Structure of hillocks at surface of ceramics irradiated with swift heavy ions

高速重イオンを照射したセラミックスの表面におけるヒロック構造

石川 法人   ; 田口 富嗣*; 大久保 成彰   

Ishikawa, Norito; Taguchi, Tomitsugu*; Okubo, Nariaki

原子力システムにおいて用いられる酸化物セラミックス(酸化物核燃料や酸化物イナートマトリクス等)の耐照射性を支配する因子を把握する観点から、酸化物セラミックスにおける照射影響の機構論的理解と予測モデルの開発は重要である。本研究は、高エネルギーイオン加速器を利用して、耐照射性酸化物の微細組織の形成挙動を詳細に観察し、セラミックス中で高エネルギー核分裂片が発生したときに形成される微細組織の形成プロセスを推察することを目的として照射実験を行った。照射試料に形成されるナノ構造を透過型電子顕微鏡(TEM)で観察すると、表面のナノ構造(ヒロック)の形態が、材料によって大きく依存することが分かった。ある特定のセラミックスの耐照射性が特に高い理由の一つは、イオン照射によって一旦は融解しても、急速に自己回復できる能力が高いことであることが分かりつつある。結晶性の回復能力の有無が、材料のどのような性質によって決まるのか、現状で分かっている知見を整理し議論する。

Numerous studies have been performed so far for nanometer-sized hillocks created at the irradiated surface of various inorganic materials irradiated with swift heavy ions (SHI). Mechanism of ion track formation in inorganic materials has always been one of the central and intriguing subjects in the SHI research community. It is still challenging to untangle the related problems. A lot of efforts have been recently devoted to answering the questions; Why are radiation-resistant ceramics radiation-resistant? In this talk, the vital part of the recent advancement will be discussed, so that the audience can understand the logical pathway of the latest research works.