Zr-Nb合の腐食,水素化及び照射効果に関する研究,5; シミュレーション

Study on corrosion, hydrogenation and radiation effects in Zr-Nb Alloys, 5; Simulations

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。本研究は、科学技術振興機構原子力基礎基盤戦略研究イニシアティブ「先進燃料被覆管材料の水素化及び照射効果の解明に関する研究」として、第一原理計算を用いて結晶粒界における溶質元素(Fe, Cr, Nb, Sn, etc.)の偏析エネルギーや照射欠陥エネルギーを計算し、幾つかの溶質元素が偏析しやすいことなどを見いだした例を示す。

From first-principles calculations, we investigate solute segregation energy and defect formation energy in hcp Zirconium. We found that segregation energies of some solute elements (Fe, Cr, etc.) are large enough to segregate at Zr grain boundary.