極限的高熱負荷照射環境下で使用されるW系材料特性評価

Characterization of W-based materials used in extreme high heat load irradiation environments

若井 栄一  ; 能登 裕之*; 叶野 翔*; 牧村 俊助*; 石田 卓*; 柴山 環樹*

Wakai, Eiichi; Noto, Hiroyuki*; Kano, Sho*; Makimura, Shunsuke*; Ishida, Taku*; Shibayama, Tamaki*

高エネルギー粒子線を受ける材料や機器は、高い熱負荷や照射に耐えられるようにすることが重要である。本研究では、メカニカルアロイングと高温等方圧焼結によって作製された結晶粒径が1-2m程度で高強度を有するナノ粒子分散型のW(タングステン)と1.1wt%TiCを添加したナノ粒子分散型W材について、耐照射特性を調べた。照射は、東京大学のHITイオン照射施設にて、773Kで約0.7dpaまでセルフイオンであるタングステンイオン照射を実施した。照射後、耐照射特性についてナノインデンターで測定した結果、前者の材料は変化したのに対して、後者の材料では照射硬化が生じていなく、大変優れていることが分かった。

It is important for materials and devices that are subjected to high-energy particle beams to be able to withstand high thermal loads and irradiation. In this study, we investigated the irradiation resistance of nanoparticle-dispersed W (tungsten) and 1.1 wt% TiC-doped nanoparticle-dispersed W materials with a grain size of 1-2 m and high strength, which were fabricated by mechanical alloying and high-temperature isostatic sintering. The irradiation was carried out at the HIT ion irradiation facility at the University of Tokyo at 773 K to about 0.7 dpa using tungsten ions, which are self ions. After the irradiation, the irradiation resistance of the materials was measured using a nanoindenter, and the results showed that the former material changed, while the latter material did not show any irradiation hardening.