オーステナイト鋼のイオン照射によるスウェリング解析; 核燃料サイクル開発機構-京都大学共同研究平成10年度研究成果報告書

Swelling analysis of Austenitic stainless stalls by means of iron irradiation and kinetic modeling; Fiscal 1998 JNC - Kyoto University collaborative research

香山 晃*; 堂野前 貴子  

Koyama, Akira*; Donomae, Takako

オーステナイト系ステンレス鋼であるPNC316の材料照射と燃料ピン照射による燃料被覆管変形挙動の相違について、材料環境、照射条件、損傷メカニズム、材料条件等の観点から検討・評価し、機構的な解明を行うことを試みた。特に平成10年度においては、これまでに実施した一連のモデル照射実験の結果に立脚し、照射過程における温度変動がステンレス鋼の照射組織発達に及ぼす影響について、機構論に基づく反応速度論モデルにより理論的に解析検討した。非定常照射効果のモデル化とシミュレーション計算を実施し、カスケード効果を考慮した完全に動的なモデルを構築することにより、従来問題とされていた低温領域における転位ループ挙動に関する実験データとの不一致を解消したモデルを確立した。オーステナイト系ステンレス鋼の転位ループ形成に対するカスケード格子間原子クラスタリングの影響についても定量的な評価がなされ、同材料系に対する非定常照射効果の総合的なアセスメントを行うための基盤がほぼ形成された。本モデルを用いてCMIR温度変動照射実験及びFFTF/MFA-1照射における温度変動の影響を定性的に評価した結果、殆どの点欠陥及びミクロ組織挙動は温度変動照射条件においても各条件の平衡状態に漸近するのみであり、特異な温度変動効果は認められなかった。一方CMIRなどで中性子照射試験を行った結果によれば温度の効果が認められており、照射温度に敏感な析出挙動の影響などの、本計算に用いたモデルで取り扱っていない機構が作用した可能性がある。

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