金属窒化物結晶の照射損傷の特徴:構造空位と選択的はじき出し損傷効果の検証

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20560617
• 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: 金属物性
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 安田 和弘 九州大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (80253491)
• 連携研究者: 松村 晶 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (60150520) ; 椎山 謙一 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教 (30243900)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 原子力材料 / 核変換処理 / 照射損傷 / 格子欠陥 / 電子顕微鏡 / イオントラック / 窒化物結晶 / 高密度電子励起

研究概要

窒化ジルコニウム(ZrN)は、次世代原子炉燃料および核変換処理用の材料として期待されているが、放射線照射に伴う微細組織変化に関する知見は殆ど得られていない。本研究では、原子炉環境を模擬した電子ならびに各種イオン照射を施したZrNの照射に伴う微細組織変化を透過電子顕微鏡法で調べ、その特徴を整理することを試みた。ZrNでは蛍石型酸化物に見られる陰イオンの選択的はじき出し損傷に起因する照射欠陥集合体の形成は見られないことや、核分裂によって発生する高速重イオンによるイオントラック形成が起こり難いこと、高密度電子励起の重畳によりナノサイズの結晶粒が形成されることなどが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Microstructure Evolution in ZrN Irradiated with Swift Heavy Ions (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Kawase, K.Yasuda, K.Yasunaga, S.Matsumura
  • 雑誌名: Annual Report of HVEM Laboratory, Kyushu University vol33 ページ: 21
• [雑誌論文] Microsctructure Evolution in Ion-irradiated ZrN (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Koga, T.Kawase, K.Yasuda, K.Yasunaga, S.Matsumura, N.Ishikawa
  • 雑誌名: Annual Report of HVEM Laboratory,Wecft, Kyushu University vol34 ページ: 31
• [学会発表] イオン照射した窒化ジルコニウムの照射誘起微細構造変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 古賀敬興、川瀬徹、三宅翔、安田和弘、松村晶
  • 学会等名: 日本金属学会2011年春季大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20110300
• [学会発表] イオン照射したZrNの照射誘起微細構造の特徴 (2010)
  • 著者名/発表者名: 川瀬徹、古賀敬興、三宅翔、安田和弘、松村晶、安永和史
  • 学会等名: 日本原子力学会九州支部第29回研究発表講演会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20101200
• [学会発表] Radiation-induced Defect Kinetics and Selective Displacement Damage in Fluorite Structure Oxides (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Yasuda, K.Yasunaga, K.Shiiyama, S.Matsumura
  • 学会等名: Tenth Japan-China Symposium on Materials for Advanced Energy Systems and Fission & Fusion Engineering
  • 発表場所: 宇治
  • 年月日: 20101100
• [学会発表] 放射線照射に伴う酸化物セラミソクス中の欠陥形成と安定性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 安田和弘
  • 学会等名: 平成21年度日本顕微鏡学会関西支部特別企画講演会
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 20100100
• [学会発表] 高速重イオン照射したZrN中のイオントラックの微細構造 (2009)
  • 著者名/発表者名: 川瀬徹、安田和弘、安永和史、松村晶
  • 学会等名: 日本原子力学会軽水炉・材料・水化学夏期セミナー
  • 発表場所: 松江
  • 年月日: 20090700
• [学会発表] Radiation Stability of Fluorite Structure Ceramics (2008)
  • 著者名/発表者名: 安田和弘
  • 学会等名: orkshop on Radiation Stability of Complex Microstructures
  • 発表場所: Santa Fe, USA
  • 年月日: 20080902-20080904
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.qpn.kyushu-u.ac.jp/1ab3/
• [備考] 所属研究グループ(九州大学工学研究院エネルギー量子工学部門 量子線物性工学講座)