完全制御多分割原子炉心照射カプセルの試作と中性子照射損傷基礎過程の研究

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01890005
• 研究種目: 試験研究
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 桐谷 道雄 名古屋大学, 工学部, 教授 (70033826)
• 研究分担者: 佐野 正之 クールス科学技術(株), 社長 ; 遠藤 泰一 日本原子力研究所, 材料試験炉部, 技術員 ; 義家 敏正 北海道大学, 工学部, 助教授 (20124844) ; 吉田 直亮 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (00127317) ; 小島 聡 名古屋大学, 工学部, 助手 (00202060)
• キーワード: 原子炉照射 / 中性子照射 / 原子炉材料 / 核融合炉材料 / 温度制御 / 照射損傷

研究概要

本研究は、照射中はもとより照射前後の実験条件を厳格に制御した原子炉心中性子照射を系統的能率的に行い得る照射装置をシステムとして完成し、これを用いた照射実験の解析から材料の中性子照射損傷の基礎過程の知識を体系化し、核分裂炉核融合炉材料開発の基礎を構築することを目的として、遂行してきた研究の最終年度のものである。本年度の研究成果は二段階に記述できる。即ち、多段制御照射カプセルによる被照射試料の照射後実験と解析、および完全制御多分割原子炉心照射カプセルの開発の完了である。
本研究の前半で開発した多段制御照射カプセルを材料試験炉JMTRに用い、炉中心に対して対称位置に従来型の制御と改良型の制御を与えた結果、金属・合金を主軸とした多種の材料に導入された損傷構造には、極端な場合には100%の差が生じることが確認され、改良型照射による核融合中性子照射との直接の比較が可能となった。またこの成果は、国際的にも従来型の原子炉照射法の欠陥を認識・理解せしめ、改質への大きな動きとなりつつある。
本研究の最終目標である炉心照射カプセルを多分割し原子炉運転中に随時部分的に試料を取り出すことのできる完全制御多分割炉心照射カプセルに関しては、最も肝要な試料と熱媒体との熱的接触と機械的不接触の両立のための技術の開発を経て、原子炉挿入時と同形のモックアップテストにより技術的な問題点を洗い出し、それらを解決することにより技術開発を完了した。開発した多分割カプセルによる照射の実行は原子炉側の計画との整合性のため平静4年度以降となるが、第一段の多段カプセルによる成功からみて成果が確実に期待される。

研究成果

• [文献書誌] M.Kiritani: "Recoil energy spectrun effects and point defect processes characteristic of cascades" Journal of Nuclear Materials. 179-181. 81-86 (1991)
• [文献書誌] M.Kiritani,T.Endoh,K.Hamada,T.Yoshiie,A.Okada and S.Kojima,: "Fission reactor irradiation of materials with improved control of neutron flux-temperature history" Journal of Nulcear Materials. 179-181. 1104-1107 (1991)
• [文献書誌] T.Yoshiie,Y.Satoh,S.Kojima and M.Kiritani: "Effect of cascade localization induced bias on defect structure evolution" Journal of Nuclear Materials. 179-181. 954-957 (1991)
• [文献書誌] N.Yoshida,H.L.Heinisch,T.Muroga,K.Araki and M.Kiritani: "Effect of cascade localization induced bias on defect structure evolution" Journal of Nuclear Materials. 179-181. 1078-1082 (1991)
• [文献書誌] M.Kiritani: "History,present status and future of the contribution of high-voltage electron microscopy to the study of radiation damage and defects in solids" Ultramicroscopy. 39. 135-159 (1991)
• [文献書誌] K.Kiritani: "Correlation of high-energy particle irrdiation by use of the recoil energy spectrum" Materials Scienace Forum. 16- (1992)