W中のReおよびOsの拡散; 第一原理計算による検討

Diffusion of Re and Os in W; First principles study

鈴土 知明   ; 山口 正剛   ; 長谷川 晃*

Suzudo, Tomoaki; Yamaguchi, Masatake; Hasegawa, Akira*

核融合材料の候補材として注目されているWでは、中性子照射下で核変換元素としてReやOsが生成される。これらの不純物は固溶限界以下でも照射によって析出する、すなわち照射誘起析出(RIP)を発生させることが知られている。RIP発生には溶質元素の拡散が不可欠であるが、本研究では第一原理計算手法を用いてW中の溶質元素の拡散様式を明らかにした。ReやOsは混合ダンベルを形成し非常に回転しやすく3次元運動になることがわかった。格子間原子の3次元運動は空孔との再結合を促進させるので、ReやOsをWに添加するとキャビティ形成が抑制されるとういう実験結果とも合致した。

Under neutron irradiation Re and Os are produced in W crystals, which are candidate materials for future fusion devices. These impurities are precipitated even under their solid solution limits, i.e. radiation induced precipitation (RIP) occurs. In the present study, we investigated the diffusions of Re and Os in W, which are essential to the development of the RIP. We found that Re and Os formed mixed dumbbells that rotate very easily, and that these dumbbells have 3D motions which are expected to suppress the cavity formation. This may be the explanation of the fact that Re or Os inclusion in W crystals suppress the cavity formation.