原子炉圧力容器鋼におけるナノ析出物の形成に及ぼす損傷速度の影響

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20560773
• 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: 京都大学
• 研究代表者: 徐 ぎゅう 京都大学, 原子炉実験所, 准教授 (90273531)
• 研究分担者: 義家 敏正 京都大学, 原子炉実験所, 教授 (20124844)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 原子力材料 / 核燃料

研究概要

原子炉圧力容器鋼のモデル合金に対して、京都大学原子炉実験所の研究炉の損傷速度が2桁違う3つの照射設備を用いて573Kで中性子照射を行う。損傷速度はそれぞれ3.8×10^<-10>、1.5×10^<-8>と5×10^<-8>dpa/sであった。最大照射量は0.016dpaであった。いれの照射においても銅のナノ析出物が形成されたことが分かった。銅のナノ析出物及び原子空孔集合体の形成・成長は損傷速度に依存する。銅のナノ析出物の形成は損傷速度の増加と共に遅くなるが、銅のナノ析出物の成長は損傷速度の増加と共に速くなる。従って、圧力容器鋼の脆化が損傷速度の減少と共に顕著になる。

研究成果

• [雑誌論文] A study of Vacancy-Type Defects in Amorphous and Crystalline FeBSi Alloys after He Ion Irradiation. (2010)
  • 著者名/発表者名: Q.Xu, X.Z.Cao, K.Sato, T.Iwai, T.Yoshiie.
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 225 ページ: 012059
  • 査読あり
• [雑誌論文] Positron Annihilation Coincidence Doppler Broadening Measurements of Irradiation-Induced Precipitation in Ni-Sn Alloys. (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Sato, Q.Xu, T.Yoshiie.
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 225 ページ: 012047
  • 査読あり
• [雑誌論文] Persistent Photoconductivity and Photo-Responsible Defect in 30 MeV-Electron Irradiated Single Crystal ZnO. (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Kuriyama, K.Matsumoto, K.Kushida, Q.Xu.
  • 雑誌名: 29th International Conference on the Physics of Semiconductors, AIP Conference Proceedings Vol.1199 ページ: 89-90
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction between Sn Atoms and Vacancies in Neutron-Irradiated Ni-Sn Alloys by Positron Annihilation Spectroscopy.(in Japanese) (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Sato, T.Yoshiie, Q.Xu.
  • 雑誌名: J.Japan Inst. Metals Vol.74 ページ: 572-577
  • 査読あり
• [雑誌論文] Defect Structures in Nickel and SUS304SS Formed by the Collapse of Cavitation Bubbles. (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshiie, K.Sato, Q.Xu, M.Komatsu, M.Futakawa, T.Naoe, M.Kawai.
  • 雑誌名: J.Nucl. Mater. 398 ページ: 227-231
  • 査読あり
• [雑誌論文] Retention and Thermal Desorption of Helium in Amorphous and Crystalline FeBSi Alloys. (2010)
  • 著者名/発表者名: Q.Xu, X.Z.Cao, K.Sato, K.Mori, T.Yoshiie.
  • 雑誌名: Phil. Mag. Lett. 90 ページ: 131-137
  • 査読あり
• [雑誌論文] Migration Behavior of Vacancies in Electron Irradiated Fe-Cu Alloys. Phys. (2009)
  • 著者名/発表者名: X.Z.Cao, Q.Xu, K.Sato, T.Yoshiie.
  • 雑誌名: Stat. Sol.(c)6. No.11 ページ: 2355-2358
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of Interaction between Cu Precipitate and Vacancy in Fe using First-Principle Calculations and Empirical N-Body Potential Calculations. (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Sato, T.Ihara, H.Sakurai, T.Yoshiie, Q.Xu.
  • 雑誌名: Comp. Mater. Sci. 47 ページ: 521-525
  • 査読あり
• [雑誌論文] He Bubble Formation and Emission of He in Irradiated Fe. (2009)
  • 著者名/発表者名: Q.Xu, X.Z.Cao, K.Sato, T.Yoshiie, T.Iwai.
