概要/ Abstract


 原子力エネルギーの利用ではその安全性の確保が最重要命題である。原子力システムの構造材料は、高エネルギー中性子の照射をうけて点欠陥とその集合体が生成し、それらの拡散や相互反応を介して微細組織が変化し、最終的に照射硬化や脆化を引き起こす。こうした原子力システムに特有の材料劣化機構(照射損傷)に加えて、部位によっては、高温・高圧あるいは腐食環境も問題になる。原子力システムの長期にわたる安全性を担保するために、こうした過酷な環境に耐える材料の開発が重要な鍵となっている。そのために個別の材料の開発研究に加えて、材料の照射効果を理解し予測するための基盤的研究が必要である。これは社会に対して原子力システムの安全性を材料科学に基づいて説明することにもつながる。


 当研究室では原子炉(軽水炉、次世代炉)や核融合炉の構造材料である鉄鋼材料やジルコニウム合金などの放射線照射劣化、環境劣化に係る研究を行っている。基盤的研究としては照射、高温高圧、腐食といった極限環境下における材料の劣化メカニズムの解明、組織発達のモデリング、材料劣化と寿命の評価法を挙げる。このために微細組織評価(透過電子顕微鏡、超高圧電子顕微鏡、加速器結合型電子顕微鏡等)、化学分析技術、機械強度試験(引張試験、中子拡管試験等)、理論計算(有限要素法、分子動力学法等)などの種々の手法を用いている。

As one of the expected solutions for the safe design and operation of nuclear power plants, as well as for the global issues such as reduction in fossil fuel deposits and greenhouse effect, the further improvement of nuclear energy is indispensable. We deal with research and development of materials for fusion reactors, advanced fission reactors, and current light water reactors. The main aspects of our research are to reveal fundamental mechanism of the degradation process. The following techniques are applied: Microscopic techniques like TEM, HVEM, TEM-accelerator, SEM/EBSD etc.; mechanical test like advanced expansion due to compression (A-EDC), tensile test, creep test, and nano-hardness test etc; and computer simulations like finite element method and molecular dynamics method.