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馬場 信一; 根本 誠*; 相沢 静男; 山地 雅俊*; 石原 正博; 沢 和弘
JAERI-Tech 2005-055, 157 Pages, 2005/09
JAERI-Tech-2005-055.pdf:19.06MB
高温工学試験研究炉(HTTR)を用いた高温工学に関する先端的基礎研究の課題の1つとして「耐熱セラミックス複合材料の照射損傷効果に関する研究」のため、材料試験炉を用いて一連の予備照射試験を進めている。本報告は、このうちの第2次及び第3次の照射試験について記載したものである。両試験の照射温度は973K-1173K及び1273K-1473K,高速中性子照射量1
10
m
( E
1MeV)の照射条件のもとで行った試料について、直径寸法の基本統計値,寸法変化及び熱膨張率の結果について報告する。
Nath, K. G.; 下山 巖; 関口 哲弘; 馬場 祐治
Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena, 144-147, p.323 - 326, 2005/06
被引用回数：5 パーセンタイル：27.33(Spectroscopy)放射光を使った光電子分光法とX線吸収分光法を用い、ポリジメチルシランポリマー{PDMS, [Si(CH
)
]
}の電子状態と分子配向に対するレーザー加熱による効果を調べた。試料は高配向焼結グラファイト基板上にPDMS粉末を担持したものである。Si 1s励起のX線光電子分光測定及びSi-1s X線吸収端微細構造(NEXAFS)測定ともにアニーリングにより電子状態変化が起こるという結果が得られた。さらに角度依存NEXAFS測定を行った。その結果、アニーリング前には分子鎖はランダム配向であったのに対し、アニーリングにより生成した薄膜には強いSi-Si分子鎖配向が生じるという現象が見いだされた。
角田 淳弥; 中野 正明*; 辻 延昌*; 柴田 大受; 石原 正博
JAERI-Tech 2004-055, 25 Pages, 2004/08
JAERI-Tech-2004-055.pdf:4.25MB
高温ガス炉の炉心構成要素や炉内構造物に用いられる黒鉛材は、運転中の中性子照射により熱伝導率が大きく低下するが、減圧事故等の事故時に高温に加熱されるとアニーリング効果によって熱伝導率の回復現象を生じることが知られている。このため、保守性の観点から現状の燃料最高温度評価では考慮していないこのアニーリング効果を定量的に考慮することにより、事故時の炉心温度挙動評価の高精度化が図られ、高温ガス炉機器の健全性評価手法の高度化を達成することが可能となる。そこで本研究では、高温ガス炉の炉心温度に及ぼす黒鉛熱伝導率に関するアニーリング効果の影響について解析的な検討を行い、アニーリング効果によって、減圧事故時の燃料最高温度の解析値が約70
C低くなることを示した。これにより炉心の温度挙動解析において、アニーリング効果を適切に考慮することが重要であることが明らかになった。また、HTTRの黒鉛構造物のアニーリング効果を定量的に評価するために必要な試験方法について検討し、アニーリングデータの取得試験計画を検討した。
知見 康弘; 岩瀬 彰宏; 岩田 忠夫*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 209, p.159 - 164, 2003/08
被引用回数：2 パーセンタイル：21.23(Instruments & Instrumentation)白金薄膜に
10K以下で高エネルギーイオン照射したときの欠陥の蓄積を電気抵抗率測定により調べた。実験結果は欠陥生成と選択的照射アニーリングを記述するようなモデルを用いて解析された。高エネルギー(100MeV)重イオン照射において、電子励起による照射アニーリングがおもに照射初期に観測された。欠陥蓄積曲線及び欠陥回復スペクトルから、電子励起によって誘起された格子の擾乱に相当する実効温度が見積もられた。
1573K焼鈍による特性の変化佐久間 隆昭*; 本橋 嘉信*; 小林 友和*; Harjo, S.*; 柴田 大受; 石原 正博; 馬場 信一; 星屋 泰二
日本機械学会関東支部茨城講演会(2002)講演論文集(No.020-3), p.125 - 126, 2002/09
セラミックス材料はほとんど塑性変形を示さないが、数種のセラミックスでは極めて大きな塑性変形(超塑性)を示すことが近年明らかになった。熱・機械的特性に優れたセラミックスを複雑形状へ加工することが可能になることから、超塑性セラミックス材料は高温炉内材料として魅力的であるが、照射による材料特性変化についての研究はほとんど行われていない。本研究では、典型的な超塑性セラミックス3Y-TZPを供試材としてZrイオン照射を行い、照射による材料特性の変化や焼鈍による照射の影響の変化について調べた。その結果、照射により粒界が相対的に弱くなり粒界の機械的特性が低下すること、また、この照射の影響はその後の1173Kでの焼鈍により取り除かれることがわかった。
松井 義典; 井手 広史; 板橋 行夫; 菊地 泰二; 石川 和義; 阿部 新一; 井上 修一; 清水 道雄; 岩松 重美; 渡辺 直樹*; et al.
