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2011 年度 研究成果報告書

動的照射環境下で形成されたマトリクス欠陥の組織評価

研究課題

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研究課題/領域番号 20360420
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
研究機関九州大学

研究代表者

渡辺 英雄  九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (90212323)

研究分担者 鎌田 康寛  岩手大学, 工学部, 准教授 (00294025)
連携研究者 吉田 直亮  九州大学, 応用力学研究所, 特任教授 (00127317)
酢屋 徳啓  放射線総合医学研究所, 主任技師 (70606988)
研究期間 (年度) 2008 – 2011
キーワード圧力容器 / 高経年化 / マトリクス欠陥 / 照射脆化 / イオン照射 / 内部組織
研究概要

本研究では原子炉実機により近い動的照射環境(負荷応力・照射強度が変化)でのマトリクス欠陥(格子間原子及び空孔型転位ループ)形成過程に注目して、鉄イオン照射中の内部組織及び磁気(電気)的特性評価を実施することにより、本材料の脆化メカニズムを明らかにする目的で平成20年度から4年計画でスタートした.圧力容器鋼(A533B鋼)及びそのモデル合金としてFe-1. 4Mnを用いて研究を実施し、室温での照射では、弾性領域内での負荷応力においても硬さが無負荷に比べ10-20%程度上昇し、これは応力により導入された転位密度とサイズの上昇に密接に関連することが明らかになった。また、モデル合金の詳細な検討を実施すると同時に、実用鋼における脆化機構についてモデル合金と比較を行った。また、既存のHVEMホルダーを用いて電子線のその場観実と結果の応力下での組織変化に関する理論的考察を行い、研究成果の一部を照射効果に関する国際会議にて数件の口頭発表を行った。

  • 研究成果

    (58件)

すべて 2012 2011 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (23件) (うち査読あり 18件) 学会発表 (32件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Configuration and binding energy of multiple hydrogen atoms trapped in monovacancy in bcc transition metals2012

    • 著者名/発表者名
      K. Ohsawa, K. Eguchi, H. Watanabe, M. Yamaguchi, M. Yagi
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW B

      巻: 85巻

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic properties of ion irradiated epitaxial Fe films2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamada H. Watanabe, S. Mitani, J. Echigoya, N Mohapatra, H. Kikuchi, S. Kobayashi, K. Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of

      巻: 266

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Radiation induced hardening of ion irradiated RPV steels2011

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, S. Masaki, S. Masubuchi, N. Yoshida, Y. Kamada
    • 雑誌名

      Journal of Muclear Materials

      巻: 417巻 ページ: 932-935

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The microstructure and hardness changes of neutron irradiated weld joint of vanadium alloy2011

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, N. Yoshida, T. Nagasaka, T. Muroga
    • 雑誌名

      Journal of Muclear Materials

      巻: 417巻 ページ: 319-322

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 銅とタングステンとの接合剤の硬さと組織に及ぼすイオン照射効果2011

    • 著者名/発表者名
      車田亮、Mohd Tusairy、伊藤吾朗、渡辺英雄、松尾明
    • 雑誌名

      銅と銅合金

      巻: 銅と銅合金第50巻1号 ページ: 110-114

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The effect of final heat treatment temperature on radiation response of V-4Cr-4Ti2011

    • 著者名/発表者名
      T. Muroga, T. Nagasaka, H. Watanabe, M. Yamazaki
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials

      巻: 417巻 ページ: 310-313

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The microstructure and hardness changes of neutron irradiated weld joint of vanadium alloy2011

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, N. Yoshida, T. Nagasaka, T. Muroga
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials

      巻: 417巻 ページ: 319-322

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Radiation induced hardening of irradiated RPV steels2011

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, S. Masaki, S. Masubuchi, N. Yoshida, Y. Kamada
    • 雑誌名

