高エネルギー粒子照射における反跳エネルギー効果の研究

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05402049
• 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: 井関 道夫 名古屋大学, 工学部, 助教授 (70023124)
• キーワード: 高エネルギー粒子照射 / 核融合中性子照射 / 核分裂炉照射 / イオン照射 / 電子照射 / 照射損傷 / 反跳エネルギー / 統計的揺らぎ現象

研究概要

本研究は、高エネルギー電子照射、各種各エネルギーイオン照射、核分裂および核融合中性子照射のすべてを含めて、共通にとり得る固体構成原子への反跳エネルギーを基本変数として採用し、固体材料の高エネルギー粒子照射損傷研究を体系づけられた材料科学の一部として資格づけることを目的として遂行しつつあるものである。1.電子照射による極微細点欠陥集合体の種類の同定:名古屋大学超高圧電子顕微鏡室に放射線管理区域の設定が完了し、世界ではじめて放射化した試料の電子照射が可能となった。核融合中性子源RTNS-IIおよび材料試験炉JMTRにより照射された多種の試料に適用し、通常の観察では判定の困難なカスケード衝突から直接発生した極微細点欠陥集合体の性質をその電子照射下での挙動から明らかにした。これは長年のこの分野での研究の基礎を固めるものとして特記される。2.微小格子間原子集合体の一次元容易運動の検出解析と欠陥構造発達におけるその役割:前年度までに確認されていたFCC金属における容易運動がBCC金属においても起こることが、超高圧電子顕微鏡電子照射下でのその場観察で確認され、容易運動に対する駆動力などの詳細が明らかになった。この容易運動を原因として導入することにより、中性子照射による欠陥構造発生の多様な結晶学的異方性が全て理解されるに到った。3.点欠陥反応の統計的揺らぎ現象と検出と解析:微細な原子空孔集合体の消長により検出されていた揺らぎ現象が、逆符号の欠陥である格子間原子型転位ループの成長速度の原子単位の揺らぎとして検出解析され、一般的なものであることが実証された。4.イオン照射と中性子照射の比較による反跳エネルギー効果の検討:重イオン照射による欠陥蓄積モードと中性子照射によるものとの比較、軽イオン照射による格子間原子集合体の優先発生など、各種高エネルギー粒子照射間の相関を明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] T.Yoshiie: "Factors to influence the nucleation and growth of interstitial clusters during cascade damage" Jouenal of Nuclear Materials. 212-215. 186-191 (1994)
• [文献書誌] M.Kiritani: "Formation of vacancy clustered defects from cascade collisions during heavy ion irradiation and their annihilatin by freely migrating interstitial atoms" Journal of Nuclear Materials. 212-215. 192-197 (1994)
• [文献書誌] M.Kirtani: "Microstructure evolution by neutron irradiation during clyclic temperature variation" Journal of Nuclear Materials. 212-215. 241-245 (1994)
• [文献書誌] M.Horiki: "Microstructural evolution in low dose neutron irradiated Fe-15Ni-15Cr alloy" Journal of Nuclear Materials. 212-215. 246-251 (1994)
• [文献書誌] K.Hamada: "Role of solute atoms on microstructural evolution in neutron irradiated nickel" Journal of Nuclear Materials. 212-215. 270-274 (1994)
• [文献書誌] T.Yoshiie: "Effect of cascade localization enduced bias effect and fluctuation of point defect reactions on defect structure evolution near planar sinks" Journal of Nuclear Materials. 212-215. 315-319 (1994)
• [文献書誌] M.Narui: "Development of experimental rigs for temperature-controlled reactor irradiation for fundamental study of radiation effects on fusion materials" Journal of Nuclear Materials. 212-215. 1645-1648 (1994)
• [文献書誌] M.Narui: "Development of' controlled temperataure-cycle irradiation technique in JMTR" Journal of Nuclear Materials. 212-215. 1665-1670 (1994)
• [文献書誌] Y.Satoh: "Diffraction contrast image of small stacking fault tetrahedra in fcc metals" Philosophical Magazine. A70. 869-891 (1994)
• [文献書誌] M.Kiritani: "Microstructure Evolution during Radiation Damage" Journal of Nuclear Materials. 216. 220-264 (1994)
• [文献書誌] K.Arakawa: "Time- and space-wise stohastic fluctuation of point defect reaction in high evergy particle irradiation" Transactions of the Materials Research Society of Japan. 16A. 365-370 (1994)
• [文献書誌] S.Arai: "Improvement and application of intermittent electron irradiation technique with a high voltage electron microscope" Journal of Electron Microscopy. 44. 1-7 (1995)