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2016 年度 実績報告書

電子線カップリング照射による照射試料の再利用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 26630487
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, 理工学部, 教授 (00294025)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード原子炉圧力容器 / 照射脆化 / 転位ループ / 銅クラスター
研究実績の概要

原子炉圧力容器の高経年化に伴う中性子の照射脆化機構の解明には、中性子照射済み試験片内部組織の直接観察が不可欠であるが、現在国内ではすべての研究用原子炉が停止状態であり、中性子照射研究を実施する環境には至っていない。本研究は、これまでに照射したモデル合金等を有効に活用することを目的として、照射済みの試験片を活用しての電信線の追照射並びに照射強度が異なるイオン照射や炉の異なる研究炉などのデータから既存原子炉(PWR、BWR)の条件へ適応することが可能か検討した。
中性子照射試料の管理区域外への持ち出しは、原子力規制庁への申請が必要であるため、実験の開始以前に申請を行い許可を得た。その後、学内放射線関連内規の整備などを経て研究を開始した。
実際の実験はBR2にてFe-0.6%Cuに対して中性子を5.0x1024(n/m2)にて照射した材料にの通常のTEM観察を実施し、転位ループ、銅クラスター密度を測定した。転位ループには格子間原子型と空孔型の2つがあるが、これをHVEMにて電子線を室温にて照射することにより判定した結果、殆どのループが格子間原子型であることが明らかになった。銅クラスターのサイズが約10nm、その数密度は1.7x1022(1/m3)であることが測定されている。従来研究では、銅クラスターは3次元のアトムプローブを用いた観察が主体であった。本研究では、この試料に対して、さらに収差補正機能を有する電子顕微鏡にてSTEM-EDS法をもちいたクラスター観察を実施した。その結果、これまで不可能であった銅クラスターと転位ループとの同時観察が可能であるとの知見を得た。また、高経年化で問題となる60年運転期間相当照射量である照射量(5.0x1023(n/m2)程度)までの情報に下方修正し、脆化予測式との相関について議論した。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Effects of Irradiaton Environment o V-4Cr-4Ti Alloys2017

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

      Plasma and Fusion Reseach

      巻: 12 ページ: 245011-1-5

    • DOI

      10.1585/pfr.12.240511

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hardening and Microstructureal Evolution of A533B Steels Irradiated with Fe Ions and Electrons2016

    • 著者名/発表者名
      H. Watanabe, A. Arase, T. Yamamoto, P. Wells, T. Onishi, G. R. Odette
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials

      巻: 471 ページ: 243-250

    • DOI

      j.jnumat.2015.12.045

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Radiation Induce Hardening of A533B under Neutron Irradiation2016

    • 著者名/発表者名
      H.Watanabe, T. Tanaka, K. Kamada
    • 学会等名
      4th Nuclear Materials Conference, NuMat2016
    • 発表場所
      Monpellier, France
    • 年月日
      2016-11-08 – 2016-11-08
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of Alloying Element on Irradited Zr alloys2016

    • 著者名/発表者名
      H.Watanabe, K. Takahashi, Y. Aono, Y. Maruno
    • 学会等名
      4th Nuclear Materials Conference, NuMat2016
    • 発表場所
      Monpellier, France
    • 年月日
      2016-11-08 – 2016-11-08
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of pre-deformation on microstructures, hardness, and magnetic properties of thermally aged Fe-Cr binary alloys2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Kamada, M. Je, J.N. Mohapatra, T. Murakami, S. Kobayashi, H. Watanabe
    • 学会等名
      4th Nuclear Materials Conference, NuMat2016
    • 発表場所
      Monpellier, France
    • 年月日
      2016-11-08 – 2016-11-08
    • 国際学会
  • [学会発表] 電子線照射した純鉄の照射欠陥と磁壁の直接観察2016

    • 著者名/発表者名
      鎌田康寛、村上武、小林悟、菊池弘昭、渡辺英雄
    • 学会等名
      日本金属学会2016年秋期講演大会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2016-09-22 – 2016-09-22
  • [学会発表] 収差補正電子顕微鏡を用いた放射性材料の分析2016

    • 著者名/発表者名
      渡邉英雄、鎌田康寛
    • 学会等名
      核融合連合講演会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2016-07-14 – 2016-07-14

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公開日: 2018-01-16  

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