      Jouenal of Nuclear Materials

      巻: 417巻 ページ: 932-935

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of ion irradiated epitaxial Fe Films2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamada, H. Watanabe, S. Mitani, J. Echigoya, J. N. Mohapatra, H. Kikuchi, S. Kobayashi, K. Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Physics Comference Series

      巻: 266巻

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 電子線照射下における原子炉圧力容器モデル合金Fe-1. 4Mnのその場観察2011

    • 著者名/発表者名
      關人史、鱒渕俊児、渡辺英雄、吉田直亮
    • 雑誌名

      日本金属学会詩

      巻: 75巻 ページ: 173-178

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fe-Mn合金の応力下での欠陥形成のその場観察2010

    • 著者名/発表者名
      關人史、渡辺英雄、吉田直亮
    • 雑誌名

      九州大学応用力学研究所所報

      巻: 139巻 ページ: 141-144

  • [雑誌論文] 応力下における圧力容器鋼の照射欠陥挙動2009

    • 著者名/発表者名
      平金晶憲、渡辺英雄、吉田直亮
    • 雑誌名

      九州大学応用力学研究所所報

      巻: 137巻 ページ: 161-163

  • [雑誌論文] 中性子照射した純鉄および圧力容器鋼の磁気特性と照射欠陥の関係2009

    • 著者名/発表者名
      鎌田康寛、菊池弘昭、小林悟、荒克之、高橋正.氣、渡辺英雄、吉田直亮、海老根典也、鈴木雅秀
    • 雑誌名

      九州大学応用力学研究所所報

      巻: 137巻 ページ: 151-155

  • [雑誌論文] 超高圧電子顕微鏡による軽水炉圧力容器鋼の欠陥挙動2009

    • 著者名/発表者名
      渡辺英雄、真崎信吾、鱒渕俊児、吉田直亮
    • 雑誌名

      九州大学応用力学研究所所報

      巻: 137巻 ページ: 157-160

  • [雑誌論文] 重イオン照射された原子炉圧力容器鋼モデル合金の三次元アトムフプローム観察2009

    • 著者名/発表者名
      土肥謙次、西田憲二、野本明義、曽根田直樹、渡辺英雄
    • 雑誌名

      Materials Science Research Laboratory

      巻: Q08029

  • [雑誌論文] バナジウム合金・液体リチウムシステムの研究2009

    • 著者名/発表者名
      室賀健夫、長坂琢也、鈴木晶大、福元謙一、佐藤学、渡辺英雄
    • 雑誌名

      Journal of plasma and Fusion Research

      巻: 85巻 ページ: 260-266

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microstructure of creep-deformed V-4C-4Ti strengthened by precipitation and Cold roling2009

    • 著者名/発表者名
      T. Muroga, T. Nagasaka, J. M. Chen, Y. F. Li, H. Watanabe
    • 雑誌名

      Journal of Muclear Materials

      巻: 386-3 88巻 ページ: 606-609

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of room temperature heavy ion irradiation on magnetic and electron properties of a signle crystal ion thin film2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamada, H. Watanabe, N. Yoshida, S. Mitani, J. Echigoya, H. Kikuchi, S. Kobayashi, K. Takanasi
    • 雑誌名

      Materials Transactions

      巻: 50巻 ページ: 2134-2138

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The microstructural evolution of precipitate strengthened copper alloys by varying temperature irradiation2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Sumino, H. Watanabe, N. Yoshida
    • 雑誌名

      Journal of Muclear Materials

      ページ: 386-388, 654-657

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The microstructure of laser welded Ydoped V-4Cr-4Ti alloys after ion irradiation2009

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, A. Higashijima, N. Yoshida, T. Nagasako, T. Muroga
    • 雑誌名

