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-iron平山 真太郎*; 佐藤 紘一*; 加藤 太治*; 岩切 宏友*; 山口 正剛; 渡辺 淑之*; 野澤 貴史*
Nuclear Materials and Energy (Internet), 31, p.101179_1 - 101179_9, 2022/06
被引用回数：3 パーセンタイル：68.71(Nuclear Science & Technology)一軸引張歪下での鉄の空孔あるいは空孔-炭素複合体への水素結合エネルギーを密度汎関数法を用いて計算した。歪による結合エネルギー変化と水素原子トラップ数の変化について考察した。
渡辺 淑之; 岩切 宏友*; 村吉 範彦*; 加藤 太治*; 谷川 博康
Plasma and Fusion Research (Internet), 10, p.1205086_1 - 1205086_2, 2015/12
材料中の水素は、格子欠陥(転位,欠陥集合体,析出物,粒界など)と強く相互作用して材料の特性・形状変化を促進させることが懸念されているが、そのメカニズムについてはいまだ十分に明らかになっていない。本発表の内容は、F82H鋼の主要析出物であるクロム炭化物(Cr
C
)を対象とし、同炭化物中の水素の存在状態を電子論的に評価した内容をまとめたものである。解析より、同炭化物中の水素原子の安定構造はCrに囲まれた三方両錐体中心位置であり、各原子の電荷に起因した構造であることを明らかにした。また、算出された水素の形成エネルギーは-0.48eV(発熱型反応)であった。ここで、純鉄中の水素原子の形成エネルギーが+0.25eV(吸熱型反応)であることから、F82H鋼中において水素原子は、Feベースの母相よりもCrCベースの析出物に捕獲されている方がよりエネルギー的に有利である可能性が示唆された。これらの知見は、照射下材料の水素効果を予測するための要素技術開発に重要となる。
土谷 邦彦; 河村 弘; 三島 良直*; 吉田 直亮*; 田中 知*; 内田 宗範*; 石田 清仁*; 柴山 環樹*; 宗像 健三*; 佐藤 芳幸*; et al.
プラズマ・核融合学会誌, 83(3), p.207 - 214, 2007/03
原型炉用増殖ブランケットに必要な「高温・高照射に耐えうる先進中性子増倍材料」の開発について、ベリリウム金属間化合物であるBe
Ti等に着目し、各種特性(機械的特性,化学的特性,照射特性等)及び微小球製造技術開発を全日本規模の産学官連携のもとで実施している。この先進中性子増倍材料の開発における最近の成果について紹介する。
Ti岩切 宏友*; 吉田 直亮*; 内田 宗範*; 河村 弘
JAERI-Conf 2004-006, p.220 - 224, 2004/03
BeTiは耐熱性にすぐれ、プラズマ対向材としてもその応用が期待されている。トリチウム保持特性を評価することを目的に8KeVの加速電圧で重水素イオンを打ち込んだBeTi試料(5mm
10mm
0.1mm)を1K/secの昇温速度で1700Kまで加熱し、放出される重水素を測定した。210
ions/m
, 300Kでは10%保持したのに対し、温度を上げると放出し、673Kでは5%しか保持しなかった。また、900Kにおいてほとんどが放出した。一方、Beの場合は83%が300Kで保持し、673Kでも66%が残っていた。以上の結果、BeTiはBeに比べて重水素保持が少ないことを明らかにした。
Ti岩切 宏友*; 安永 和史*; 吉田 直亮*; 内田 宗範*; 河村 弘
Journal of Nuclear Materials, 329-333(Part A), p.880 - 884, 2004/00
被引用回数：8 パーセンタイル：48.81(Materials Science, Multidisciplinary)核融合ブランケット用中性子増倍材として検討されているBeTiについて、安全性に影響を与えるトリチウム保持特性について、重水素イオン打込みと昇温脱離実験により明らかにした。
5mm
10mm1mmのBeTi試料に8keVで210ions/mの重水素を打込んだ後、1K/secの昇温速度で1700Kまで加熱した。室温打込の場合、10%の重水素が保持され400Kで全て放出した。Beの場合は、室温照射では83%の重水素が保持し、全て放出するのは960Kであった。これらの結果から、BeTiはBeに比べて良好なトリチウム保持特性を有することが明らかになった。
片伯部 陽一*; 菅野 隆一郎*; 岩切 宏友*; 濱口 大; 岩井 岳夫*; 吉田 直亮*
no journal, ,
