Metalloid substitution elevates simultaneously the strength and ductility of face-centered-cubic high-entropy alloys

Wei, D.*; Wang, L.*; Zhang, Y.*; Gong, W.; 都留 智仁; Lobzenko, I.; Jiang, J.*; Harjo, S.; 川崎 卓郎; Bae, J. W.*; et al.

Acta Materialia, 225, p.117571_1 - 117571_16, 2022/02

https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.117571

Recently-developed high-entropy alloys (HEAs) containing multiple principal metallic elements have ex-tended the compositional space of solid solutions and the range of their mechanical properties. Here we show that the realm of possibilities can be further expanded through substituting the constituent metals with metalloids, which are desirable for tailoring strength/ductility because they have chemical interactions and atomic sizes distinctly different from the host metallic elements. Specifically, the metalloid substitution increases local lattice distortion and short-range chemical inhomogeneities to elevate strength, and in the meantime reduces the stacking fault energy to discourage dynamic recovery and encourage defect accumulation via partial-dislocation-mediated activities. These impart potent dislocation storage to improve the strain hardening capability, which is essential for sustaining large tensile elongation. As such, metalloid substitution into HEAs evades the normally expected strength-ductility trade-off, enabling an unusual synergy of high tensile strength and extraordinary ductility for these single-phase solid solutions.

The Study of the magnetization process of Fe film by magnetic Compton scattering and Mssbauer spectroscopy

安居院 あかね; 増田 亮*; 小林 康弘*; 加藤 忠*; 柄本 俊*; 鈴木 宏輔*; 櫻井 浩*

Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 408, p.41 - 45, 2016/06

AA2015-0849.pdf:1.54MB

https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.02.016

本研究では磁気コンプトン散乱およびメスバーワー分光を用いてFe薄膜の磁化過程を詳細に調べた。磁気コンプトン散乱からスピン磁気モーメントと軌道磁気モーメントの磁化曲線を算出した。メスバーワースペクトルからは磁化と外部磁場のなす角の印加磁場依存性を調べた。これにより磁化曲線の振る舞いは磁化と外部磁場のなす角の変化と大きなかかわりがあることが分かった。

The Result of beam commissioning in J-PARC 3-GeV RCS

原田 寛之; 發知 英明; Saha, P. K.; 菖蒲田 義博; 林 直樹; 山本 風海; 吉本 政弘; 田村 文彦; 山本 昌亘; 金正 倫計; et al.

Proceedings of 52nd ICFA Advanced Beam Dynamics Workshop on High-Intensity and High-Brightness Hadron Beams (HB 2012) (Internet), p.339 - 343, 2012/09

J-PARC 3GeV RCSは2007年10月よりビーム調整を開始した。そのビーム調整では、基礎パラメータや大強度運転の調整が継続的に行われている。今回の発表では、ビーム試験を通じて設計のパラメータをどう変えたか、大強度運転時に増加するビーム損失をどのように減少並びに最小化したか、何がパラメータの調整や機器の追加として必要であったかを、世界の各加速器施設が経験や結果を報告し議論を行う。本発表でも、RCSの大強度運転におけるビーム損失の減少や最小化の結果を報告する。

Ablation of insulators under the action of short pulses of X-ray plasma lasers and free-electron lasers

Inogamov, N. A.*; Anisimov, S. I.*; Petrov, Y. V.*; Khokhlov, V. A.*; Zhakhovskii, V. V.*; Faenov, A. Ya.*; Pikuz, T.; Fortov, V. E.*; Skobelev, I. Y.*; 加藤 義章*; et al.

Journal of Optical Technology, 78(8), p.473 - 480, 2011/08

https://doi.org/10.1364/JOT.78.000473

An experimental and theoretical study has been carried out of the ablation of a solid insulator with a wide band gap (LiF) under the action of ultrashort laser pulses of the UV range, obtained in a free-electron laser, and the soft X-ray region, obtained in a silver-plasma laser. A comparison is made of the results obtained on the two laser systems. It is shown that the ablation threshold is about the same for both lasers. A theory is presented that explains the weak growth of the ablation mass with increasing surface energy density of the laser radiation (the fluence) in the case of X-ray lasers as a result of the transition from spallation close to the ablation threshold to evaporative ablation at high fluence values.

Separation behaviors of actinides from rare-earths in molten salt electrorefining using saturated liquid cadmium cathode

加藤 徹也*; 井上 正*; 岩井 孝; 荒井 康夫

Journal of Nuclear Materials, 357(1-3), p.105 - 114, 2006/10

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2006.06.003

アクチノイド及び希土類元素を含むLiCl-KCl溶融塩中において、液体カドミウム陰極中に固溶限度を超える10wt%以上のアクチノイドを回収するための電解試験を実施した。飽和したカドミウム陰極中に、アクチノイド及び希土類元素はPuCd型のMCdを形成して回収された。(液体カドミウム陰極中のRE/Pu)/(塩中のRE/Pu)で定義されるPuに対するREの分離係数は、未飽和のカドミウムについて報告されている平衡値よりも若干大きめの値を示した。

高速炉炉心用酸化物分散強化型フェライト鋼の材料特性 第5報 ナトリウム浸漬材及びニッケル拡散模擬材の機械的強度特性[中間報告]

