照射誘起起電力現象を利用したエネルギー変換素子開発に関する研究

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17560739
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 原子力学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 四竃 樹男 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (30196365)
• 研究分担者: 永田 晋二 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (40208012) ; 鳴井 實 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (20250821) ; 土屋 文 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (90302215) ; 藤 健太郎 日本原子力研究開発機構, J-PARKセンタ-, 研究員 (40344717) ; 藤 塚正和 物質材料研究機構, 材料基盤情報ステ-ション, 主幹研究員 (70354230)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2008
• キーワード: 放射線エネルギ- / プロトン伝導性酸化物 / 高エネルギー中性子 / 原子炉 / 電子伝導

研究概要

放射線照射環境下のセラミックス/電極材料システムにおいて、103-106倍にも及ぶ照射誘起起電力が発生することがわかっている。本研究では、照射誘起起電力現象の機構を解明し、この現象が原子炉炉心計測機器、核融合プラズマ診断機器等の放射線下で使用される電気機器に及ぼす影響を定量評価し、この現象を記述する定量モデルを構築した。さらに、得られた基礎的知見を元に、この現象を有効に利用した変換効率が高く寿命の長い放射線エネルギー/電気エネルギー変換素子の開発を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Status of development of functional materials with perspective on beyond-ITER (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Shikama, S. Nagata, B. Tsuchiya
  • 雑誌名: FUSION ENGINEERING AND DESIGN 83(7-9) ページ: 976-982
  • 査読あり
• [雑誌論文] Examination of Electrical Insulating Performance of Er2O3 Ceramic Coating under Ion Beam Irradiation (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Tanaka, B. Tsuchiya, F. Sato, T. Shikama, T. Iida, T. Muroga
  • 雑誌名: Fusion Engineering and Design 83 ページ: 1300-1303
  • 査読あり
• [雑誌論文] Change in Hydrogen Absorption Characteristic of SrCe_<0.95>Yb_<0.05>O_<3->.by Electron Beam Modification (2008)
  • 著者名/発表者名: B. Tsuchiya, A. Morono, E. R. Hodgson, S. Nagata, T. Shikama
  • 雑誌名: Solid State Ionics 179 ページ: 909-912
  • 査読あり
• [雑誌論文] 液体ブランケット用セラミック被覆材料の照射下電気絶縁特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 田中照也、室賀健夫、四竃樹男、土屋文、鳴井実、西谷健夫、飯田敏行、佐藤文信、池田稔治、鈴木晶大
  • 雑誌名: J. Plasma Fusion Res. Vol. 83,No. 4 ページ: 391-396
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Neutron Irradiation on the Properties of Functional Materials for Fusion Applications : Role of Hydrogen in Radiation Effects on Oxide Ceramics (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Shikama, B. Tsuchiya, E. R. Hodgson
  • 雑誌名: Nucl. Mater. 367-370 ページ: 995-1002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiation Enhanced Diffusion of Hydrogen in Insulating Materials under Reactor Irradiation (2007)
  • 著者名/発表者名: B. Tsuchiya, T. Shikama, S. Nagata, K. Toh, M. Narui, M. Yamazaki
  • 雑誌名: J. Nucl. Mater. 367-370 ページ: 1073-1078
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiation Induced Phenomena on Electronic and Protonic Conductions of Compact Hydride-Electrolyte Fuel Cell (2007)
  • 著者名/発表者名: B. Tsuchiya, S. Nagata, K. Saito K. Toh, T.Shikama
  • 雑誌名: Hydrogen Materials Science and Chemistry of Carbon Nanomaterials ページ: 133-137
• [雑誌論文] Search for Luminescent Materials under 14 MeV Neutron Irradiation (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Toh, T. Shikama, S. Nagata, B. Tsuchiya
  • 雑誌名: J. Nucl. Mater. 367-370 ページ: 1128-1132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical Conductivity of Proton Conductive Ceramics under Reactor Irradiation (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Shikama, B. Tsuchiya, S. Nagata, K. Toh
  • 雑誌名: Advances in Science and Technology 45 ページ: 1974-1979
