| 研究課題/領域番号 |
09480110
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
核融合学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
吉田 直亮 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (00127317)
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| 研究分担者 |
森下 和功 九州大学, 応用力学研究所, 助手 (80282581)
渡辺 英雄 九州大学, 応用力学研究所, 助教授 (90212323)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1999
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| キーワード | 核融合炉材料 / 照射損傷 / ボイドスエリング / ステンレス鋼 / バナジウム合金 |
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| 研究概要 |
実際の核融合炉においては中性子束や炉材温度は大きな変動を繰り返すことが予想されるにもかかわらず、従来の実験研究のほとんどは試料温度や粒子束が一定な条件の下で行われてきた。本研究では温度や粒子束が変動する照射環境下での核融合候補材料の損傷メカニズムを解明することを目的として行われ以下の成果が得られた。
照射下析出の起こらない合金や純金属では温度変動下での原子空孔と格子間原子のバランスの崩れ、特に通常では起こらない原子空孔過剰状態の出現、が欠陥の蓄積を強く支配することが反応速度論を用いた数値計算と実験との比較から明らかとなった。
一方、耐ボイドスエリング特性に優れたリン単独添加したオーステナイト鋼では、低温域での予照射によりリン化物の照射下安定性が損なわれ、ボイドスエリングが発生することが明らかになった。これに対してさらに微量のチタンを添加すると温度変動照射下でももリン化物が安定に存在し高い耐スエリング特性が維持されることが判明した。この結果は温度変動時の欠陥バランスの崩れが一旦発生した析出物の消滅をもたらしたものとして理解することができた。
V-4Cr-4Ti合金においてはチタン酸化物の挙動に及ぼす温度変動効果が重要であることが明らかとなった。低温での予照射は高密度の酸化物の発生を促進し、材料の組織や照射硬化に重要な影響をもたらすことが明らかとなった。また、本研究を通じて材料表面から侵入する酸素を抑制することが温度変動等詳細な研究の前提となることがはっきりしてきたため、今後はまず抑制技術を確立し、侵入酸素の影響の無い本来の条件で研究を進める必要があることがわかった。
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