粒子線照射したタングステンの水素添加による機械的特性変化の評価とメカニズム解明

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本研究では、水素添加によるタングステンの機械的特性変化のメカニズム解明を試みるとともに、原型炉ダイバータの設計に資するデータの取得を目指すことを目的とする。そのため、以下４点について調査する。(1) 電子線照射したタングステンの機械的特性が固溶水素濃度（照射欠陥が捕獲する水素数の変化）に応じて変化することを示し、そのメカニズムを明らかにすること(2) 様々な条件でイオン照射と水素チャージを実施し、温度に勾配があるダイバータ内部の環境を幅広く模擬して、機械的特性変化を得ること(3) 表面硬さだけでなく様々な試験法（引張試験と圧縮試験）を用い、試験法によらず機械的特性変化の傾向が普遍的なものであることを示すこと(4) ダイバータの中で強度特性が水素によって最も変化する部分を特定すること(1)については、タングステンに対して電子線照射を行うことができたが、装置の不具合などもあり、水素チャージのよる硬さの変化を調べる実験が実施できていない。(2)については、573K、773K、1023K、1273KでFeイオン照射した材料のナノインデンテーションを実施した。573Kでの照射材についてのみ、水素チャージ後にナノインデンテーションから得たバルク相当硬さが高くなったが、773K以上での照射材については水素をチャージしても硬さが変わらなかった。573K照射材にのみ、照射後に原子空孔が存在すると考えられるため、水素チャージ中に水素が空孔集合体の核形成を促進し、硬くなった可能性がある。(3)についてはFeイオン照射材に対して微小引張試験を適用したが、水素による特性変化を得ることができなかった。マイクロピラー圧縮試験に適した照射場を確保することができず、実験を行えていない。