| 研究概要 |
高エネルギー軽イオンにより金属および合金の微小試験片を照射し機械的性質と組織変化を測定すること, およびそれらの結果を14MeV核融合中性子および核分裂中性子照射と比較検討することが本研究の目的である. 本年度は, 16MeV-D照射したVとHeイオン注入したMoについて実験した.
1.照射実験:V多結晶の微小引張試験片とTEMディスクに16MeV-Dを突き抜け状態で10^<20>〜10^<22>/m^2照射した. 30MeVHeイオンと回転式エネルギーデグレーダーを組み合わせることにより, Mo単結晶に表面から157μm深さまでHeイオンを注入した. イオン照射は東北大AVFサイクロトロンにより行った. 16MeV-D照射材について室温で微小引張試験を行い, Heイオン注入材について微小ヌープ硬さ測定を行った. 電子顕微鏡による照射欠陥組織観察をそれぞれの試料について行った.
2.結果の概要:V多結晶の降伏応力は16MeV-Dの照射フルエンスと共に増加する. 同じ純度のVの14MeV中性子照射材と比較した場合, フルエンス依存性はほぼ同様であるが, 同じフルエンスで比較した場合16MeV-Dの方が照射硬化の絶対値が大きい. 1.1×10^<22>/m^2だけ16MeV-D照射したVにおいて平均寸法2.3nmの欠陥クラスターが4×10^<22>/m^3観察され, 硬化への寄与が検討された.
Heイオン注入したMo単結晶において表面から約150μmまでの範囲で明瞭な照射硬化領域が観察される. TRIM85コードでデグレーダフォイルによるビーム発散を修正してHeとdpaの深さ分布を推定した結果, 平均硬さ分布ははじき出し欠陥生成分布と対応する. 本研究で打ち込まれたHeとはじき出し損傷の両方が共存する条件での照射硬化が明らかにされたので, これらの知見をもとにFFTF/MOTA照射試料にHe予注入を行うことにした.
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