KAERI/GP-195/2002, p.33 - 40, 2002/00
最近の軽水炉圧力容器材の照射損傷研究では中性子照射効果の焼鈍による回復効果の研究が行われており、JMTRを用いた照射試験と照射済試料の焼鈍さらに焼鈍後の照射効果の研究が計画された。このため、材料試験炉部では照射後に試料の焼鈍と交換を行い、その後、さらに再照射が可能なキャプセルを開発した。本再照射キャプセルの開発には、交換可能な内部キャプセルから延びた熱電対のシース線の接続を着脱可能にするための気密コネクタと、試料交換のためのキャプセル底部プラグに使用するメカニカルシールの技術開発が必要であった。開発・製作した再照射キャプセルによる照射試験は、照射されたキャプセルのカナルでの取扱いやホットセル内での遠隔操作による試料交換を計画通り実施でき、再照射の際の試料温度も目標範囲を満足するなど、開発目標を達成することができた。
イオン照射及び照射後熱アニールによるBiSrCaCuO
高温酸化物超伝導体単結晶の超伝導特性変化荻窪 光慈*; 内田 幸宏*; 寺井 隆幸*; 山口 憲司*; 山脇 道夫*; 林 君夫
東京大学工学部総合試験所年報, 59, p.91 - 95, 2000/12
原研から東京大学寺井教授への平成11年度委託研究「高温酸化物超伝導材料の照射改質方法の検討及び基礎試験(I)」の報告書である。高温工学に関する先端的基礎研究の一環として、高温工学試験研究炉(HTTR)を用いる新素材・材料開発研究の位置づけで、標記研究を平成6年度から開始しており、平成11年度は第2期の初年度にあたっている。超伝導材料BiSrCaCuO(Bi-2212)単結晶の高エネルギー重イオン(510MeV Kr)照射後の熱アニーリングに伴う特性変化の報告である。510
cmまたは510
cmの照射後に、試料を空気中、673Kまたは1073Kで1~6時間アニールした。673Kアニールの場合には、臨界電流密度Jcはアニール時間とともに徐々に減少した。一方、1073Kアニールの場合には、Jcは徐々に増加した。Jcとピニングポテンシャルの変化は、照射によって生成した柱状欠陥の数密度、サイズ及び回復挙動に密接に関係することがわかった。
岩瀬 彰宏; 岩田 忠夫
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 90, p.322 - 329, 1994/00
被引用回数：25 パーセンタイル：87.24(Instruments & Instrumentation)タンデム加速器、2MVVdG加速器を用いて行った低温照射実験の結果明らかになった「金属の照射損傷における電子励起効果」について、招待講演を行う。主な内容は以下の通りである。(1)照射アニーリングにおける電子励起効果。(2)電子励起による格子欠陥の生成
岩瀬 彰宏; 岩田 忠夫; 仁平 猛*
日本物理学会誌, 48(4), p.274 - 278, 1993/04
タンデム加速器、及び、2MVVdG加速器を用いて行ったFCC金属の極低温照射実験によって得られた「金属のイオン照射損傷における電子励起効果」について解説する。主な内容は、(1)電子励起によるステージIの消滅と照射アニーリング、(2)電子励起による金属中の欠陥生成、である。
A.Li*; H.Huang*; D.Li*; S.Zheng*; H.Du*; S.Zhu*; 岩田 忠夫
Japanese Journal of Applied Physics, 32(3), p.1033 - 1038, 1993/03
被引用回数：8 パーセンタイル：44.66(Physics, Applied)中性子照射したSiについて陽電子寿命測定を行い、100~800Cにおける欠陥のアニーリングを調べた。陽電子寿命スペクトルの2成分フィッティングを行った。第1成分は完全結晶中のfreeな陽電子及びmonovacancy-substitutional oxygen complexesに捕獲された陽電子の平均に対応し、第2成分はdivacancyまたはdivacancy-substitutional oxygen complexes及びquadrivacancy-substitutional oxygen complexesに捕獲された陽電子の平均に対応するものであることを示した。2成分データをトラッピング模型によって解析し、これらのvacancy型欠陥による陽電子捕獲率(欠陥濃度に比例する)を求めた。これらの欠陥のアニーリングを議論した。
