2019 年度研究成果報告書

核形成機構に着目したHeガスバブルサイズ制御法の確立によるスエリングの抑制

研究課題

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研究課題/領域番号	17H03524
研究種目	基盤研究(B)
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	国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
研究代表者	芹澤弘幸国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門原子力科学研究所原子力基礎工学研究センター, 研究主幹 (90355008)
研究分担者	熊田高之国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門原子力科学研究所物質科学研究センター, リーダー (00343939) 河裾厚男国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所先端機能材料研究部, 上席研究員(定常) (20354946) 矢板毅国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門原子力科学研究所物質科学研究センター, 研究主席 (40370481) 小林徹国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門原子力科学研究所物質科学研究センター, 研究職 (40552302) 有馬立身九州大学, 工学研究院, 助教 (60264090)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	原子力材料・核燃料 / スエリング
研究成果の概要	Heを同量イオン注入した酸化セリウムCeO2薄膜に対し、イオン注入後の試料を異なる温度で加熱し、バブルの形成状況をＸ線小角散乱を用いて調べた。Ｘ線小角散乱の結果から、ガスバブルサイズはアニール温度に敏感でないことが判明した。これはおそらく、注入したイオン量が少なく、試料表面からも一部のHeが抜け出てしまったためであると考えている。計算科学的手法から、ガスバブルの形状についての有益な知見も得られた。
自由記述の分野	熱力学、核燃料工学、結晶成長学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究では、長期間保管したプルサーマル燃料に蓄積していたHeが、被覆管にどのような影響を及ぼすかを調べることがその動機であった。当初予想していた通り、Heガスバブルが形成されることを確認したが、ガスバブルが200℃程度の温度でも発現することから、今後は低温部での温度影響についても考える必要があろう。