原子炉構造材料の微細構造評価のための超短パルスレーザー補助三次元アトムプローブの開発

Developments of a femtosecond laser assisted 3D atom probe for characterization of microstructure in structural materials in nuclear power plants

野際 公宏; 西村 昭彦  ; 大場 弘則  ; 横山 淳; 大久保 忠勝*; 宝野 和博*

Nogiwa, Kimihiro; Nishimura, Akihiko; Oba, Hironori; Yokoyama, Atsushi; Okubo, Tadakatsu*; Hono, Kazuhiro*

3DAPは個々の原子の質量と空間分布情報を得ることが可能な局所分析装置であり、原子炉構造材などの照射損傷機構の解明及び新材料開発などの研究に極めて有益である。しかしながら、従来の3DAPでは、測定中に試料先端に印加される強電界により試料破壊が頻繁に起き、また導電性材料のみしか解析できないなどの問題があった。近年、従来の電圧パルスの代わりにレーザーパルスで補助することにより、これらの問題が低減できる可能性が示された。しかしながら、従来のAP分析成功率は試料の伝導度や均一度はもとより、針先形状,印加電圧,試料温度などに依存し、これらの条件とレーザーのパルス幅と波長などの組合せにおける最適条件は見いだされてはいない。APの総合的な分析には、試料の分析体積を大きくできる広角型3DAPと質量分解能に優れたエネルギー補償型3DAPの2種類が必要である。われわれのグループでは新たに、レーザーパワー,パルス幅,波長などのレーザー照射条件が変更可能なレーザーシステムを整備した。本報では、2つのAP装置を使用して次世代原子力構造材料の微細構造測定を行ったので報告する。

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