Stable structure of hydrogen atoms trapped in tungsten divacancy

大澤 一人*; 外山 健*; 波多野 雄治*; 山口 正剛; 渡辺 英雄*

Journal of Nuclear Materials, 527, p.151825_1 - 151825_7, 2019/12

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2019.151825

タングステン中の複空孔にトラップされた水素原子の安定構造とその結合エネルギーを第一原理計算に基づいて示した。水素原子は複空孔の隣の八面体格子間サイト(O部位)近傍に位置するのが好ましい。さらに水素原子は複空孔の中心に位置するOサイトを優先的に占有する。水素原子が増加すると、複空孔の周辺に位置するOサイトも水素原子によって占有される。タングステン中の複空孔はエネルギー的に不安定である。しかし水素原子捕獲によって非常に安定化する。複空孔の結合エネルギーは水素同位体の種類に依存する。

Development of high-grade VPS-tungsten coatings on F82H reduced activation steel

徳永 知倫*; 渡辺 英雄*; 吉田 直亮*; 長坂 琢也*; 笠田 竜太*; Lee, Y.-J.*; 木村 晃彦*; 時谷 政行*; 光原 昌寿*; 檜木 達也*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 442(1-3), p.S287 - S291, 2013/11

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2012.11.004

VPS-W coating formed on F82H kept at about 873K in conventional plasma spray conditions has inhomogeneous texture; namely mixture of disarranged area composed of large re-solidified/un-melted grains, fine randomly oriented grains and pores, and well ordered area composed columnar grains. Heat load test indicate that elimination of the disarranged area is necessary to improve the heat load resistance of VPS-W. One can get W coating with texture of homogeneous columnar crystal grains by eliminating the re-solidified/un-melted large particles. Optimization of the W powder size was also effective to reduce number of randomly oriented fine grains and pores.

オーステナイト鋼におけるイオン照射による析出物の照射安定性評価(III)

吉田 直亮*; 渡辺 英雄*

PNC TY9606 98-009, 24 Pages, 1998/03

PNC-TY9606-98-009.pdf:9.93MB

本報告書は標記課題につき、動力炉・核燃料開発事業団(以下、動燃)及び九州大学応用力学研究所(以下、九大)が平成9年度に共同して研究を行った成果のうち、九州大学実施分をまとめたものである。高ニッケルオーステナイト系ステンレス鋼の銅イオン重照射実験をこの合金でのピークスエリング温度(923K)で実施したが、150dpaまでボイドが観察されず、PNC316鋼とともに高い耐スエリング性が示された。一方、ODSフェライト系ステンレス鋼の照射実験に関しては、HVEM照射実験により、その耐スエリング特性が問題視されていたが、本バルク照射材を用いた照射実験では、100dpaでの照射においても耐スエリング性が確認され、ODS分散による効果が高照射領域まで及ぶことが明らかになった。

Surface of dense phase in lattice-gas fluid with long-range interaction

海老原 健一; 渡辺 正; 蕪木 英雄

Int. J.Modern Phys. C, 9(8), p.1417 - 1427, 1998/00

https://doi.org/10.1142/S012918319800128X

流体を多粒子系として表すことができる格子ガス流体は、長距離相互作用を導入することにより、一種粒子で構成される系における相分離をシミュレーションすることが可能となる。このモデルの系において、分離して生じる相は、その粒子数密度によって区別され、系全体の密度を比較的小さくすると、低密度相中に等方的な高密度相が生じる。今回は、この低密度相中の高密度相の表面の厚さについて、表面張力に関するプラスの式と各相中の粒子の平均自由行程の点から議論する。各相において、平均自由行程が一定となる領域を正味の相とし、それ以外の領域を表面の厚さとすると、ラプラスの式から得られる表面張力が、平面の表面上で計算された表面張力と一致することがわかる。

格子ガスセルオートマトンの気液モデルによる相分離の研究

海老原 健一; 渡辺 正; 蕪木 英雄

JAERI-Research 97-043, 26 Pages, 1997/07

JAERI-Research-97-043.pdf:1.4MB

本報告書では、格子ガスセルオートマトンの気液モデルによる相分離の研究について記述する。気液モデルは、流体現象をシミュレーションする手法である格子ガスセルオートマトンに長距離相互作用を導入することによって、相分離現象のシミュレーションを可能としたモデルである。一部の長距離相互作用を含んだ気液モデルに対しては、既に統計力学的な解析がなされ、状態方程式を導出することによって、相分離についての説明が与えられている。本報告書では、まだ考慮されていなかった残りの相互作用をすべて取り込むことによって、既に導出されていた状態方程式の修正を行った。さらに、計算機シミュレーションによって、修正された状態方程式の検証を行い、状態方程式と相分離の様子の関係を考察した。

オーステナイト鋼における析出物の照射安定性評価(II)

