Searching for alloying elements to reduce radiation effects in W

寻找合金元素以减少 W 的辐射效应

• 批准号: 19K05338
• 负责人: 鈴土 知明
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Japan Atomic Energy Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K05338/
• 关键词: タングステン; 照射欠陥; 陽電子寿命測定; 混合ダンベル; クロム添加; TDS; 陽電子寿命; 第一原理計算; プラズマ対向材; 照射効果; 溶質軟化; 計算科学; 合金元素

本研究の目的は、体心立方タングステン結晶中でタングステン原子と混合ダンベルを形成する溶質元素を材料に添加すれば、照射欠陥の生成を抑制できる合金を作成できる、という予測を検証することである。この予測は研究代表者らによるタングステンと様々な溶質原子の電子構造計算結果から得られたものであり、この予測が正しいかどうかを確認するためにはメソスケール・マクロスケールのモデリングを行うことが必要と考えた。この試みはある程度成功したが、モデルの入力パラメータで精度よく評価できないものが少なからず存在し、結果の信頼性向上が問題となった。一方、上記予測に基づいた合金が作成し照射後試験を行う研究協力者らの研究活動が着実に進展した。このような理由から、上記の学術的な問いを確実に解明するために、当該年度では照射実験や解析を引き続き行った。またこれまでのモデリング研究成果をまとめを行った。実験解析では、タングステンにモリブデン（1.5%）、タンタル(1%および5%)、レニウム(5%)を加え電子照射後、陽電子寿命測定を行った。このうちレニウムのみがタングステンと混合ダンベルを形成することが知られている。陽電子寿命はモリブデンやタンタルを添加しても寿命は純タングステンでの寿命と比較してほとんど変化しなかったが、レニウム添加のものでは明らかに陽電子寿命の低下がみられた。これは混合ダンベル形成によって電子照射による空孔型欠陥の形成が抑制されたことを示唆した。これらの結果を陽電子消滅の国際会議ICPAで発表した。また、研究のまとめとして金属学会のシンポジウムで招待講演を行った。特に、研究代表者らが本研究を開始した時点では溶質原子は不動と考えられており、実際にはそれらが混合ダンベルを形成すれば移動可能であることを初めて示したことなど、歴史的な経緯を説明した。

The purpose of this study is to investigate the formation of soluble elements in BCC crystals and to predict the formation of alloys. This prediction is representative of the study. The calculation results of the electronic structure of solute atoms are obtained from the calculation results. The prediction results are confirmed from the calculation results. The degree of success of this test is very high, and the accuracy of this test is very low. The reliability of this test is very high. The research activities of the cooperative research team are progressing. The reason for this is that the above academic questions are clearly explained, and when the year is exposed, the analysis is conducted. The results of this research are: After electron irradiation, positron lifetime measurement was carried out. This is the first time I've ever seen a person who's been in a relationship with someone who's been in a relationship with someone else. The life of the positive electron is different from that of the negative electron. The formation of a void hole in the electron beam is suppressed by the electron beam. The ICPA International Conference on the Elimination of Positive Electrons was held in Beijing. The Metal Society's research and development program was launched in 2008. In particular, the study representative pointed out that the solute atoms did not move at the beginning of the study.

项目成果

Anomalous solution softening by unique energy balance mediated by kink mechanism in tungsten-rhenium alloys

钨铼合金中扭结机制介导的独特能量平衡导致反常溶液软化

• DOI: 10.1063/1.5131279
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of Applied Physics
• 影响因子: 3.2
• 作者: Tsuru Tomohito;Wakeda Masato;Suzudo Tomoaki;Itakura Mitsuhiro;Ogata Shigenobu
• 通讯作者: Ogata Shigenobu

Suppression of vacancy formation and hydrogen isotope retention in irradiated tungsten by addition of chromium

添加铬抑制辐照钨中的空位形成和氢同位素保留

• DOI: 10.1016/j.jnucmat.2021.153449
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Nuclear Materials
• 影响因子: 3.1
• 作者: Wang Jing;Hatano Yuji;Toyama Takeshi;Suzudo Tomoaki;Hinoki Tatsuya;Alimov Vladimir Kh.;Schwarz-Selinger Thomas
• 通讯作者: Schwarz-Selinger Thomas

First-principles modeling of radiation resistant W-based alloys

抗辐射钨基合金的第一性原理建模

• 发表时间: 2019
• 作者: Suzudo Tomoaki;Truru Tomohito
• 通讯作者: Truru Tomohito

Perspectives on multiscale modelling and experiments to accelerate materials development for fusion

• DOI: 10.1016/j.jnucmat.2021.153113
• 发表时间: 2021-06
• 期刊: Journal of Nuclear Materials
• 影响因子: 3.1
• 作者: M. Gilbert;K. Arakawa;Z. Bergstrom;M. Caturla;S. Dudarev;F. Gao;A. Goryaeva;Shenyang Hu;Xiaohua Hu;R. Kurtz;A. Litnovsky;J. Marian;M. Marinica;E. Martínez;E. Marquis;D. Mason;B. Nguyen;P. Olsson;Y. Osetskiy;D. Senor;W. Setyawan;M. Short;T. Suzudo;J. Trelewicz;T. Tsuru;G. Was;B. Wirth;L. Yang;Yifei Zhang;S. Zinkle

Doping Effect of Re, Mo, Ta on irradiation-induced defects in W

Re、Mo、Ta掺杂对W辐照缺陷的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: T.Toyama;K. Inoue;Y. Hatano;A. Yabuuchi;A. Kinomura;Y. Oya;T. Suzudo;Y. Nagai
• 通讯作者: Y. Nagai