobe
  • 学会等名: 20th International Conference on Nuclear Engineering Collocated with ASME 2012 Power Conference
  • 発表場所: Anaheim, CA, USA
• [学会発表] Molecular dynamics simulations to evaluate the effect of applied strain on interstitial formation and orientation under collision cascade damage (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Miyashiro, S. Fujita, M. Itakura, T. Okita
  • 学会等名: 20th International Conference on Nuclear Engineering Collocated with ASME 2012 Power Conference
  • 発表場所: Anaheim, CA, USA
• [学会発表] Molecular dynamics simulations to evaluate the effect of the difference in material properties on irradiation-induced defect formation under applied strain (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Horinouchi, S. Miyashiro, M. Itakura, T. Okita
  • 学会等名: 20th International Conference on Nuclear Engineering Collocated with ASME 2012 Power Conference
  • 発表場所: Anaheim, CA, USA
• [学会発表] Direct observation of irradiation-induced defect formation on a Si(111) surface by a linked facility between an ion accelerator and STM (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Sato, T. Kikuchi, K. Murakami, S. Miyashiro, T. Okita
  • 学会等名: 20th International Conference on Nuclear Engineering Collocated with ASME 2012 Power Conference
  • 発表場所: Anaheim, CA, USA
• [学会発表] 動力学解析を用いたカスケード損傷過程による欠陥形成挙動に及ぼす応力影響の解明(2) (2012)
  • 著者名/発表者名: 宮代聡，藤田智，板倉充洋，沖田泰良
  • 学会等名: 日本金属学会2012年秋期大会
  • 発表場所: 松山
• [学会発表] 分子動力学法を用いたひずみ印加下照射欠陥形成に及ぼす積層欠陥エネルギーの影響に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 堀之内利浩，宮代 聡，板倉充洋，沖田泰良
  • 学会等名: 日本金属学会2012年秋期大会
  • 発表場所: 松山
• [学会発表] EBR-II廃材を用いたオーステナイト鋼の照射劣化非破壊診断・予測手法の開発 –（１）照射劣化診断手法の概要 (2012)
  • 著者名/発表者名: 匂坂充行，江藤淳二，松永 嵩，枝川文哉，磯部仁博、沖田泰良
  • 学会等名: 日本原子力学会2012年秋の大会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] EBR-II廃材を用いたオーステナイト鋼の照射劣化非破壊診断・予測手法の開発 –（２）スクリーニング検査手法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松永 嵩，江藤淳二，枝川文哉，匂坂充行，磯部仁博、沖田泰良
  • 学会等名: 日本原子力学会2012年秋の大会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] EBR-II廃材を用いたオーステナイト鋼の照射劣化非破壊診断・予測手法の開発 –（３）詳細検査手法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 江藤淳二，松永 嵩，枝川文哉，匂坂充行，磯部仁博、沖田泰良
  • 学会等名: 日本原子力学会2012年秋の大会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] EBR-II廃材を用いたオーステナイト鋼の照射劣化非壊診断・予測手法の開発 –（４）非破壊検査信号からのボイド組織定量化に関する検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 細川 哲，佐野貴士，沖田泰良
  • 学会等名: 日本原子力学会2012年秋の大会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] EBR-II廃材を用いたオーステナイト鋼の照射劣化非破壊診断・予測手法の開発 –（５）低積層欠陥エネルギー金属の照射硬化予測モデルに関する検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浅利圭亮，Oeyvind S. Hetland, 堀之内利浩，宮代 聡，沖田泰良
  • 学会等名: 日本原子力学会2012年秋の大会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] イオン加速器連結型STNによる表面はじき出し損傷の原子レベルでの観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤元洋，菊池大朗，村上健太，宮代 聡，沖田泰良
  • 学会等名: 日本原子力学会2012年秋の大会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] 非破壊検査とデータ解析に基づいた原子炉構造材料の照射劣化予測手法に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 細川 哲，佐野貴士，宮代 聡，沖田泰良
  • 学会等名: 日本原子力学会2012年秋の大会 学生ポスターセッション
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] FCC金属における応力負荷下転位－照射欠陥の相互作用に及ぼす転位性状の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浅利圭亮，Oeyvind S. Hetland, 堀之内利浩，宮代 聡，沖田泰良
  • 学会等名: 日本原子力学会2012年秋の大会 学生ポスターセッション
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] はじき出し損傷分子シミュレーションの妥当性検証を目的とした金属表面原子の走査型トンネル顕微鏡観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤元洋，菊池大朗，村上健太，宮代 聡，沖田泰良
  • 学会等名: 日本原子力学会2012年秋の大会 学生ポスターセッション
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] A non-destructive evaluation to measure irradiation-induced microstructure and resultant mechanical property changes by use of ultrasonic techniques (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Okita, J. Etoh, T. Matsunaga, M. Sagisaka, Y. Isobe, F.A. Garner
  • 学会等名: NuMat 2012
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular dynamics simulatios to estimate influence of external stress on interstitial cluster orientation in FCC metal (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Miyashiro, S. Fujita, T. Okita
  • 学会等名: NuMat 2012
  • 発表場所: Osaka, Japan
• [学会発表] A research to clarify effects of Stacking Fault Energy on irradiation hardening caused by voids in FCC metals (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Asari, S. Miyashiro, T. Horinouchi, T. Okita