  • 雑誌名: Phys. Stat. Sol.(c)6 No.11 ページ: 2336-2338
  • 査読あり
• [雑誌論文] Damage Structures in Austenitic Stainless Steels during Incubation Period of Void Swelling. (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshiie, X.Z.Cao, Q.Xu, K.Sato, T.D.Troev.
  • 雑誌名: Phys. Stat. Sol.(c)6 No.11 ページ: 2333-2335
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transmission Positron Microscopes, Application of Imaging Plates to Positron, Electron and Muon Research and a Proposal for a Strong Positron Source at J-PARC. (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Doyama, Y.Kogure, M.Inoue, T.Kurihara, Y.Miyake, K.Nishiyama, K.Shimomura, T.Yoshiie, Y.Hayashi, Q.Xu, X.Z.Cao, M.Matsuya, M.Fujinami.
  • 雑誌名: Phys. Stat. Sol.(c)6 No.11 ページ: 2471-2475
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical Vibronic Spectra in Reactor Neutron Irradiated α-Al_2O_3. (2009)
  • 著者名/発表者名: Rahman Abu Zayed Mohammad Saliqur, T.Awata, N.Yamashita, Y.Inada, K.Oshima, Q.Xu, K.Atobe.
  • 雑誌名: Physics Procedia 2 ページ: 551-557
  • 査読あり
• [雑誌論文] Persistent Photoconductivity and Thermally Stimulated Current Related to Electron-Irradiation Induced Defects in Single Crystal ZnO Bulk. (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Kuriyama, K.Matsumoto, Y.Suzuki, K.Kushida, Q.Xu.
  • 雑誌名: Solid State Commun. 149 ページ: 1347-1350
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature Dependence of Dislocation Bias Factors in Metals. (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshiie, K.Sato, Q.Xu
  • 雑誌名: Nucl. Instr. & Meth. in Phys. Res., B, 267 ページ: 2971-2975
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical Vibronic Emission Spectra for Irradiation Induced F Aggregate Centers in Single Crystal α-Al_2O_3. (2009)
  • 著者名/発表者名: Rahman Abu Zayed Mohammad Saliqur, T.Awata, N.Yamashita, Q.Xu, K.Atobe.
  • 雑誌名: Radiat. Eff. Defects Solids. 164 ページ: 692-698
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction of Tritium Plasma and Defects in Tungsten Irradiated with Neutrons. (2009)
  • 著者名/発表者名: Q.Xu, K.Sato, T.Yoshiie.
  • 雑誌名: J.Nucl. Mater. 390-391 ページ: 663-666
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of Hydrogen in Neutron-irradiated Nickel using Positron Lifetime Spectroscopy. (2009)
  • 著者名/発表者名: C.He, T.Yoshiie, Q.Xu, K.Sato, S.Peneva, T.D.Troev.
  • 雑誌名: Phil. Mag. 89 ページ: 1183-1195
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanical Properties of Neutron-irradiated Vanadium Alloys in A Liquid-sodium Environment. (2009)
  • 著者名/発表者名: H.Kuroiwa, K.Fukumoto, M.Narui, H.Matsui, Q.Xu.
  • 雑誌名: J.Nucl. Mater. 386-388 ページ: 594-597
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Hydrogen and Helium Produced by Transmutation Reactions on Void Formation in Copper Isotopic Alloys with Neutrons. (2009)
  • 著者名/発表者名: Q.Xu, T.Yoshiie, K.Sato.
  • 雑誌名: J.Nucl. Mater. 386-388 ページ: 363-366
  • 査読あり
• [雑誌論文] Positron Annihilation of Vacancy-type Defects in Neutron-irradiated 4H-SiC. (2009)
  • 著者名/発表者名: Q.Xu, T.Yoshiie, M.Okada.
  • 雑誌名: J.Nucl. Mater. 386-388 ページ: 169-172
  • 査読あり
• [雑誌論文] Positron Annihilation Lifetime Measurements of Vanadium Alloy and F82H Irradiated with Fission and Fusion Neutrons. (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Sato, K.Inoue, T.Yoshiie, Q.Xu, E.Wakai, C.Kutsukake, K.Ochiai.
