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渡辺 淑之; 森下 和功*; 濱口 大; 谷川 博康
no journal, ,
原型炉の材料設計や寿命評価を精度よく行うためには、材料試験炉やイオン加速器などの既存の代替照射場における材料照射データをもとに核融合環境下における材料挙動を理論的に記述するための方法論の開発が必要である。そのためには、照射による材料の振る舞い(照射下材料挙動)をその時間的・空間的マルチスケール性を十分に踏まえ記述するとともに、計算機シミュレーションによる評価が不可欠である。本発表の内容は、BA-DEMO R&D活動の一環として、金属やセラミクス材料中の照射によるミクロ構造変化、特に欠陥集合体形成挙動に着目してその機構論に基づくモデル化研究の成果をまとめたものである。
渡辺 淑之; 森下 和功*; 濱口 大; 谷川 博康
no journal, ,
核融合原型炉の寿命を照射効果を含めて予測するためには、既存の代替照射場による材料照射データを核融合条件下のデータへ理論的に外挿するための方法論の開発が必要である。そのためには、照射による材料挙動を機構論的に明らかにするとともに、互いに異なる照射場での材料挙動を理論的に相関付けておくことが重要である。本発表の内容は、BA-DEMO-R&D活動の一環として、純鉄を対象とし、照射下ミクロ構造変化の原子はじき出し損傷速度(dpa/s)依存性に関する理論解析結果をまとめたものである。具体的には、転位ループ・ボイドの形成を機構論的反応速度論モデルで記述し、dpa/sや温度に対する集合体の核生成・成長プロセスの応答性を系統的に調べた。なお、本モデルの最大の特徴は、別途原子シミュレーションより評価した欠陥集合体の熱的安定性の情報を導入している点であり、これにより、互いに異なる照射場での欠陥集合体形成を理論的に相関付ける基礎的モデルの構築に成功した。本発表では、上記モデルの高度化に向けたBA-IFERC-CSCスパコンを用いた材料照射効果モデリング・シミュレーション研究の概要についても紹介する予定である。
渡辺 淑之; 森下 和功*; 中筋 俊樹*; 濱口 大; 安堂 正己*; 谷川 博康
no journal, ,
核融合原型炉の材料設計や寿命評価を精度よく行うには、既存の代替照射場による材料照射データを核融合条件下のデータへ理論的に外挿するための方法論の開発が必要である。本発表の内容は、BA-DEMO R&D活動の一環として、低放射化フェライト鋼のラス構造を対象とし、欠陥集合体形成の照射条件依存性に関する計算機シミュレーション研究の結果をまとめたものである。具体的には、照射欠陥であるキャビティおよび転位ループの形成を機構論的反応速度論モデルで記述し、温度をはじめ、原子はじき出し損傷速度Pvやヘリウム生成速度PHeに対する集合体形成挙動の応答性を理論的に調べた。解析では、PHeの増加と共に高密度のキャビティが形成された。これはキャビティ内のヘリウム数が増加することでキャビティの熱的安定性が上昇し、核生成が促進されたためである。これらの知見は、既存の材料照射データを理論的に整理し、核融合炉条件下での材料挙動を予測するための要素技術開発に重要となる。