| 研究課題/領域番号 |
16206097
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| 研究機関 | 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 |
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研究代表者 |
川合 將義 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (10311127)
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| 研究分担者 |
川崎 亮 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50177664)
粉川 博之 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10133050)
原 信義 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40111257)
義家 敏正 京都大学, 原子炉実験所, 教授 (20124844)
二川 正敏 日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主席 (90354802)
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| キーワード | Nb-Al合金 / 粒界制御法 / ステンレス鋼 / CrN被覆 / アークイオンプレーティング / 水銀標的 / バブルダイナミクス / キャビテーション |
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| 研究概要 |
衝撃と放射線に強い材料として、宇宙船へのデブリ衝突時に硬化して亀裂伝搬を止める機能を持たせたNb-Al合金をメカニカルアロイング法を用いて開発した。また、加工熱処理によりオーステナイト系ステンレス鋼に多数の焼鈍双晶を導入することによって低エネルギー構造粒界を高頻度かつ均一分散させるための最適化条件を検討し、優れた耐粒界腐食性を有する粒界制御材料を作製し、その耐食性向上と粒界制御メカニズムを解明し、粒界制御法を確立し、通常材より優れた高耐粒界腐食性を有する粒界制御材料の開発を試みた。さらに、耐食性に優れて放射化の少ないCrNによるタングステン標的の被覆法として、高能率での形成が期待できる溶融塩浴法の適用を試みて、基礎データを得た。
前年度アークイオンプレーティング法および2重ビーム法によって作成したCrNの薄膜のタングステン板の被覆の性状、力学特性、耐食性を調べた。その結果、被膜形成法としてアークイオンプレーティング法が実用的であることを確認した。硬度が高く緻密な被膜形成に優れている2重ビーム法による試料は、膜厚が薄いため十分な密着力(スクラッチ強度)を得られなかった。必要な膜厚を得るためには、装置の改善が必要であるという結果を得た。さらに、粒界制御材料の照射損傷実験用試料を作成した。
核破砕中性子源水銀ターゲットのパルス陽子ビーム入射時に発生する水銀中のキャビテーション気泡について、バブルダイナミックスを適用した数値解析および衝撃圧力負荷試験における高速度ビデオカメラを用いた気泡崩壊挙動観測を行った。その結果、水銀中では、圧力が負圧限界に達した後に気泡の成長が始まること、気泡の成長から崩壊までの過程は負圧保持時間と除荷時間に依存することを明らかにした。また、音響振動計測により得た気泡崩壊に励起される高調波振動と、気泡崩壊のタイミングは良い一致を示し、実機の音響振動計測により運転中のキャビテーション気泡挙動のモニタリングが可能であることを明らかにした。
そして、当科研費研究の中間報告として、12月14,15日に研究会を開催し議論した。
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