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C宮澤 健; 菊池 裕太*; 安堂 正己*; Yu, J.-H.*; 藪内 聖皓*; 野澤 貴史*; 谷川 博康*; 野上 修平*; 長谷川 晃*
Journal of Nuclear Materials, 575, p.154239_1 - 154239_11, 2023/03
被引用回数：4 パーセンタイル：71.02(Materials Science, Multidisciplinary)This study examined the effects of alloying elements such as Re and Ta on the microstructural evolution of recrystallized W under proton and self-ion irradiations at 800C. Although the number density of voids increased with increasing proton-induced damage level, the void density in W-Re and W-Ta alloys were lower than that of pure W. Herein, the addition of Re and Ta to W suppresses the void formation process. In the proton-irradiated W-3%Re, a lot of dislocation loops were observed at 0.05 dpa which is the stage of nucleation. The evolution process up to 0.2 dpa was characterized by loop growth via the absorption of clusters and point defects. The dislocation loops then coalesce and grow large, and the dislocation lines become tangled at 1 dpa. At 0.05 dpa, the dislocation loops in pure W have already evolved into the tangled dislocations. Solute Re may inhibit the mobility of small dislocation loops and SIA clusters. In W-3%Ta irradiated at 0.05 and 0.2 dpa, the coalescence process of the elongated dislocation loops was observed. Solute Ta may inhibit the mobility of SIA clusters. Although no voids and rafts were observed in self-ion irradiated W-3%Re to 0.2 dpa, not only dislocation loops but also voids and rafts were observed in pure W to 0.2 dpa. The solute Re would suppress the raft formation and then the void formation under self-ion irradiation.
藪内 聖皓*; 鈴土 知明
Journal of Nuclear Materials, 574, p.154161_1 - 154161_6, 2023/02
被引用回数：4 パーセンタイル：41.50(Materials Science, Multidisciplinary)原子炉材料において照射欠陥は機械的特性の劣化を引き起こす。これらの材料では、転位とボイドとの関係が機械的強度に特に重要である。これまで球状のボイドのみが研究されてきたが、本研究では球状ボイドと同時に観測されるファセット型ボイドに注目した。よって本研究では、純鉄の照射硬化におけるファセット型ボイドの効果を明らかにするために、分子動力学法を用いて解析した。具体的には、球状ボイドとファセット型ボイドの障害物強度と相互作用過程の違いや、ファセット型ボイドでも転位との結晶学的な配置関係によって相互作用に違いが出ることを明らかにした。
木村 晃彦*; 湯澤 翔*; 藪内 聖皓*; 坂本 寛*; 平井 睦*; 鵜飼 重治*; 山下 真一郎; 草ヶ谷 和幸*
no journal, ,
軽水炉事故耐性型燃料被覆管の開発においては、接合技術が枢要な技術開発項目とされている。本研究では、ODS鋼被覆管の端栓溶接法として従来の被覆管に採用されているTIG溶接法やEB溶接法を用いて端栓溶接被覆管の端栓接合強度を評価し、さらに端栓部に対しX線CT検査を実施して接合強度と接合組織の相関について検討することを目的とする。
木村 晃彦*; 薮内 聖皓*; 坂本 寛*; 山下 真一郎; 草ヶ谷 和幸*
no journal, ,
軽水炉事故耐性型燃料被覆管の開発においては、接合技術が枢要な技術開発項目とされている。本研究では、ODS鋼被覆管の端栓溶接法として従来の被覆管に採用されているEB溶接法を用いて端栓溶接被覆管の端栓接合強度を評価し、さらに端栓部に対しX線CT検査を実施して接合強度と接合組織の相関を調べ、被覆管端栓接合条件について検討した。
松川 義孝*; 藤枝 秀斗*; 牟田 浩明*; 中森 文博*; 山口 正剛; 笠田 竜太*; 吉田 健太*; 藪内 聖皓*; 遠藤 美奈子*; 熊野 秀樹*
no journal, ,
The dissolution temperatures of irradiation-induced Ni-Mn-Si precipitates in reactor pressure vessel steels were investigated using so-called diffusion couples consisting of compound ingots and iron blocks to provide a detailed analysis of atomic diffusion across the precipitate/matrix interface. The dissolution temperature of phase G Ni
Si
Mn
was found to occur even at 565C, unlike NiSiTi with different compositions examined in previous studies. The 
2 phase, a possible Ni-Si-Mn compound (Ni
SiMn
) with a composition of over 60 years, was also found not to dissolve at 565C. The accuracy of the Thermocalc simulations is still not satisfactory in describing the melting point and chemical diffusion (a thermodynamic mode of atomic diffusion, related to precipitation and dissolution) of the Ni-Si-Mn-Fe system.