岩瀬 彰宏; 岩田 忠夫; 仁平 猛*; 佐々木 茂美
Radiat. Eff. Defects Solids, 124(1), p.117 - 126, 1992/00
極低温で高エネルギー重イオン照射したFCC金属において現れる特異な実験結果(ステージIの消失、照射アニーリング断面積の異常に大きな値)について述べ、これらの現象が電子的阻止能や電子格子相互作用の大きさと大きく関連していることから、イオンによって励起された電子のエネルギーが格子に伝達されて照射アニーリングを増大させた結果であると結論した。
岩田 忠夫; 岩瀬 彰宏
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 61, p.436 - 440, 1991/00
被引用回数：6 パーセンタイル：62.89(Instruments & Instrumentation)タンデム及び2MVバンデグラフ加速器を利用して行った一連の極低温イオン照射実験を照射アニーリング現象を中心にしてまとめたものである。内容は以下のようである。(i)高エネルギー重イオン照射の場合に特に著しい照射アニーリング現象を見出した。(ii)照射アニーリングを同時に生じている欠陥生成から分離することに成功し、その断面積を求めた。(iii)従来の欠陥生成の式に照射アニーリングの項を加えた式を提案し、その近似解を与え、またそれにより実験の解析が適切に行えることを示した。(iv)各種のイオン照射においてPKA(1次はじき出し原子)のエネルギースペクトルが著しく異なるが、それを特徴づけるパラメータとしてPKAメディアンエネルギーを提案し、その実験的及び理論的根拠を与えた。
岩瀬 彰宏; 岩田 忠夫; 佐々木 茂美; 仁平 猛*
Journal of the Physical Society of Japan, 59(4), p.1451 - 1457, 1990/04
被引用回数：12 パーセンタイル：67.51(Physics, Multidisciplinary)あらかじめ簡単な欠陥をドープしたNi、Cuにおける100MeV Iイオンによる照射アニーリングについて、10k以下での損傷生成率の測定により調べた。実験結果は複数の種類の欠陥の生成・消滅を記述した新しいモデルを用いて解析した。その結果NiにおいてはステージIの熱アニーリングに相当する欠陥の消滅が照射中に起こり、その消滅断面積は6.510
~1.410cm
であった。一方Cuにおいては、ステージIアニーリングに相当する欠陥の照射中における消滅断面積は4.610
cmであった。Cuに比べてNiにおける照射アニーリングが大きく現われるのは、原子格子相互作用を通じて、イオンによって励起された電子のエネルギーが格子系に伝わり、照射アニーリングに寄与したものである、と結論した。
岩田 忠夫; 岩瀬 彰宏
Radiation Effects and Defects in Solids,Vol. 113, p.133 - 154, 1990/00
核融合炉材料の「ミクロ組織変化に及ぼす反跳原子エネルギースペクトル及び核変換の効果」ワークショップ(1988年3月、ルガノ市)における報告を論文にまとめたものである。面心立方金属(Al,Ni,Cu,Ag)に10K付近で~1MeV及び~100MeVの各種のイオンを照射したときの損傷生成率、照射アニーリング、ステージI回復を電気抵抗変化により測定し、それらの反跳原子エネルギー依存性及び電子励起依存性を調べた。~100MeVの重イオン照射の場合に、高密度電子励起に起因する損傷生成及び照射アニーリングを見出した。また、損傷生成及び照射アニーリングの解析をモデルを提案した。
星屋 泰二; 高田 文樹; 木崎 實; 田昭 治*; 須藤 健次; 坂倉 敦; 市橋 芳徳
JAERI-M 89-205, 68 Pages, 1989/12
