Measurement Technology for Irradiation Defect Behavior Reveals Dose Rate Effects in Reactor Material Degradation

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原子力構造材料の照射劣化評価において、同等の照射量を与えても線量率が違う場合、異なるレベルの照射劣化が発現することを線量率効果という。本研究は、イオン照射を用いた二種類の手法を提案し、両者を相補的に活用することにより、様々な材料における線量率効果の有無を効率的にスクリーニングすることを目指している。一つ目の、低温照射と残留電気抵抗率測定法を利用した手法は、当初計画を少し修正し、東京大学本郷キャンパスで試料作製、浅野キャンパスで液体窒素温度でイオン注入、東海村キャンパスと浅野キャンパスで残留抵抗率測定を行う計画に修正した。多様な試料を評価できる体制を整えると共に、複数の施設に運搬可能な計測装置と制御プログラムを整備した。二つ目の、組み合わせイオン照射法を含む照射in-situ 透過電子顕微鏡法による手法では、ステンレス鋼に見られるNi-Si析出物の形成初期過程に着目した。昨年度までに、ステンレス鋼中における転位ループの形成に対する線量率効果を評価し、影響を受けやすい条件を把握していた。特に、初期に高い線量率で照射を行うと、照射欠陥の長距離拡散が抑制されて、転位ループ等が高密度に分布することが示された。今年度は、溶質原子の偏析および析出の挙動に着目し、数個の原子が集合して析出物の核を作る現象を数値解析によって定量化することができた。両者を組み合わせることで、Ni-Si析出物に対する線量率の効果を検討した。