| 研究課題/領域番号 |
10480105
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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 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
矢野 豊彦 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助教授 (80158039)
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| 研究分担者 |
宮崎 広行 北海道工業技術研究所, 主任研究員 (30239389)
井関 孝善 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (10016818)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2000
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| キーワード | スピネル / 中性子照射損傷 / ノンストイキオメトリー / 物理的性質 / 機械的性質 / 微小部蛍光X線分析 / ALCHEMI法 / セラミックス |
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| 研究概要 |
本研究では、スピネルの照射損傷に及ぼすノンストイキオメトリーの影響を、組成を調整した試料を作製し、中性子照射した後に、スエリング、格子定数、熱伝導率、種々の機械的性質、微細構造変化を測定し、さらに、それらの物性値の回復過程を追跡した。また、比較として各種セラミックスの中性子照射効果を検討した。主な成果を以下に示す。
1)低温で中性子照射したスピネルの巨視的寸法変化は格子定数の変化と良く対応し、nが大きくなるのに比例して増加した。またビッカース硬さも同様な変化を示した。アニールによる巨視的寸法と格子定数の変化は、組成に関わらず、照射温度付近から550℃付近までは直線的に回復したが、550-800℃では小さなピークを示し、800℃以上では変化しなかった。これは、照射温度から800℃にかけて、フレンケル欠陥が再結合消滅することと、650℃付近で陽イオンの再配列が起こることが重複した結果であると考えられた。
2)非化学量論組成(n=3.0)スピネルのヌープ硬度を測定した結果、中性子照射によりその方位依存性が変化するが、500℃の熱アニールにより、それは照射前の形状に戻ることが分かった。また、照射前のプロファイルは、n=1.0の試料とは異なっていた。これは、スピネル結晶中の陽イオン配置の違いに起因すると考えられた。また、ビッカース硬度変化は体積変化の1/2乗に比例することから、点欠陥の導入により、ビッカース圧子下での転位の運動が妨げられ、硬度が上昇したと考えられた。
3)スピネルの陽イオン配置の変化を、微小部蛍光X線分析およびALCHEMI法により解析する事を試みた。本研究で使用した簡易型微小部蛍光X線分析装置では、プロファイル解析と温度補正をしても、アルミニウムの配位状態の差が明確には分離できず、分光結晶を変えるか内部標準を用いることが必要なことが明らかとなった。一方、ALCHEMI法では、中性子照射により、アルミニウムの配位がよりランダムになることが検出できた。
4)Al_2O_3、AlN、SiCおよびSi_3N_4の中性子重照射による特性変化を明らかにした。
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