      Journal of Muclear Materials

      ページ: 386-388, 598-601

    • 査読あり
  • [雑誌論文] イオン照射した低放射性V-4Cr-4Ti合金の表面近傍での微細チタン酸化物の形成2008

    • 著者名/発表者名
      渡辺英雄、吉田直亮
    • 雑誌名

      まてりあ

      巻: 47巻 ページ: 631

    • 査読あり
  • [雑誌論文] HVEM照射による軽水炉圧力容器鋼の欠陥挙動解析2008

    • 著者名/発表者名
      渡辺英雄、鱒渕俊児、吉田直亮
    • 雑誌名

      まてりあ

      巻: 47巻 ページ: 620

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高エネルギー粒子線照射下での照射損傷組織形成2008

    • 著者名/発表者名
      曽根田直樹、佐藤紘一、渡辺英雄
    • 雑誌名

      J. Plasma Fusion Res

      巻: 84巻 ページ: 383-394

    • 査読あり
  • [学会発表] 圧力容器鋼における照射欠陥挙動のCu濃度依存性(1)2012

    • 著者名/発表者名
      荒瀬史朗、進崇一郎、渡辺英雄、吉田直亮
    • 学会等名
      日本金属学会第150回春期大会
    • 発表場所
      横浜国立大学常盤台キャンパス
    • 年月日
      2012-03-29
  • [学会発表] 応力下における圧力容器鋼の照射欠陥挙動(5)内部組織・硬度相関2012

    • 著者名/発表者名
      進崇一郎、關人史、平金晶憲、渡辺英雄、吉田直亮
    • 学会等名
      日本金属学会第150回春期大会
    • 発表場所
      横浜国立大学常盤台キャンパス
    • 年月日
      2012-03-29
  • [学会発表] 、G. R. Odette、Cu含有量の異なる圧力容器鋼-モデル合金の照射欠陥挙動2011

    • 著者名/発表者名
      荒瀬史朗、進崇一郎、渡辺英雄、吉田直亮、山本琢也
    • 学会等名
      日本原子力学会九州支部第30回研究発表講演会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2011-12-17
  • [学会発表] 圧力容器鋼の照射組織に及ぼす応力の影響2011

    • 著者名/発表者名
      進崇一郎、關人史、平金晶憲、渡辺英雄、吉田直亮
    • 学会等名
      日本原子力学会九州支部第30回研究発表講演会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2011-12-17
  • [学会発表] The Effect of Stress on A533B Steels and Model Alloys under Irradiation2011

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, S. Shin, N. Yoshida, Y. Kamada, K. Dohi
    • 学会等名
      IGRDM16
    • 発表場所
      USA Santa Barbara
    • 年月日
      2011-12-04
  • [学会発表] Effect of applied stress on pressure vessel steels under irradiation2011

    • 著者名/発表者名
      S. Shin, S. Aarase, H. Watanabe, N. Yoshida
    • 学会等名
      CSS-13
    • 発表場所
      九州大学Cキューブ
    • 年月日
      2011-11-24
  • [学会発表] 応力下における圧力容器鋼の照射欠陥挙動(4)内部組織・硬度相関2011

    • 著者名/発表者名
      進崇一郎、関人史、平金晶憲、渡辺英雄、吉田直亮
    • 学会等名
      日本金属学会2011年秋期大会
    • 発表場所
      沖縄県宜野湾市
    • 年月日
      2011-11-07
  • [学会発表] The Effect of Stress on Radiation Induced Hardening of A533B and Fe-Mn Model Alloys2011

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, A. Hiragane, H. Seki, N. Yoshida, Y. Kamada
    • 学会等名
      ICFRM-15
    • 発表場所
      USA Charleston
    • 年月日
      2011-10-16
  • [学会発表] 、高速炉用高ニッケルステンレス鋼の耐ボイドスエリング特性と照射温度変動効果2011

    • 著者名/発表者名
      渡辺英雄、吉田直亮、井上利彦、山下真一郎
    • 学会等名
      日本原子力学会2011年秋の大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2011-09-19
  • [学会発表] Fe-1. 4Mn合金の転位ループ形成機構におよぼす応力の影響2011