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical Dosimetry for Ionizing Radiation Fields by Infrared Radioluminescence (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Shikama, K. Toh, S. Nagata, B. Tsuchiya
  • 雑誌名: Measurement Science and Technology 242・1-2 ページ: 1103-1106
• [雑誌論文] Radiation Sensitive Scintillator/Optical Fiber System for Radiation Dosimetry in Burning Plasma Machine (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Shikama, K. Toh, S. Nagata, B. Tsuchiya
  • 雑誌名: Nuclear Fusion 46 ページ: 46-50
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Ionization on Migration of Hydrogen Doped into BaCe_<0.9>Y_<0.1>O_<3->
  • 著者名/発表者名: B. Tsuchiya, A. Morono, E. R. Hodgson, S. Nagata, T. Shikama
  • 雑誌名: Solid State Ionics(to be published)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dose Dependence of Radiation Induced Conductivity in Hydrogen Doped Perovskite-type Oxide Ceramics at Elevated Temperature of 473 K
  • 著者名/発表者名: B. Tsuchiya, A. Morono, S. M. Gonzalez, E. R. Hodgson, S. Nagata, K. Toh, T. Shikama
  • 雑誌名: J. Nucl. Mater.(to be published)
  • 査読あり
• [学会発表] Status of Research Reactors in Japan (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Shikama, S. Nagata, B. Tsuchiya
  • 学会等名: IAEA 2nd TWGRR(Technical Working Group on Research Reactors) Meeting
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2009-02-09
• [学会発表] 水蒸気環境下における酸化物セラミックスの電気特性に対する放射線誘起効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 土屋文、金宰煥、永田晋二、四竃樹男、鳴井実、山崎正徳、相沢雅夫、正治章、高橋広幸、塙修、茂垣隆久
  • 学会等名: 日本原子力学会 春の大会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 20080326-28
• [学会発表] Ion beam analyses on radiation effects in ceramics (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Shikama, S. Nagata, B. Tsuchiya
  • 学会等名: The 13rd International Conference on Fusion Reactor Material
  • 発表場所: Nice, France
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] Study of Irradiation Effects in Materials with High-Neutron-Flux Fission Reactors (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Shikama, S. Nagata, B. Tsuchiya
  • 学会等名: IAEA Technical Meeting on Research Reactor Application for Materials under High Neutron Fluence
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2008-11-17
• [学会発表] Dose Dependence of Radiation Induced Conductivity in Hydrogen Doped Perovskite-type Oxide Ceramics at Elevated Temperature of 473 K (2007)
  • 著者名/発表者名: B. Tsuchiya, A. Morono, S. M. Gonzalez, E. R. Hodgson, S. Nagata, K. Toh, T. Shikama
  • 学会等名: 13th Int. Conf. on Fusion Reactor Materials
  • 発表場所: France, December
  • 年月日: 20071210-14
• [学会発表] 水素含有酸化物セラミックスにおける電子線照射誘起伝導度の線量率依存性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 土屋文、永田晋二、藤健太郎、四竃樹男
  • 学会等名: 日本原子力学会春の大会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20070327-29
• [学会発表] Radiation effects in functional ceramics for diagnostics of burning plasmas (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Shikama, S. Nagata, B. Tsuchiya
  • 学会等名: The third European Workshop on Optical Fibre Sensors
  • 発表場所: Naples, Italy
  • 年月日: 2007-07-03
• [学会発表] Effects of Ionization on Migration of Hydrogen Doped into BaCe_<0.9>Y_<0.1>O_<3->. (2006)
  • 著者名/発表者名: B. Tsuchiya, A. Morono, E. R. Hodgson, S. Nagata, T. Shikama
  • 学会等名: 14^<th> Int. Conf. on Solid State Proton Conductors
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20060908-11
• [学会発表] 照射誘起効果による酸化物セラミックスの水素吸収特性の変化 (2006)
  • 著者名/発表者名: 土屋文、永田晋二、藤健太郎、四竃樹男
  • 学会等名: 日本原子力学会春の大会
  • 発表場所: 日本原子力研究開発機構
  • 年月日: 20060300