Zr-Nb合金の水素化及び照射効果に関する研究,2; hcp Zr中の溶質元素(Nb, Fe, Cr etc.)の挙動に関する第一原理計算

Study on hydrogenation and radiation effects in Zr-Nb alloys, 2; First-principles study on the behavior of solute elements (Nb, Fe, Cr, etc.) inhcp Zr

山口 正剛   ; 宇田川 豊  ; 阿部 弘亨*; 関村 直人*

Yamaguchi, Masatake; Udagawa, Yutaka; Abe, Hiroaki*; Sekimura, Naoto*

日本で開発された燃料被覆管材Zr-Nb合金は、軽水炉環境下での腐食量や水素吸収量が少なく、高燃焼度域での腐食の加速や照射成長が低減されるとして期待されているが、そのメカニズムは現象論的理解に留まっており、開発と規制の両面から機構論に基づいた理解が求められている。最近、東北大学においてZr-Nb合金の3次元アトムプローブによる元素分析がなされ、Nb析出物中におけるCrの濃化、結晶粒界におけるFeの偏析などが観測されている。本研究では、Zr結晶中の溶質元素(Cr, Fe, Nb)の挙動に関する第一原理計算を行い、FeがZrの結晶粒界に偏析しやすいこと等、溶質元素の挙動の幾つかを計算から明らかにした。

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