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口頭

新クロスオーバ研究「照射・高線量領域の材料挙動制御のための新しいエンジニアリング」,4; 加速器を用いた模擬実験技術の開発

左高 正雄; 石川 法人; 知見 康弘; 大久保 成彰; 園田 健*; 松村 晶*; 安田 和弘*; 安永 和史*; 椎山 謙一*; 阿部 弘亮*; et al.

no journal, , 

文部科学省受託研究である新クロスオーバ研究「照射・高線量領域の材料挙動制御のための新しいエンジニアリング」の進捗状況と今後の計画に関するシリーズ発表の一つとしての「加速器を用いた模擬実験技術の開発」についての発表を行う。軽水炉燃料の高燃焼度化に伴い発生するリム組織形成機構についての基礎的理解を得るため、原子力科学研究所タンデム加速器を用いて、原子炉内での核分裂による照射環境を模擬する技術・装置を開発しているが、その研究の進捗状況と今後の研究について報告する。

口頭

新クロスオーバー研究「照射・高線量領域の材料挙動制御のための新しいエンジニアリング」,5; 燃料模擬物質の照射組織の微細観察と分析

松村 晶*; 安田 和弘*; 安永 和史*; 椎山 謙一*; 園田 健*; 阿部 弘亨*; 岩井 岳夫*; 左高 正雄; 石川 法人; 知見 康弘; et al.

no journal, , 

文部科学省受託研究である新クロスオーバー研究「照射・高線量領域の材料挙動制御のための新しいエンジニアリング」の進捗状況と今後の計画に関するシリーズ発表の一つとして「燃料模擬物質の照射組織の微細観察と分析」についての発表を行う。軽水炉燃料の模擬材料としてのセリアへのイオン・電子線照射を行い、電子顕微鏡及び分光分析から微細組織変化に及ぼすさまざまな照射効果(照射欠陥蓄積過程,高密度電子励起過程,重畳効果、等)について検討を進めた結果について発表する。

口頭

Xe予注入したCeO$$_{2}$$における高密度電子励起による転位組織の回復

安永 和史*; 園田 健*; 安田 和弘*; 椎山 謙一*; 松村 晶*; 左高 正雄; 石川 法人; 知見 康弘; 大久保 成彰; 岩瀬 彰宏*; et al.

no journal, , 

高燃焼度の軽水炉燃料に生じるリム組織の形成機構に関する知見を得ることを目的としてCeO$$_{2}$$に対して加速器を用いて照射実験を行った。Xeを2at.%予注入した試料に対して、さらに高エネルギー重イオンを重畳照射することによってXe予注入領域の転位組織の再配列現象が確認された。予注入は、イオンインプランター(285keV)を用いて照射量1$$times$$10$$^{20}$$/m$$^{2}$$の条件で行った。Xe予注入領域を、210MeVのXeイオンが通過することに伴って、高密度電子励起を介して転位の再配列による回復が起きたと考えられる。

口頭

新クロスオーバ研究,6; 高燃焼度燃料を模擬したXe注入セラミックス中の高密度電子励起の効果

園田 健*; 石川 法人; 左高 正雄; 大久保 成彰; 安永 和史*; 安田 和弘*; 椎山 謙一*; 松村 晶*; 岩瀬 彰宏*; 木下 幹康*

no journal, , 

セラミックス燃料中に形成される高燃焼度組織の形成機構を解明することを目的として、燃料模擬物質CeO$$_{2}$$の照射効果の分離観察・評価を試みた。本研究では、イオントラック重畳による微細組織変化に関連する高密度電子励起効果,Xe予注入の効果を調べた。210MeV Xeイオンを高照射量まで照射することによって、高エネルギーイオン照射に伴う高密度電子励起効果によって形成されるイオントラックが重度に重なり合い、結果としてサブミクロンオーダーの寸法の微細粒が形成されることがわかった。また、Xe予注入によって、このような表面変化が促進されることがわかった。

口頭

新クロスオーバー研究(NXO),2; 燃料細粒化現象の機構解明をめざしたUO$$_{2}$$及びCeO$$_{2}$$へのイオン照射効果

園田 健*; 石川 法人; 左高 正雄; 大久保 成彰; 安永 和史*; 安田 和弘*; 椎山 謙一*; 松村 晶*; 岩瀬 彰宏*; 木下 幹康

no journal, , 

新クロスオーバー研究として実施した研究で、高エネルギーイオン(210MeV Xe)を照射したCeO$$_{2}$$のイオントラック重畳による微細組織変化の解明,高エネルギーイオン(210MeV Xe)を照射したUO$$_{2}$$中に発生するイオントラックの特徴について報告する。高エネルギーイオン(210MeV Xe)を照射したCeO$$_{2}$$内部では照射前にはなかった粒径(1-2$$mu$$m)が観測され、多くの結晶粒界が見られた。高エネルギーイオンによる高密度電子励起効果の結果として照射欠陥の集積,粒界形成を促進する可能性があることが示された。5-8$$times$$10$$^{14}$$ions/cm$$^{2}$$まで照射したUO$$_{2}$$の気泡表面に照射前にはなかった凸凹状変形が発生した。同様の形状変化は、高エネルギーイオン(210MeV Xe)を照射したCeO$$_{2}$$においても観測されており、CeO$$_{2}$$とUO$$_{2}$$の照射効果の類似点を確認できた。

口頭

新クロスオーバー研究(NXO),3; 高エネルギー重イオン照射されたCeO$$_{2}$$の微細組織発達へのXe蓄積の影響

安永 和史*; 園田 健*; 安田 和弘*; 椎山 謙一*; 松村 晶*; 左高 正雄; 石川 法人; 知見 康弘; 木下 幹康

no journal, , 

高燃焼度時に軽水炉燃料に形成されるリム組織の機構解明を目的として、新クロスオーバー研究として以下の研究を行った。軽水炉燃焼と同じ蛍石型構造のCeO$$_{2}$$に対して、高濃度原子を注入した試料が高エネルギー重イオン照射場環境でどのような損傷を形成するかを調べた。つまり、イオン注入と高エネルギー重イオン照射を重ね合わせた効果を検証した。具体的には、CuとXeの2種類のイオンを注入した試料をさらに高エネルギーイオン照射した試料の微細構造を観察し比較した。20dpaまでCuを注入して高密度に転位を導入した試料を高エネルギー重イオン(210MeV Xe)照射した場合、結晶粒界だけでなく結晶粒内にも亜粒界粒の形成が確認された。Xeを注入した場合には、結晶粒表面にのみ亜粒界粒が観測されたのと対照的である。注入されたXeは、高エネルギー重イオン照射中の転位の移動を抑制していると説明できる。Xe注入の場合にバブルが観測されないことも、その仮説を支持している。

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