高強度中性子環境における電気絶縁被覆機能材料の反跳原子による特性変化

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反跳金属原子の入射を模擬したセラミック電気絶縁被覆を金属基板上に成膜するために、核融合研において３連るつぼを備えた電子ビーム蒸着装置を新たに構築し、セラミック材料と反跳金属原子を模擬した金属粒子の交互蒸着による成膜を可能とした。また、Y2O3被覆試料の成膜を開始し、X線光電子分光（XPS）により適切な組成比が得られることを確認するとともに、蒸着速度の評価等を実施した。引き続きセラミック材料と金属材料を同時に蒸着するための抵抗加熱蒸着源の追設を進めている。被覆試料の微視的電流経路を観察する目的で、名古屋大学の原子間力顕微鏡(AFM)にConductive-AFMアタッチメントを設置した。前述のY2O3被覆を含む複数の電気絶縁被覆試料表面の観察を行い、表面微細構造の観察と同時に、被覆に生じた小孔等での漏れ電流経路の分布が明確に取得できることを確認した。今後、反跳金属原子の入射を模擬した電気絶縁被覆の漏れ電流経路の直接的な評価に威力を発揮することが期待できる。中性子照射効果を模擬するためのイオンビーム照射実験立ち上げでは、異なる照射装置に共通して取り付けが可能な、照射下電気伝導測定用のフランジ付き試料ホルダーと測定系の構築を行った。また、核融合研のタンデム加速器に高温照射実験用ビームラインとチェンバーを新たに設置して、チェンバー中心までのビーム輸送を確認し、照射実験準備を完了した。静岡大学では、Y2O3、ZrO2被覆へLiイオンビームを入射させ、約0.1～1原子％のLi原子を含有する試料の製作が行われた。中性子照射損傷効果を模擬した1dpa(displacement per atom)のイオンビーム照射も行われ、現在、電気伝導度の変化について詳細評価が進められている。