2010 Fiscal Year Annual Research Report
アトムプローブによる原子炉材料の粒界偏析の原子レベル観察と粒界劣化機構の解明
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21246142
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
永井 康介 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (10302209)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
外山 健 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (50510129)
畠山 賢彦 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (30375109)
松川 義孝 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (70566356)
清水 康雄 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (40581963)
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| Keywords | 3次元アトムプローブ / 粒界偏析 / 粒界脆化 / 応力腐食割れ / 真空破面蒸着 / レーザー / 陽電子消滅 / 電子炉高経年化 |
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| Research Abstract |
人類が未だ経験したことのない原子炉の高経年化において、材料劣化機構の解明は最重要課題である。特に粒界偏析は、第1世代の原子炉でこれから顕著になると考えられ、粒界劣化機構の解明が強く求められている。本研究は、3次元レーザーアトムプローブを用いて、「割れた」粒界と「割れていない」粒界両方を原子レベルの分解能で観察する新しい粒界偏析の解析法を開発し、それに他の実験手法を相補的に組み合わせ、さらに第一原理計算と直接比較することにより、高経年化原子炉材料(圧力容器鋼やシュラウド等)の粒界脆化や粒界割れ機構(すなわち、粒界偏析との因果関係)を解明することを目的とする。
、今年度は、1)H22年度に開発した「割れた」粒界のアトムプローブ観察を可能にする試料蒸着装置の最適化(試料温度、蒸着速度等)を行い、高品質の試料作製を可能にした。2)最適化された条件の下、昨年度作製した試料(熱時効したFe-P,A533B鋼等)を用いて、保護膜を作製しながら、粒界破面を含んだ針状試料のアトムプローブ測定・解析初めて成功した。3)昨年度までに完了した照射試料の冷却後、ホットラボへの搬入、切断を行い、アトムプローブ試料を準備した。4)陽電子消滅、オージェ電子分光等、他の手法の測定、第一原理計算の予測と実験結果の比較検討を行った。なお、陽電子消滅測定においては、高強度の陽電子線源(海外の1施設のみで生産)が入手困難になったため、従来所有の弱い線源を用いて長時間測定によりデータ取得を行った。
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