  • 学会等名: NuMat 2012
  • 発表場所: Osaka, Japan
• [学会発表] Integration of database, inspection techniques and modeling to detect irradiation hardening in austenitic stainless steels (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Hosokawa, T. Sano, S. Miyashiro, T. Okita
  • 学会等名: NuMat 2012
  • 発表場所: Osaka, Japan
• [学会発表] Molecular dynamics simulations to evaluate effects of SFE on defect production and formation under applied strain in FCC metals (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Horinouchi, S. Miyashiro, M. Itakura, T. Okita
  • 学会等名: NuMat 2012
  • 発表場所: Osaka, Japan
• [学会発表] Development of a non-destructive inspection method for irradiation-induced microstructural evolution of thick 304 stainless blocks (1) Experimental approach (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Sagisaka, J.Etoh, T. Matsunaga, Y Isobe, F.A. Garner, P.D. Freyer, T. Okita
  • 学会等名: NuMat 2012
  • 発表場所: Osaka, Japan
• [学会発表] Development of a non-destructive inspection method for irradiation-induced microstructural evolution of thick 304 stainless blocks (2) Theoretical approach and numerical simulation (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Etoh, M. Sagisaka, T. Matsunaga, Y. Isobe, T. Okita
  • 学会等名: NuMat 2012
  • 発表場所: Osaka, Japan
• [学会発表] Interactions between void swelling and irradiation creep in thick 304 stainless steel hexagonal reflector blocks in response to spatial gradients in neutron flux-spetra and irradiation temperature (2012)
  • 著者名/発表者名: F.A. Garner. P.D. Freyer, D.L. Porter C. Knight, T. Okita, M. Sagisaka, Y. Isobe, J. Etoh, T. Mtsunaga, Y. Huang, J. Wiezorek
  • 学会等名: NuMat 2012
  • 発表場所: Osaka, Japan
• [学会発表] 超音波を用いた照射下ミクロ組織の深さ分布定量技術の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 匂坂充行、江藤淳二、礒部仁博、宮代聡、沖田泰良
  • 学会等名: 日本原子力学会2011年秋の大会
  • 発表場所: 北九州
  • 年月日: 2011-09-20
• [学会発表] Development of a non-destructive evaluation method detecting irradiation-induced microstructural change (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Okita, S.Miyashiro, Y.Isobe, M.Saeisaka, J.Etoh
  • 学会等名: The 5^<th> Annual Asia-Pacific Nuclear Energy Forum on Materials for Nuclear Application
  • 発表場所: Berkeley, CA, USA
  • 年月日: 2011-06-21
• [学会発表] Molecular dynamics simulations to evaluate the influence of applied normal stress on defect cluster formation and behavior (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Miyashiro, S.Fujita, T.Okita
  • 学会等名: The 5^<th> Annual Asia-Pacific Nuclear Energy Forum on Materials for Nuclear Application
  • 発表場所: Berkeley, CA, USA
  • 年月日: 2011-06-21
• [学会発表] STM observations of Si (111) 7x7 reconstructed surfaces after Arirradiation (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Okita, K. Murakami, S. Miyashiro, M.Suzumura, K. Nishikawa
  • 学会等名: Material Workshop at Tsinghua Week at Todai
  • 発表場所: Tokyo,Japan
• [学会発表] Recent Activities of the University of Tokyo (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Okita
  • 学会等名: Invited presentation at Westinghouse Electric Power Company
  • 発表場所: Pittsburgh,USA
• [学会発表] EBR-II廃材を用いた高速炉材料照射劣化・評価に関する研究開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 沖田泰良
  • 学会等名: 2010年度日本原子力学会材料部会夏期セミナー
  • 発表場所: 常陸太子
• [学会発表] Atomistic observation of the displacement damage on surfaces by a linked facility with an ion accelerator and Scanning Tunnel Microscope (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Okita, K. Murakami, S. Miyashiro, M. Suzumura, K. Nishikawa
  • 学会等名: Nuclear Materials 2010
  • 発表場所: Karlsruhe, Germany
• [学会発表] Molecular dynamics simulations to evaluate the interactions between a dislocation and vacancy-type or interstitial-type loop (2010)
  • 著者名/発表者名: J. Maeda, M. Ota, T. Okita
  • 学会等名: Poster session of Nuclear Materials2010
  • 発表場所: Karlsruhe, Germany
• [学会発表] Effects of external stress on irradiation behavior in FCC materials by integrating data analysis and atomistic simulations (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Miyashiro, S. Fujita, T. Okita,
  • 学会等名: Poster session of Nuclear Materials 2010
  • 発表場所: Karlsruhe, Germany
• [図書] 「シミュレーション」-原子炉のシミュレーション:放射線環境化における材料損傷シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 沖田泰良
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 日本シミュレーション学会誌