  • 雑誌名: J.Nucl. Mater. 386-388 ページ: 203-205
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of Cu Precipitates and Vacancy Clusters in Neutron-irradiated Fe-Cu Alloys. (2008)
  • 著者名/発表者名: Q.Xu, T.Yoshiie, K.Sato.
  • 雑誌名: Phil. Mag. Lett. 88 ページ: 353-362
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transmission Position Images Using Imaging Plates. (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Doyama, A.Kogure, M.Inoue, T.Kurihara, X.Cao, M.Matsuya, T.Yoshiie, Y.Hayashi, Q.Xu, M.Fujinami.
  • 雑誌名: Appl. Sur. Sci. 255 ページ: 89-92
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface Sink Effects on Void Formation in GaSb and InSb under Ion Irradiation. (2008)
  • 著者名/発表者名: N.Nitta, Y.Ohoka, K.Sato, Q.Xu, Y.Hayashi, T.Yoshiie, M.Taniwaki.
  • 雑誌名: Materials Transactions. JIM, Vol.49, No.7 ページ: 1546-1549
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of Hydrogen in Vacancies and Voids in Nickel by Positron Annihilation Lifetime Measurement. (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Sato, K.Tsukamoto, Y.Yamashita, Q.Xu, T.Yoshiie, D.Troev.
  • 雑誌名: Transactions of the Materials Research Society of Japan. 33 ページ: 263-266
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reaction Kinetics Analysis of Damage Evolution in Accelerator Driven System Beam Windows. (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshiie, Q.Xu, K.Sato, K.Kikuchi, M.Kawai.
  • 雑誌名: J.Nucl. Mater. 377 ページ: 132-135
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Edge Dislocation on Interstitial Helium and Helium Cluster Behavior in α-Fe. (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.X.Wang, Q.Xu, T.Yoshiie, Z.Y.Pan.
  • 雑誌名: J.Nucl. Mater. 376 ページ: 133-138
  • 査読あり
• [学会発表] 森下和功ヘリウムイオン照射されたFeの低速陽電子ビームを用いた陽電子寿命測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤紘一、徐〓、義家敏正、木野村淳、大村高正、笠田竜太、木村晃彦
  • 学会等名: 日本金属学会2010年秋期大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] Niにおけるヘリウムの放出に及ぼす添加元素効果徐 (2010)
  • 著者名/発表者名: 曹興忠、佐藤紘一、義家敏正
  • 学会等名: 日本金属学会2010年秋期大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] 金属の照射損傷構造からの点欠陥過程の抽出 (2010)
  • 著者名/発表者名: 義家敏正、佐藤紘一、曹興忠、徐〓
  • 学会等名: 日本金属学会2010年秋期大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] イオン照射によりGaSb及びInSbに形成される構造のフラックス依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 長谷川季也、新田紀子、保田英洋、佐藤紘一、徐〓、義家敏正、谷脇雅文
  • 学会等名: 日本金属学会2010年秋期大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] ニッケルの強度に及ぼすヘリウムの影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山崎裕之、徐〓、曹興忠、佐藤紘一、川端祐司、義家敏正
  • 学会等名: 日本金属学会2010年秋期大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] 陽電子消滅分光法による水素チャージされたNiに及ぼす水素の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹安恵一、佐藤紘一、徐〓、義家敏正
  • 学会等名: 日本金属学会2010年秋期大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] 森山裕丈陽電子寿命測定による30MeV電子線照射後セラミックスの欠陥導入状態評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 秋吉優史、高木郁二、土田秀次、義家敏正、徐〓、佐藤紘一
  • 学会等名: 日本原子力学会2010年秋期大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] ヘリウム照射したFeBSi合金における空孔型欠陥の形成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 徐〓、曹興忠、佐藤紘一、義家敏正、岩井岳夫