リップル・ロスによる高エネルギーアルファ粒子の放出は、プラズマ対向材料に局所的ながら強い照射損傷をもたらすことが予想される。この問題を解決するためには、まずアルファ粒子による照射損傷機構を明らかにし、それに基づいた寿命評価やアルファ粒子照射に強い材料の開発が必要である。本発表では、原子レベルでのアルファ粒子による損傷形成機構解明を目的としたヘリウムイオン照射をFe-9Crフェライト鋼に対して行い、表面からアルファ粒子の到達する深層までの損傷形態を明らかにするための断面組織観察を行った結果について報告する。
片伯部 陽一*; 菅野 隆一郎*; 岩切 宏友*; 濱口 大; 岩井 岳夫*; 吉田 直亮*
no journal, ,
核融合炉内プラズマ対向材料は、数MeVから数eVのアルファ粒子に曝される。エネルギーを持ったアルファ粒子に材料が曝されると材料内部に多種多様な照射欠陥(バブル,転位ループ等)が形成され、材料機能のさまざまな低下が懸念される。特に、リップル・ロスによる高エネルギーアルファ粒子の放出は、プラズマ対向材料に局所的ながら強い照射損傷をもたらし、材料特性の大幅な劣化が懸念される。この課題を解決するためには、アルファ粒子による照射損傷機構を明らかにし、それに基づいた寿命評価やアルファ粒子照射に強い材料の開発が必要である。本発表では、リップル・ロスに伴う高エネルギーアルファ粒子による照射損傷機構を解明することを目的として、低放射化フェライト鋼(F82H, Fe-9Cr)に高エネルギーヘリウムイオン照射実験を行った結果について報告する。
渡辺 淑之; 岩切 宏友*; 村吉 範彦*; 加藤 太治*; 谷川 博康
no journal, ,
低放射化フェライト鋼(RAFM)は、核融合炉ブランケット構造材料として期待されている。近年のさまざまな実験により、RAFM中の主要析出物であるMC炭化物がその内部に水素同位体を大量に捕獲する可能性が指摘されているが、その機構論的な理解は十分に得られていない。本研究では、核融合炉の寿命評価や事故時のリスク評価のための技術開発に貢献することを目的とし、CrC析出物の水素同位体捕獲挙動を機構論的に明らかにすることを試みた。具体的には、第一原理(電子状態)計算を実施し、同析出物中の水素原子の存在状態(安定構造、形成エネルギー)を評価した。さらに、得られた情報をもとに、同析出物における水素同位体の最大捕獲量(上限値)を算出した。これらの情報は、同析出物における水素同位体の拡散・放出過程評価モデルの重要なパラメータとなる。
金 宰煥; 岩切 宏友*; 中道 勝
no journal, ,
水素吸蔵合金の高吸蔵性能化, 軽量化, 材料安定化による先進材料開発は、水素貯蔵システムの高性能化を図る上で不可欠なものである。現在、水素吸蔵合金としてはTi系, Ni系, Mn系, Mg系合金など色々と提案されているが、低水素吸蔵量, 高重量, 微粉化といった問題を有している。その中、Be系合金は以下3点の特性をもつ。(1)水素吸蔵比(H/M)が高い、(2)非常に軽量な材料である、(3)高融点材料であり、安定した金属構造体を維持できる、(4)高熱伝導性の物質である。これらのことから、水素吸蔵合金の軽量化及び高熱伝導性が図られ、輸送や加熱等の消費エネルギーコスト低減が期待される。しかしながら、Be系合金は室温での平衡解離圧が大きく、高圧でないと水素を吸蔵しないという問題を有するとともに、Be系合金の合成法が確立されておらず、またその取扱いに係る安全性の観点から、Be系合金に関する研究が極めて少ないのが現状である。日本原子力研究開発機構では、研究機関としては唯一のBeの取扱施設を有し、先進的な中性子増倍材としてのベリリウム金属間化合物(ベリライド)の研究開発を実施しているが、新たな課題として、ベリライドを用いた軽量水素吸蔵合金の合成技術開発にも取組んでいる。本発表では吸蔵合金の合成法の紹介や基礎特性評価結果について報告するものである。
金 宰煥; 岩切 宏友*; 中道 勝
no journal, ,
水素吸蔵合金の高吸蔵性能化, 軽量化, 材料安定化による先進材料開発は、水素貯蔵システムの高性能化を図る上で不可欠なものである。現在、水素吸蔵合金としてはMg系, Ti系, Ni系, Mn系合金など色々と提案されているが、低水素吸蔵量, 高重量, 微粉化といった問題を有している。その中、Be系合金は 水素吸蔵比(H/M)が高い、非常に軽量な材料である、高融点材料であり、安定した金属構造体を維持できる等の特性をもつ。したがって、水素吸蔵合金の軽量化及び高熱伝導性が図られ、輸送や加熱等の消費エネルギーコスト低減が期待される。しかしながら、Be系合金は特定化学物質で取扱いに係る安全性の観点からBe系合金に関する研究が極めて少ないのが現状である。本発表では吸蔵合金の合成法の紹介や基礎特性評価結果について報告するものである。
