照射効果に水素を重畳させると材料劣化は促進するか、それとも抑制できるか
【研究キーワード】
ジルカロイ合金 / 水素化 / 照射損傷 / 重畳効果 / 加速器結合型電子顕微鏡 / 腐食 / 照射効果 / 酸化物分散強化鋼 / ジルコニウム合金 / イオン照射 / 水素 / ジルコニウム / 鉄鋼材料 / 透過電子顕微鏡 / 超微小硬度 / 電子顕微鏡 / 照射その場観察法 / 照射誘起型固相反応現象
【研究成果の概要】
Zr合金は原子炉燃料被覆管として利用され、使用環境下で腐食、水素吸収、照射損傷といった劣化が生じる。これら個々は詳細な知見があるが、重畳効果は明らかにはなっていない。そこで本研究では、Zr合金の水素化効果と照射効果の重畳効果の明確化を目的とした。
再結晶したZry-4に水素注入し水素化物を顕微鏡観察し、加速器結合型透過電子顕微鏡内にてイオン照射組織変化をその場観察した。固溶体中の水素により照射欠陥密度の増加、つまり核形成の促進につながることを示した。また、欠陥での水素原子捕獲により欠陥成長の促進も生じることを明らかにした。照射と水素の同時効果についてさらなる調査を継続しているところである。
【研究の社会的意義】
ジルコニウム合金は、その種々の特性から原子炉燃料被覆管用材料として広く使用される。原子炉環境におけるこの材料の劣化挙動には腐食、水素化、照射効果があり、それぞれ多くの知見の蓄積がある。しかしこれらの重畳効果については必ずしも明らかではない。本研究はこの重畳効果（特に水素化と照射）について明らかにしたものである。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
| 叶野 翔 | 東京大学 | 大学院工学系研究科(工学部) | 特任研究員 | (Kakenデータベース) |
| 楊 会龍 | 東京大学 | 大学院工学系研究科(工学部) | 特任助教 | (Kakenデータベース) |
| 村上 健太 | 長岡技術科学大学 | 工学研究科 | 准教授 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【配分額】16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)