    • 著者名/発表者名
      関人史、進崇一郎、渡辺英雄、吉田直亮
    • 学会等名
      日本原子力学会2011年秋の大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2011-09-19
  • [学会発表] Magnetic Properties of Ion-Irradiated Single Crystalline Iron and Iron-Chromium Thin Films2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamada, H. Watanabe, S. Kobayashi, S. Mitani, J. Echigoya, J. N. Mohapatra, H. kikuchi, S. Kobayashi, K. Takahashi
    • 学会等名
      The 16th International Workshop on Electromagnitic Nondestructive Evaluation
    • 発表場所
      Chennai India
    • 年月日
      2011-03-10
  • [学会発表] The Effects of Mn on Microstructure and Hardness in A533B and Model Alloys Feb2011

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, N. Yoshida, K. Dohi
    • 学会等名
      TMS2011 Annual Meeting & Exhibition
    • 発表場所
      アメリカ
    • 年月日
      2011-02-28
  • [学会発表] 応力下における照射欠陥の蓄積過程(硬度・組織相関について)2011

    • 著者名/発表者名
      渡辺英雄
    • 学会等名
      各種照射手法に基づくミクロ-マクロ相関
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2011-01-07
  • [学会発表] 電子線照射下におけるA533B鋼モデル合金のその場観察2010

    • 著者名/発表者名
      關人史、進崇一郎、渡辺英雄、吉田直亮
    • 学会等名
      日本原子力学会九州支部会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2010-12-10
  • [学会発表] 応力下における原子炉圧力容器モデル合金の損傷形成機構2010

    • 著者名/発表者名
      關人史、進崇一郎、渡辺英雄、吉田直亮
    • 学会等名
      日本金属学会第147回秋期大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2010-09-26
  • [学会発表] 応力下における原子炉圧力容器モデル合金の損傷形成機構2010

    • 著者名/発表者名
      關人史、渡辺英雄、吉田直亮
    • 学会等名
      東北大学金属材料研究所ワークショップ「原子炉圧力容器鋼照射脆化機構の研究最近の進展」
    • 発表場所
      東北大学金属材料研究所
    • 年月日
      2010-07-30
  • [学会発表] 構造材料の照射下での組織・硬さ変化に及ぼす応力の影響2010

    • 著者名/発表者名
      渡辺英雄、關人史、平金晶憲、吉田直亮
    • 学会等名
      第8回核融合エネルギー連合講演会
    • 発表場所
      岐阜県高山市民文化会館
    • 年月日
      2010-06-11
  • [学会発表] 重イオン照射した鉄単結晶薄膜の磁性2010

    • 著者名/発表者名
      鎌田康寛、越後谷淳一、菊池弘昭、小林悟、渡辺英雄、吉田直亮、三谷誠司、高梨弘毅
    • 学会等名
      日本金属学会2010年春期大会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2010-03-29
  • [学会発表] 応力下における原子炉圧力容器鋼モデル合金の損傷形成その場観察2010

    • 著者名/発表者名
      關人史、渡辺英雄、吉田直亮
    • 学会等名
      日本金属学会2010年春期大会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2010-03-29
  • [学会発表] 応力下における圧力容器鋼の照射欠陥挙動(3)内部組織・硬度相関2010

    • 著者名/発表者名
      渡辺英雄、平金晶憲、吉田直亮
    • 学会等名
      日本金属学会2010年春期大会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2010-03-29
  • [学会発表] 低照射性V合金のLi雰囲気下での中性子照射効果2010

    • 著者名/発表者名
      渡辺英雄、吉田直亮、長坂琢也、室賀健夫
    • 学会等名
      日本原子力学会2010春の大会
    • 発表場所
      茨城大学
    • 年月日
      2010-03-28
  • [学会発表] 電子線照射下における原子炉圧力容器鋼モデル合金の損傷発達機構2009

