イオン照射材の低温昇温脱離解析に基づく水素影響下での空孔型欠陥挙動の数値的評価

• 研究課題/領域番号: 25K08262
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分26010:金属材料物性関連
• 研究機関: 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 海老原 健一 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, 研究主幹 (40360416)
• 研究分担者: 大久保 成彰 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, リーダー (60391330) ; 山口 正剛 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, 研究主幹 (50360417)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2027年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2026年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2025年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 水素脆化 / 水素助長ひずみ誘起空孔モデル / イオン照射材 / 低温昇温脱離測定 / 空孔型欠陥の挙動を含む水素の反応拡散方程式

研究開始時の研究の概要

カーボンニュートラル実現を目指す水素社会の基盤構造物のため高強度鉄鋼材料が開発されているが、環境からの侵入水素による劣化や破断（水素脆化）が問題である。近年、水素とひずみで生成した空孔を脆化の主要因とするモデルが水素脆化機構の１つとして提案されており、その妥当性評価には、水素が作用した空孔や空孔クラスターの挙動を明らかにする必要がある。
本研究では、空孔導入手法として制御性の優れたイオン照射を用いて、空孔生成及び水素注入を施した純鉄試料の昇温脱離スペクトルを、実験的考察及び数値モデルよる再現から解釈し、高度な数値モデルの開発、及び水素影響下での空孔及び空孔クラスターの挙動の明確化を目指す。