超高圧電子顕微鏡を用いた固体材料の照射効果に関する研究

利用超高压电子显微镜研究固体材料的辐照效应

• 批准号: 02J10733
• 负责人: 林 貴広
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J10733/
• 关键词: 照射損傷; 超高圧電子顕微鏡; 原子力材料; バナジウム合金; オーステナイト・ステンレス鋼; 点欠陥

本研究では、核分裂炉、及び核融合炉材料における照射欠陥の挙動評価、並びに点欠陥反応の要素機構解明を目的とし、HVEMを用いて、種々の試験パラメータ条件における照射欠陥の形成発達挙動のその場観察を行った。ここでの成果の一部に関して、その概略を以下にまとめる。1 バナジウム合金における照射欠陥挙動全ての合金において、ループ飽和数密度の顕著な増大と成長速度の低下を観測し、添加合金原子が格子間原子に対して顕著な捕捉効果を有する事を明確に示す結果を得た。また、アンダーサイズ原子の添加により、ループ飽和数密度の温度依存性に複数のステージの発現を確認した。その発現機構を従来の速度論に基づく理論モデルを用いて検証し、格子間原子の実効的な移動エネルギーの評価に成功した。また、他のバナジウム合金とは異なり、V-Ti系合金では高純度化による欠陥挙動の有意な変化は認められず、この結果から、これらの合金では合金原子そのものがSIA捕捉の支配因子である事を明らかにした。2 欠陥クラスターの1次元運動格子間原子型クラスターの1次元運動のその場観察を行い、その移動頻度、移動距離などを定量評価し、これにより1次元運動のパラメータ化に成功した。その結果として、侵入型不純物原子、及び合金原子は共に、クラスターを固着する事によりその実効的な運動頻度を低下させ、高濃度化によりいわゆる引きずり抵抗として実効的な移動距離を低下させるに等しい効果を有する事を明らかにした。結論として、SIAクラスターの1次元運動は応力場の相互作用に支持された熱活性化過程として記述されるものである事、また、実用材などの高濃度合金では、1次元運動の損傷蓄積過程に対するインパクトは、純金属におけるそれと比較して低い事を指摘した。

在这项研究中，我们使用 HVEM 来评估裂变反应堆和聚变反应堆材料中的辐照缺陷行为，并进行了现场观察，以阐明点缺陷反应的基本机制。下面总结了这里取得的一些成果。 1 钒合金中的辐照缺陷行为 我们观察到所有合金中环饱和数密度显着增加且生长速率降低，清楚地表明添加的合金原子对间隙原子具有显着的捕获作用。此外，通过添加尺寸较小的原子，我们证实了环路饱和数密度的温度依赖性是在多个阶段发展的。我们使用基于常规动力学的理论模型验证了这种现象的机制，并成功评估了间隙原子的有效转移能量。此外，与其他钒合金不同，由于高纯度，在 V-Ti 合金中没有观察到缺陷行为的显着变化，这一结果表明合金原子本身是这些合金中 SIA 捕获的主导因素。 2 缺陷簇的一维运动 我们对间隙簇的一维运动进行了原位观测，定量评估了它们的运动频率和距离，并成功地将一维运动参数化。结果，间隙杂质原子和合金原子都固定团簇，降低其有效运动频率，并且增加其浓度具有减少有效运动距离的效果，即所谓的阻力。公司有综上所述，SIA团簇的一维运动可以描述为应力场相互作用支持的热激活过程，而在实用材料等高浓度合金中，一维运动是损伤累积过程。有人指出，与纯金属相比，对纯金属的影响较小。

项目成果

T.Hayashi: "Study of point defect behavior in V-Ti alloys using HVEM"Journal of Nuclear Materials. 307-311. 951-955 (2002)

T.Hayashi：“使用 HVEM 研究 V-Ti 合金中的点缺陷行为”核材料杂志。

T.Hayashi: "Effect of undersized solute atoms on point defect behavior in V-A (A=Fe, Cr and Si) binary alloys studied by using HVEM"Journal of Nuclear Materials. 307-311. 930-934 (2002)

T.Hayashi：“使用 HVEM 研究了尺寸过小的溶质原子对 V-A（A=Fe、Cr 和 Si）二元合金中点缺陷行为的影响”《核材料杂志》。

T.Hayashi: "In situ observation of glide motions of SIA-type loops in vanadium and V-5Ti under HVEM irradiation"Journal of Nuclear Materials. 307-311. 993-997 (2002)

T.Hayashi：“HVEM 照射下钒和 V-5Ti 中 SIA 型环滑行运动的原位观察”核材料杂志。