    • 著者名/発表者名
      關人史、渡辺英雄、吉田直亮
    • 学会等名
      第28回日本原子力学会九州支部大会
    • 発表場所
      九州大学Cキューブ
    • 年月日
      2009-12-11
  • [学会発表] 応力下における圧力容器鋼の照射毛刊挙動2009

    • 著者名/発表者名
      平金晶憲、渡辺英雄、吉田直亮
    • 学会等名
      第28回日本原子力学会九州支部大会
    • 発表場所
      九州大学Cキューブ
    • 年月日
      2009-12-11
  • [学会発表] Defect structures of ion and electron irradiated RPV steels and model alloys2009

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, Y. Kamada
    • 学会等名
      Korea-Japan Joint Workshop
    • 発表場所
      Daejen, Korea
    • 年月日
      2009-12-10
  • [学会発表] A533鋼及びモデル合金におけるマトリックス欠陥形成2009

    • 著者名/発表者名
      渡辺英雄
    • 学会等名
      平成21年度東北大学金属材料研究所大洗研究会
    • 発表場所
      東北大学東京分室
    • 年月日
      2009-09-26
  • [学会発表] 応力下における照射欠陥の蓄積過程(1)2009

    • 著者名/発表者名
      渡辺英雄、平金晶憲、吉田直亮、井上利彦、山下真一郎
    • 学会等名
      日本原子力学会秋の大会
    • 発表場所
      東北大学(仙台)
    • 年月日
      2009-09-17
  • [学会発表] 応力下における圧力容器鋼の照射欠陥挙動(2)硬度・内部組織観察2009

    • 著者名/発表者名
      平金晶憲、渡辺英雄、吉田直亮
    • 学会等名
      金属学会秋期大会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2009-09-16
  • [学会発表] The microstructure and hardness changes of neutron irradiated weld joint of vanadium alloy2009

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, N. Yoshida, T. Nagasaka, T. Muroga
    • 学会等名
      14th International Conference on Fusion Reactor Material
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      2009-09-08
  • [学会発表] The Effect of Final Heat Treatment Temperature on Radiation Response V-4Cr-4Ti at 673K2009

    • 著者名/発表者名
      T. Muroga, T. Nagasaka, H. Watanabe, et al
    • 学会等名
      14th International Conference on Fusion Reactor Material
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      2009-09-08
  • [学会発表] Radiation induced hardening of ion irradiated fe alloys2009

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, S, Masaki, S. Masubuchi, N. Yoshida
    • 学会等名
      14th International Conference on Fusion Reactor Material
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      2009-09-08
  • [学会発表] 、応力下における圧力容器鋼の照射欠陥挙動(2)装置作製と予備実験2009

    • 著者名/発表者名
      平金晶憲、渡辺英雄、吉田直亮
    • 学会等名
      平成21年度九州大学応用力学研究所研究集会
    • 発表場所
      九州大学応用力学研究所
    • 年月日
      2009-07-10
  • [学会発表] 応力下における圧力容器鋼の照射欠陥挙動(1)装置の設計と作製2009

    • 著者名/発表者名
      平金晶憲、渡辺英雄、吉田直亮
    • 学会等名
      日本金属学会春季大会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2009-03-28
  • [備考]

    • URL

      http://www.riam.kyushu-u.ac.jp/koenezai/index-j.html

  • [産業財産権] 電子顕微鏡の計測装置2012

    • 発明者名
      渡辺英雄
    • 権利者名
      本田技術研究所・九州大学
    • 産業財産権番号
      K2012-0004
    • 出願年月日
      20120500
  • [産業財産権] 小型光学顕微鏡2012

    • 発明者名
      渡辺英雄
    • 権利者名
      本田技術研究所・九州大学
    • 産業財産権番号
      K2012-0003
    • 出願年月日
      20120500

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公開日: 2013-07-31   更新日: 2016-01-14  

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