| 研究課題/領域番号 |
09308015
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
松井 秀樹 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (50005980)
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| 研究分担者 |
福元 謙一 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (30261506)
矢野 信三 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (60005915)
山本 琢也 東北大学, 金属材料研究所, 講師 (50212296)
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| キーワード | 核融合炉材料 / イオン照射 / バナジウム合金 / 照射損傷 / 照射脆化 / フェライト鋼 |
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| 研究概要 |
核融合動力炉用構造材料に要求される数百dpaという極めて厳しい耐照射性の仕様を満たす材料の開発は困難を極めるが、本研究は材料の多くが潜在的に持っている自己修復という機能に焦点を当て、これを系統的に研究して材料開発に利用しようとするものである。本年度は最終年度であり次のような活動を行った。
1.イオン照射による実験
主としてバナジウム合金に対して既設のイオン加速器を用いた重イオン(銅)注入を行った。種々の低温度で比較的短時間の予照射を行い、その後の高温での照射の時間を変化させることにより、初期の組織の安定性を重照射領域に至るまで調べた。この結果、純バナジウムのように単純な材料では、予照射後の高温での照射中比較的低い照射量でその温度に特有の組織へと落ち着いて行くのに対して、V-4Cr-4Ti合金のようにチタン析出物が生成されるような場合には、低温での予照射の影響が高照射量まで残り、何れの温度の組織とも異なる組織になることが明らかとなった。これは自己修復機能発現の機構を解明する上で重要な知見である。
2.計算機によるモデリング
今年度は最終年度でもあるので、これまで得られた実験的成果を包括的に再現できるようなモデルを、理論的な解明に基づいておこなった。これは化学反応速度論基づいており、転位ループや転位網組織の発達を定量的に取り扱ったものである。超高圧電子顕微鏡中での定量的その場観察実験を行って求めた点欠陥パラメータを入力し、最小の調整パラメータにより実験結果を再現することを目的とした。この結果、転位ループ密度の温度依存性については実験結果と定量的によい一致を得た。また、温度変動後の組織変化に対しては定性的な傾向をよく再現できる水準まで、モデルを開発することに成功した。
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