吉田 直亮*; 濱口 大*; 渡辺 英雄*

JNC TY9606 98-008, 32 Pages, 1997/03

JNC-TY9606-98-008.pdf:1.14MB

本報告書は標記課題につき、動力炉・核燃料開発事業団(以下、動燃)及び九州大学応用力学研究所(以下、九大)が平成8年度に共同して研究を行った成果のうち、九州大学実施分をまとめたものである。高純度のリン添加オーステナイトステンレス鋼モデル合金(Fe-16Cr-17Ni-0.1P)に銅イオン(2.4から3MeV)を、低温から高温への一段階温度変動照射を行い、照射後、背面研磨により薄膜試料として電子顕微鏡を用いて内部組織を観察した。観察の結果、低温(特に673K照射)での僅かな予照射がその後の高温(923K)での追照射におけるリン化物の形成及び消失に大きく影響し、その効果は高照射領域まで及ぶことが明らかになった。以上の現象は、高速中性子照射環境下での照射誘起によるリン化物の析出並びに再固溶によるボイドスエリングの発生機構に大きく関係しており、本研究を通じて、低温予照射による高温重照射環境下でのスエリングの抑制がリン化物の相安定性を考慮することにより可能であることが改めて明らかとなった。

セルオートマトン流体の気液モデルによるパターン形成

海老原 健一; 渡辺 正; 蕪木 英雄

第10回数値流体力学シンポジウム講演論文集, p.280 - 281, 1996/12

流体現象を解析するメソスコピックな手法であるセルオートマトン流体の気液モデルによるパターン形成について考察する。セルオートマトン流体の気液モデルでは、2次元セルオートマトン流体に長距離相互作用を加えることによって、粒子の密度差による相分離の様子を見ることできる。この相分離によるパターンの出来方は、長距離相互作用の距離、粒子の密度によって変化する。今回は、この形成されるパターンの違いとセルオートマトン流体の圧力の変化との関係を中心に発表する。

粒子法による熱伝導-対流遷移の研究

渡辺 正; 蕪木 英雄

JAERI-Research 96-046, 50 Pages, 1996/09

JAERI-Research-96-046.pdf:1.58MB

代表的な粒子法である直接シミュレーションモンテカルロ法及び分子動力学法を用いてレイリーベナール系をシミュレートし、マクロな流れ場における熱伝導-対流遷移をミクロレベルから考察した。統計的手法であるモンテカルロ法により得られた臨界レイリー数は、流体方程式の線形安定性解析により得られるものと一致し、マクロな流れの安定性がミクロレベルの粒子法により定量的に扱うことができることがわかった。また、遷移過程では温度や流速の変動量の相関が、明確な熱伝導及び対流状態におけるものより強くなっていることが明らかとなった。さらに決定論的手法である分子動力学法により原子のカオス運動をリアプノフ指数を用いて調べたところ、大規模な秩序運動としての対流渦が流れ場に現れると、個々の原子のカオス運動は増加することが明らかとなった。

一様等方性を持つ強制乱流の渦構造

跡部 隆*; 上野 潤一郎*; 蕪木 英雄; 渡辺 正

九州大学大学院総合理工学研究科報告, 18(1), p.45 - 49, 1996/06

https://ci.nii.ac.jp/naid/110000156351

常に外力が加わる3次元一様等方乱流における、渦度場の幾何学的構造の時間発展の様子を、非圧縮ナビエ・ストークス方程式の直接数値シミュレーションによって定性的に調べた。数値計算はフーリエスペクトル法を用い、その際のフーリエモード数は256である。初期速度場のレイノルズ数は500で、また十分時間発展した後のテイラーのマイクロスケールに基づくレイノルズ数は約110である。その結果、十分時間発展した後の強制乱流の渦度場においては、比較的強い渦度での等渦度面がチューブ状になるワームと呼ばれる構造と、シート状の構造が共存することがわかった。また渦度場の時間発展においては、複数のワームによるシートの形成と更にそのシートによるワームの形成が見られた。

等方性乱流シミュレーションコードの並列化

佐藤 滋*; 横川 三津夫; 渡辺 正; 蕪木 英雄

計算工学講演会論文集, 1(1), p.97 - 100, 1996/05

並列ベクトル計算機富士通VPP500上で3次元ナビエ・ストークス方程式をスペクトル法を用いて解くプログラムを開発し、等方性一様乱流の計算を行った。計算の際にはエイリアシングエラーを除くために3/2則を適用し、フーリエモード数256までの計算を行い、実行時間、スケーラビリティ、並列化効率の評価を行った。計算に使用したプロセッサは16個までで、それぞれ約200ガバイトの主記憶を持っている。計算の結果、フーリエモード数が小さい時には良いパフォーマンスとスケーラビリティが得られた。