加藤 章一; 桜井 方*; 吉田 英一

JNC TN9400 2003-107, 127 Pages, 2004/02

JNC-TN9400-2003-107.pdf:29.28MB

酸化物分散強化型フェライト鋼(ODS鋼)は、高温強度特性及び耐照射スエリング特性の両者に優れていることから、実用化戦略調査研究における実用化炉の長寿命燃料被覆管材料として期待されている。本研究では、国産ODS鋼の機械的強度特性に及ぼすナトリウム環境の影響を確認することを目的に、最長1万時間のナトリウム浸漬後の引張試験及びナトリウム浸漬中の内圧クリープ試験を実施した。ナトリウム浸漬はオーステナイト系ステンレス鋼で構成されるナトリウムループを用いて実施した。ナトリウム条件は、温度650と700度C、流速110 sup-4 m/s未満、及びナトリウム中溶存酸素濃度2ppm以下である。また、高流速下でナトリウムを介したステンレス鋼からのニッケル溶出に伴うODS鋼表面へのニッケル拡散を模擬したニッケル拡散模擬材を用いて、引張試験とアルゴンガス中内圧クリープ試験を実施した。 本試験において得られた結果を要約すると、以下のとおりである。(1)極低流速のナトリウム条件下では、700度Cの高温域まで良好な耐ナトリウム環境性を示し、引張強度及び引張破断延性に及ぼすナトリウムの影響は無視できるものと考えられる。また、極低流速ナトリウム中の内圧クリープ強度及びクリープ破断延性はアルゴンガス中と同等であり、クリープ特性に対するナトリウム環境の影響は認められなかった。(2)ニッケル拡散模擬材の引張強度は、熱時効材と同等であり、ODS鋼表層部のニッケル拡散に起因する明瞭な強度低下は生じないことを確認した。また、クリープ強度に対するニッケル拡散の影響については、現在、調査試験を継続中である。(3)ニッケル濃度分布の分析結果から、ODS鋼のニッケル拡散係数を試算した。その700度C以下では一般的なフェライト鋼よりも大きな値を示すことが分かった。

Recovery of plutonium and uranium into liquid cadmium cathodes at high current densities

加藤 徹也*; 魚住 浩一*; 井上 正*; 白井 理*; 岩井 孝; 荒井 康夫

Proceedings of GLOBAL2003 Atoms for Prosperity; Updating Eisenhower's Global Vision for Nuclear Energy (CD-ROM), p.1591 - 1595, 2003/11

液体カドミウム陰極中にプルトニウム及びウランを高電流密度で回収する溶融塩電解試験を実施した。陰極電流密度101mA/cmの電解では、陰極中に10.4wt.%のプルトニウム及びウランをほぼ100%の電流効率で回収できた。陰極電流密度156mA/cmの電解では、8wt.%まで回収したところで陰極電流が上昇し、るつぼの外周部に電析物が観察された。

SUS系タングステン合金と高純度タングステンの熱特性測定

川合 將義*; Li, J.*; 渡辺 龍三*; 栗下 裕明*; 菊地 賢司; 五十嵐 廉*; 加藤 昌宏*

第23回熱物性シンポジウム論文集, p.313 - 315, 2002/11

タングステンは中性子の収量が高く、重金属の中では半減期が短いため、核破砕中性子源ターゲット材料の候補として選ばれた。しかし、タングステンは、放射線下での冷却水への耐食性と耐照射性を改善する必要がある。しかも、核破砕中性子源では発熱密度が数MW/mと高く、冷却水の流速を上げる必要がある。例えば、秒速5mではタングステンの損耗速度が静水中に比べて50倍ほど高まるというデータが、杉本の腐食試験によって得られている。そのため、タングステン結晶粒の間にステンレス鋼相のネッワークが形成され、タングステン粒子がステンレス鋼相に包まれるような重合金型複合材料が強靭性と耐食性に強いターゲット材料として期待されている。われわれは、成形自由度の高い粉末冶金プロセスを使用して、ステンレス鋼を結合相とするタングステン/ステンレス鋼系重合金型焼結合金を作製し、その液相焼結組織及び焼結体の機械的・熱的特性を評価することにより、核破砕中性子源用ターゲット用の材料開発を行った。得られた合金の密度は比較的高いが、完全な液相系合金でなく、熱伝導度は理論値に比べて低いものであった。今後、さらなる改良が必要である。

Development of Neutron Multiplicity Measurement Method in (,xn)Reactions

原田 秀郎; 古高 和禎; Shcherbakov, O.; 木下 忠*; 加藤 篤志*; 勝山 知義*

核理研研究報告, 35, p.18 - 22, 2002/00

原子炉を利用した超ウラン核廃棄物の核変換システムを検討するためには、核変換システムの中性子経済を定量的に解析評価することが重要である。本解析評価の基盤データとして、システム内で発生する中性子数データが必要である。本研究では、対象とする原子核の励起エネルギーの関数として中性子放出数を計測できる技術を開発した。開発した測定システム及び本システムの性能評価について報告する。また、本研究の成果は、サイクル機構の先行基礎工学研究制度及び東北大学核理研の共同利用制度を活用して得られたものである。

Completion of CS insert fabrication

杉本 誠; 礒野 高明; 布谷 嘉彦; 小泉 徳潔; 中嶋 秀夫; 加藤 崇; 松川 誠; 濱田 一弥; 松井 邦浩; 西島 元; et al.

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 10(1), p.564 - 567, 2000/03

https://doi.org/10.1109/77.828297

ITER工学設計活動(EDA)の中心をなす開発計画であるCSモデル・コイル計画の中で、製作が行われていたCSインサート・コイルの製作がこのほど完了した。CSインサート・コイルはCSモデル・コイルの最内層に設置し、ITER実機と同じ磁束密度、電流、温度及びひずみ環境下で、超電導導体の性能試験を行うためのNbSn-ClCC製コイルである。コイルの巻線、熱処理、絶縁施工、素子取付、支持構造物の製作・組付け等CSインサート・コイル製作進捗を報告する。