  • 学会等名: 第47回アイソトープ・放射線研究発表会
  • 発表場所: 東京日本科学未来館
  • 年月日: 2010-07-09
• [学会発表] ベリリウム金属間化合物の照射効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 柴山環樹、木下博嗣、坂口紀史、渡辺精一、谷津茂男、岸本弘立、野上修平、佐藤学、長谷川晃、長坂塚也、徐〓、岩切宏友、中道勝、安堂正己、西谷健夫
  • 学会等名: 第8回プラズマ核融合連合講演会
  • 発表場所: 岐阜県高山市民文化会館
  • 年月日: 2010-06-10
• [学会発表] ヘリウムの放出と金属の結晶性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 徐〓、曹興忠、佐藤紘一、義家敏正
  • 学会等名: 日本金属学会2010年春期大会
  • 発表場所: 筑波大学筑波キャンパス
  • 年月日: 2010-03-30
• [学会発表] 中性子照射されたNi二元系合金の照射誘起析出物の形成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤紘一、義家敏正、徐〓
  • 学会等名: 日本金属学会2010年春期大会
  • 発表場所: 筑波大学筑波キャンパス
  • 年月日: 2010-03-30
• [学会発表] Ni-Au合金における格子間原子集合体の拡散の計算機シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤紘一、義家敏正、徐〓
  • 学会等名: 物理学会2010年春期大会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] オーステナイト系ステンレス鋼の原子空孔の焼鈍挙動 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮脇健志、曹興忠、佐藤紘一、義家敏正、徐〓
  • 学会等名: 日本金属学会2009年秋期大会
  • 発表場所: 京都大学吉田キャンパス
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] 高エネルギー粒子照射されたオーステナイト系ステンレス及びそのモデル合金の損傷構造の比較 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石岡真一、曹興忠、佐藤紘一、徐〓、義家敏正、土田秀次
  • 学会等名: 日本金属学会2009年秋期大会
  • 発表場所: 京都大学吉田キャンパス
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] 水銀中に発生する圧力波によるNi及びステンレス鋼のピッティング損傷構造 (2009)
  • 著者名/発表者名: 義家敏正、佐藤紘一、徐〓、小松正雄、二川正敏、直江崇、川合将義
  • 学会等名: 日本金属学会2009年秋期大会
  • 発表場所: 京都大学吉田キャンパス
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] FCC金属におけるヘリウムの放出と欠陥との相関 (2009)
  • 著者名/発表者名: 徐〓、曹興忠、佐藤紘一、義家敏正
  • 学会等名: 日本金属学会2009年秋期大会
  • 発表場所: 京都大学吉田キャンパス
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] Feにおけるヘリウムと刃状転位の相互作用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 徐〓、王月霞、義家敏正
  • 学会等名: 日本金属学会2009年春期大会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] Ni中のボイドの陽電子寿命消滅に及ぼすHeガスの影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 湯沢直史、曹興忠、徐〓、義家敏正
  • 学会等名: 日本金属学会2009年春期大会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] GaSbの照射欠陥構造の計算機シミュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 櫻井寿、佐藤紘一、徐〓, 義家敏正、二田紀子、谷脇雅文
  • 学会等名: 日本金属学会2009年春期大会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 照射時熱拡散率評価に向けた陽電子消滅法による中性子照射後セラミックス試料の評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 秋吉優史、高木郁二、土田秀次、義家敏正、徐〓、佐藤紘一、森山裕丈
  • 学会等名: 日本原子力学会2009年春期大会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2009-03-23
• [学会発表] Fe-Cu合金におけるCu析出物の形成に及ぼす照射速度の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 徐〓, 義家敏正
  • 学会等名: 日本金属学会2008年秋期大会
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] オーステナイト系ステンレス鋼のボイド成長潜伏期間における損傷 (2008)
  • 著者名/発表者名: 義家敏正、徐〓、佐藤紘一
  • 学会等名: 日本金属学会2008年秋期大会
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] Optical Vibronic Spectra for Irradiation Induced Lattice Defect in Single Crystal α-Al_2O_3 (2008)
  • 著者名/発表者名: Rahman Abu Zayed Mohammad Saliqur, T.Awata, N.Yamashita, Y.Inada, K.Oshima, K.Atobe, Q.Xu.
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋期大会
  • 発表場所: 山形大学小白川キャンパス
  • 年月日: 2008-09-23