magnetic measurements under neutron radiation in Fe metal and low carbon steel

中性子照射中における純鉄及び低炭素鋼の磁気特性のその場測定

高橋 正氣*; 菊池 弘昭*; 荒 克之*; 海老根 典也 ; 鎌田 康寛*; 小林 悟*; 鈴木 雅秀

Takahashi, Seiki*; Kikuchi, Hiroaki*; Ara, Katsuyuki*; Ebine, Noriya; Kamada, Yasuhiro*; Kobayashi, Satoru*; Suzuki, Masahide

低炭素鋼と純鉄について原子炉内で中性子照射中に磁気ヒステリシスのマイナーループを測定した。照射中の銅の析出と転位ループを調べるために、格子欠陥に非常に敏感なマイナーループの係数に注目した。その結果、低炭素鋼では、照射量の増加とともにマイナーループ係数が急増し、110cmの照射量で最大値を示し、その後徐々に減少した。最大値の出現は、マトリックス中での銅の析出と転位ループが内部応力を増加させている一方で、転位の近傍で成長した銅析出物は転位の内部応力を補なっているという内部応力の2つのメカニズムの存在を示唆している。他方、純鉄では、マイナーループ係数は照射量とともに単調な増加を示した。

Magnetic minor hysteresis loops of low carbon steel and Fe metal have been measured during neutron radiation at 563 K in a nuclear reactor. For investigation of nucleation mechanism of copper precipitates and dislocation loops, special attention was paid to minor-loop coefficients, which are deduced from simple relations between minor-loop parameters and are very sensitive to lattice defects. We found that with increasing neutron fluence, the minor-loop coefficients of low carbon steel sharply increase and show a maximum at the fluence of 110 cm, followed by a slow decrease. The appearance of the maximum suggests the presence of two mechanisms of internal stress; while copper precipitates and dislocation loops in the matrix make the internal stress increase, those grown in the vicinity of dislocations compensate the internal stress of dislocations. On the other hand, the minor-loop coefficients show a monotonic increase with neutron fluence in Fe metal.