| 研究課題/領域番号 |
20H00359
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
永井 康介 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (10302209)
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| 研究分担者 |
吉田 健太 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (10581118)
嶋田 雄介 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (20756572)
井上 耕治 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (50344718)
外山 健 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (50510129)
清水 康雄 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 磁性・スピントロニクス材料研究拠点, NIMS特別研究員 (40581963)
鈴土 知明 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究主幹 (60414538)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 応用下その場観察 / ウィークビーム走査型透過電子顕微鏡法 / 原子力材料 / 照射欠陥 |
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| 研究実績の概要 |
応力印加下その場観察のためのデバイス作製のため、ビッカース試験機による圧痕導入、FIBマイクロサンプリング、その場焼鈍などの実験工程を確立した。外部応力によって導入された残留ひずみの微視的構造およびその熱緩和過程が明らかになってきた。低合金鋼で得られた初期データは学会発表を行い、論文投稿準備を進めた。
その場等温焼鈍は、F82H鋼およびLAF 9Cr-W鋼、ODS鋼の中性子照射材に適用した。F82H鋼では、中性子照射材とイオン照射材に硬さ試験、3D-AP計測を実施し、室温から525℃まで、その場WB-STEM焼鈍実験により転位ループなど照射欠陥集合体の熱的安定性を評価した。それにより、従来の静的な照射欠陥分析では分からなかった照射欠陥集合体－転位複合体の形成など照射脆化機構における新しい素過程が見つかった。ODS鋼 中性子照射材は、600℃まで焼鈍試験を行い高い耐照射損傷特性の原因である酸化物粒子の構造安定性を評価した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
計画通りに、低合金鋼中性子照射材（PWR炉監視試験片）での応力印加その場WB-STEM法確立、その場等温焼鈍法の実用鋼中性子照射材への応用を行った。さらに研究で確立した先端電子顕微鏡法は、Cu-ODS核融合ブランケット候補材や燃料デブリにも応用され始め、現在は非放射化試料や模擬燃料デブリから得られた結果ではあるが計10件の原著論文が発表された。
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度は、応力印加・その熱緩和およびTEM内その場引っ張り試験を実用鋼（F82H鋼およびLAF 9Cr-W鋼、ODS鋼）の中性子照射材に応用する。特に、実験工程の整理とマニュアル作成によってサブnm分解能でのWB-STEMその場観察の再現性を高め、照射条件やアニール条件で生じる僅かな照射欠陥集合体の変化を見逃さないように注意する。微細組織による硬化量をより深く理解するために、その場WB-STEM観察に加えて、3D-AP観察・3D-FIB-SEM観察など系統的に調べる。古典的なモデルを仮定した従来の推定では説明がつかない照射硬化機構について微視的な視点から照射損傷機構を構築し国際誌で発表する
「材料科学国際共同利用・共同研究拠点」に認定された東北大学金属材料研究所附属量子エネルギー材料科学国際研究センターの共同研究プログラを活用し、本研究で開発する新手法等を用いた共同研究も推進する。
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