研究課題
低線量率の中性子照射を受ける原子力材料の中には，数十年かけてようやく劣化が顕在化するものがある。こうした現象への対策では、線量率等を実機と同じ条件に合わせた照射試験が不可能であることから，機構論に基づいて加速照射試験を設計する必要がある。本研究では，原子炉圧力容器(RPV)の照射脆化を例に，組合せ照射とイオン加速器結合型透過電子顕微鏡法(in-situ TEM)を駆使して，長期運転時の照射脆化の主因となるMn・Ni・Siを含む溶質原子のナノクラスタ(MNSクラスタ)の照射下挙動を研究し，望ましい経年劣化管理の在り方を示すことを目指してきた。タスク１では，中性子照射とイオン照射を組合せることで，実機における性質（組成，構造等）を維持したまま，加速的にMNSクラスタを発達させる技術の開発を行った。前年までに中性子照射材から追加照射用の試料を作成する技術開発を完了していた。今年度は，マイクロサンプリングされた中性子照射材を，イオン加速器施設で追照射してから，さらに微細加工して，三次元アトムプローブに供した。試料中にMNSクラスタが形成されていることを確認することに成功した。中性子照射単体、イオン照射単体、中性子照射とイオン照射の組合せで，同じ材料を同程度のはじき出し損傷量まで照射して，原子スケールの空間分解能で三次元的な元素分析を実施し，MNSクラスタの性質に対する加速試験の影響を比較した。タスク２では，イオン加速器と透過電子顕微鏡を結合したその場観察装置 (in-situ TEM)を利用して，複雑な照射劣化挙動を分かりやすく可視化することに成功した。空孔型欠陥集合体をプローブとして，１回のはじき出し連鎖の影響範囲を，入射粒子のエネルギー等の関数として評価することができた。格子間原子型欠陥集合体をプローブとして，照射欠陥の一次元的な相互作用による不連続な成長挙動を明らかにした。
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
すべて 2020 2019 その他
すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件)
Journal of Nuclear Materials
巻: 529 ページ: 1-8
https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2019.151942
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms
巻: 455 ページ: 32-34
10.1016/j.nimb.2019.06.022
