極低温中性子照射した超伝導材・安定化材・構造材中の損傷構造の直接観察と特性変化

点击翻译按钮获取中文摘要

核融合炉用高磁場超伝導マグネットの照射による特性劣化の原因を明らかにするために、KURおよびRTNS-【II】中性子照射により、超伝導材・安定化材・構造材中に生成した損傷構造を、高分解能電子顕微鏡観察により調べるとともに、その特性変化の測定結果と比較検討することとした。超伝導【Nb_3】Snは、照射の初期【(<!〜10^(18)n/cm^2)-(12)】臨界電流(Ic)が上昇すること測定されたが、この程度の照射量でKUR長期照射(85℃)およびRTNS-【II】90℃照射した【Nb_3】Sn中にはカスケード損傷が明瞭に観察され、このカスケード損傷がフラックスのピン止めとして働きIc上昇するものと判断された。この損傷は、RTNS-【II】14MeV中性子照射の方が核分裂中性子の場合よりも、複雑な構造をしていることが明らかとなった。照射量が増すと(25×【10^(18)】n/【cm^2】)臨界電流(Tc)が急激に低下することが測定されているが、この程度の照射量ではカスケード・オーバラップが起り、個々のカスケード損傷は観察されず、小領域毎にコントラストが異り規則度が低下していると判断された。この照射による規則度低下がTc低下をもたらしていると判断された。アーク溶解した【Nb_3】(Al,Ge,Si)についても同様の照射による特性変化を測定したので、引続き組織観察を計画している。安定化材Cuについて、KUR低温照射(20K),RTNS-【II】20K照射後クライオトランスファーレ低温観察を実施した。その結果、カスケード損傷が低温でコラツプスせずにスポンジ状に原子空孔が密集している構造であると判断された。この実験手法は、更に今後引続き実験し、超伝導材などについても行う計画である。低温構造材SUS,Tiについても照射による低温強度の変化を測定した。同上の組織観察を今後実施し、その相関を調べる計画である。