イオン照射及び透過型電子顕微鏡を用いた高Niステンレス鋼のスエリング挙動研究

Research on swelling behavior of ion irradiation for fuel cladding in fast reactor

笹瀬 雅人*

Sasase, Masato*

高速増殖原型炉「もんじゅ」の高度化炉心に対応する炉心構造材の候補材料である高Niステンレス鋼(以下PNC1535)について、加速器イオン照射によるスエリング特性を明らかにするために、イオン照射試験を行った。10MeV炭素イオン及び3MeVヘリウムイオンを連続的に照射したPNC1535の照射挙動を透過型電子顕微鏡により評価した。はじき出し損傷量を100dpaで一定とし、照射温度を450Cから650Cまで変化させ、PNC1535の照射試料のスエリングピーク温度を調べた。この結果、ピーク温度650Cでスエリング率は0.48%であった。この値は非常に低く、本試料が耐スエリング特性に優れた材料であることを確認した。また、タンデム加速器を使用する本実験システムの再現性を確認する試験を行った。さらに、同じく候補材料であるODS鋼の組成、結晶中転移密度について、高分解能透過型電子顕微鏡によるナノ組織の動的観察からスエリング特性について系統的な評価・検討も併せて行った。無転位試料である再結晶ODS鋼のスエリング挙動との比較から、材料中の転位密度がスエリング率を低下させていることを明らかにした。

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