| 研究課題/領域番号 |
13480139
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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 |
原子力学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
阿部 勝憲 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70005940)
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| 研究分担者 |
長谷川 晃 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80241545)
佐藤 学 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40226006)
藤原 充啓 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60333861)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| キーワード | 軽水炉炉内環境モニター / 照射温度履歴 / 炭化硅素 / イオンビーム加工 / 軽イオン照射 / ブリスタリング |
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| 研究概要 |
温度履歴を検出するために、炭化珪素の試験片上に銅メッシュを用いてマスキングをし、照射領域と非照射領域を作ったものに、ヘリウムイオンを室温で3MeVのエネルギーで注入し表面にはじき出し損傷によるスエリング領域を作製し、この試料に対して、最高1200℃までの加熱を行い、照射領域の剥離挙動とその他の領域の表面剥離の挙動を調べ、温度履歴検出性能について調べてきた。これまでに剥離が顕著になる温度がヘリウムの照射量に対して異なること、特に900℃までに剥離を起こさない低照射量の場合、その後の900℃の加熱によっても剥離が起こらないことが明らかとなっている。本年度はヘリウムを注入した基板の材料による挙動を調べるために、これまで使用していた多結晶炭化珪素(β-SiC)に加えて、より高純度でかつ結晶粒界の影響のない単結晶炭化珪素(α-SiC)への試験を行った。その結果昇温脱離スペクトルの解析では、粒界の有無によるヘリウムの放出挙動に大きな変化は認められなかった。1200℃以上の焼鈍ではキャビティが粒界にトラップされることが我々のこれまでの研究で明かになっているが、温度履歴モニターに関わる表面隆起領域の体積変化や剥離が顕著な数百度以下の温度領域では、基板の結晶性の影響はほとんどないと結論された。
これらの結果とこれまで得られた結果を基に、照射環境下における温度履歴記憶素子としての可能性を検討した。その結果、室温でHeイオンを照射したSiCの加熱による表面剥離と照射欠陥の回復との関連と検討した。その結果、表面剥離挙動の温度依存性と、Heイオン照射のフルエンス依存性から、マイクロメッシュを使って多結晶のβ-SiC上に570keVまたは1.7MeVのエネルギーで0.5〜1.2x10^<22>ions/m^2のHeイオンを室温で照謝することで作製した微小隆起配列をもつ素子を用いて、その加熱後の表面剥離の挙動を観察することで、約300〜1000℃までの範囲で加熱温度の推定が可能となると考えられる。
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