鈴土 知明; 藪内 聖皓*
no journal, ,
Helios計算機において、第一原理計算および分子動力学手法を用いて核融合材料の劣化現象の計算科学的研究を行った。研究会では、第一原理計算によるHeの粒界偏析と脆化のシミュレーションおよびタングステン中におけるレニウムおよびオスミウムの拡散シミュレーション、そして分子動力学による鉄鋼材料の相分離やボイド発生に伴う材料硬化のシミュレーションを紹介する。
湯澤 翔*; 薮内 聖皓*; 木村 晃彦*; 坂本 寛*; 平井 睦*; 山下 真一郎
no journal, ,
高温水や蒸気中における耐食性および酸化特性を向上させた燃料被覆管は、事故時の被覆管と冷却水の反応速度を低下させ、水素発生を抑制するため、事故耐性燃料しての使用が期待されており、候補材として高Cr-高Al-ODS鋼が提案されている。一方、このFeCrAl-ODS鋼の溶接技術については十分な知見が少なく、これまでの研究からAlを添加することで溶接性が顕著に劣化することが知られており、溶接方法の検討が必要である。そこで本研究では、FeCrAl-ODS鋼管と端栓とをEB溶接あるいはTIG溶接し、その接合強度および接合部の損傷評価を行った。
松川 義孝*; 藤枝 秀斗*; 寺尾 公志*; 連川 貞弘*; 牟田 浩明*; 中森 文博*; 笠田 竜太*; 吉田 健太*; 佐藤 充孝*; 藪内 聖皓*; et al.
no journal, ,
圧力容器鋼の脆化要因であるNi-Si-Mn三元系化合物およびFeを加えた四元系化合物について、Thermo-calcを用いて計算状態図を作成した。一方、三元系化合物の単相インゴットと純鉄インゴットの組み合わせから析出物と母相の界面を模擬した拡散対を作成し、拡散挙動について調査し、その振る舞いと状態図との整合性を調査した。その結果、計算状態図におけるいくつかの問題点が明らかとなった。
相Ni
SiMn
の再固溶温度の調査藤枝 秀斗*; 松川 義孝*; 連川 貞弘*; 渡邊 大樹*; 牟田 浩明*; 山口 正剛; 笠田 竜太*; 吉田 健太*; 佐藤 充孝*; 藪内 聖皓*; et al.
no journal, ,
圧力容器鋼の脆化要因であるNi-Si-Mn三元系化合物のG相NiSiMnと
2相NiSiMnについて、単相インゴットと純鉄のインゴットとの界面を模擬した拡散対を作り、アニール実験を行った。その結果、相における相互拡散の臨界温度はG相よりも高く、低温では拡散が起こりにくいが、高温になると逆に拡散しやすくなることが分かった。
濱里 恒彦*; 松川 義孝*; 辻村 一葉*; 坂口 知聡*; 連川 貞弘*; 本間 佳哉*; 藪内 聖皓*; 山口 正剛
no journal, ,
G相NiSiMnは、軽水炉の圧力容器を脆化させる要因の一つとして、最近注目されている金属間化合物である。本研究では、第一原理からの定圧比熱計算における各種の問題について整理して報告する。
松川 義孝*; Terao, Masayuki*; 藤枝 秀斗*; 連川 貞弘*; 牟田 浩明*; 熊野 秀樹*; 笠田 竜太*; 吉田 健太*; 藪内 聖皓*; 中森 文博*; et al.
no journal, ,
The primary cause of irradiation-induced embrittlement of the reactor pressure vessel (RPV) steel is precipitation of its alloying elements (Ni, Si and Mn) in the form of nano particles (2 nm). The RPV embrittlement practically limits the service life of the whole reactor; in other words, reactor's lifetime prediction is achieved by predicting the precipitation. Although precipitation under irradiation is a thermodynamically non-equilibrium reaction, recent studies have revealed that precipitation of those elements does occur even without irradiation. Hence the phase diagram of Ni-Si-Mn precipitates in steels has become a subject of interest in nuclear materials research. In this talk we demonstrate that the calculation phase diagram is still incomplete due to absence of experimental data about Ni-Si-Mn ternary compounds; there exist 10 in the phase diagram. We synthesized an ingot of the G-phase NiSiMn, which is one of the most frequently observed precipitates in the RPV steel, by arc-melting and examined the melting point and the composition range. The experimentally-determined melting point was inconsistent with simulation results, e.g., an old database (2016 version) resulted in an overestimation greater than 700 degree of Celsius. As for composition range, although off-stoichiometry is not considered in the calculation phase diagram, the G-phase certainly has it. The same thing happens to the 2-phase NiSiMn, which is another most frequently observed precipitates in the RPV steel.
藪内 聖皓*; 木村 晃彦*; 鈴土 知明
no journal, ,
高エネルギー粒子線照射によって材料中には様々な欠陥が形成され、機械特性に大きな変化をもたらす。空孔の集合体であるボイドも照射欠陥の一つであり、転位の運動の障害となり硬化を引き起こす。発表者はこれまでに、イオン照射によってファセットボイドを形成させた純鉄を用いてファセットボイドの強度因子について実験的に考察してきた。得られた強度因子にはある程度の幅があることから、転位とファセットボイドの位置関係によって異なる強度因子を与えていると想定される。本研究では、転位とファセットボイドの位置関係や相互作用するファセット面の違いがどの程度強度因子に影響を及ぼすかについて分子動力学法(MD)を用いて検討することを目的としている。