相変態材料に関する照射後物性データは、相変態挙動研究に必要な遠隔操作型温度可変式物性測定装置が開発されていないため殆ど報告されていない。このため形状記憶合金特有の形状特性と密接に関連する照射後変態特性変化を解明する目的で、温度可変式の遠隔操作型電気抵抗測定装置を初めて開発した。更にその装置を用いた形状記憶合金の照射後等時焼鈍実験及び等温焼鈍実験(照射後試験)を実施した。その結果、本装置に用いた単純試料駆動方式による温度制御方法はガンマ線感受性の高い半導体や温度センサーを使用しないため操作性及び信頼性の点からも遠隔操作型物性測定装置に最適であり、他の遠隔操作型装置への応用も可能であることが判明した。遠隔操作型電気抵抗測定装置は照射後の物性測定を行ううえで簡便な実験手段であり、構造敏感(structure sensitive)であるため中性子照射感受性の高い相変態材料の研究に有用である。
高村 三郎; 星屋 泰二; 有賀 武夫; 小桧山 守*
Japanese Journal of Applied Physics, 28(8), p.L1395 - L1397, 1989/08
被引用回数：3 パーセンタイル：23.67(Physics, Applied)Bi-Sr-Ca-Cu-O超電導薄膜を室温で400KeV Heイオン照射し、照射後の昇温に伴う臨界温度の回復過程を調べた。200~500Cの焼鈍によって臨界温度および常電導状態での電気抵抗は急激に回復する。超電導110K相は、600C焼鈍によって成長する。焼鈍する時の雰囲気として空気中で行ったとき、真空中で行ったときの差違を議論する。
岩瀬 彰宏
JAERI-M 89-071, 86 Pages, 1989/06
FCC金属を0.5-126MeVの各種イオンで、液体ヘリウム温度において照射した。照射後のアニーリング実験の結果、高エネルギー重イオン照射したAl、Niでは、ステージIにおける欠陥回復量が著しく減少、あるいは消滅した。またあらかじめ単純な欠陥をドープしたNiにおける照射アニーリングの実験結果を解析した結果、非常に大きな欠陥消滅断面積の値を得た。これらの現象は電子的阻止能と大きく関連しており、さらに電子格子相互作用の小さいCu,Agにおいては観測されない。以上のことから、Al、Niにおいては、高エネルギー重イオンによって高密度励起された電子のエネルギーが電子格子相互作用を通じて格子系に伝達され、照射欠陥の一部を消滅させたものである、と結論した。
A.O.O.Mekhrabov*; 佐藤 英一*; 下斗米 道夫*; 堂山 昌男*; 岩田 忠夫
Journal of Nuclear Materials, 133-134, p.549 - 552, 1985/00
被引用回数：5 パーセンタイル：59.78(Materials Science, Multidisciplinary)マルテンサイト鋼、フェライト鋼、ステンレス鋼及びNiFe合金に2MeV電子を1m
e/mまで照射し、アニーリングの過程を陽子電子消滅法及び示差走査熱量測定法により調べた。特に、原子空孔の移動及び消滅の温度の同定を行った。
佐伯 正克
Int.J.Appl.Radiat.Isot., 34(4), p.739 - 742, 1983/00
中性子照射量の異る黒鉛試料を用い、黒鉛中でのトリチウムの拡散定数を測定した。試料の照射量が増すにしたがって、拡散定数は減少した。実験結果を黒鉛の結晶化度により整理することにより、700-1000Cの温度領域で拡散定数の対数と結晶化度の間に直線関係のあることを見出した。
西堂 雅博; 曽根 和穂; 山田 礼司; 中村 和幸
Journal of Nuclear Materials, 96(3), p.358 - 368, 1981/00
被引用回数：7 パーセンタイル：66.93(Materials Science, Multidisciplinary)イオン照射下において、表面の連続観察をおこなえる電子顕微鏡を用いて、種々の照射条件でヘリウムイオン衝撃されたモリブデンの表面侵食の形態を観察した。 表面侵食の形態は、照射条件、試料の熱処理温度に強く依存する。特に、モリブデンが再結晶化を開始する温度まで加熱すると、ヘリウム照射によって剥離が顕著になる。一方、表面から比較的一様に分布するようにヘリウムが打ち込まれた場合には、剥離は発生せず、ブリスターが生成される。表面侵食において重要な臨界照射量が精度良く求まり、表面侵食の発生するヘリウム濃度は、従来予想されていた値より低くなることを示した。
