【公開日：2024.09.03】【最終更新日：2024.06.21】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22TU0191
利用課題名 / Title
先進軽水炉被覆管材料の微細構造解析
利用した実施機関 / Support Institute
東北大学 / Tohoku Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
IV族（Zr, Hf）合金, 原子炉材料, その他のコーティング,電子顕微鏡/Electron microscopy,集束イオンビーム/Focused ion beam
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
山下 真一郎
所属名 / Affiliation
日本原子力研究開発機構
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
井岡郁夫
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
TU-504：超高分解能透過電子顕微鏡
TU-507：集束イオンビーム加工装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
国内で早期実用化を目指して開発が進められている事故耐性燃料のクロムコーティングジルカロイ被覆管について、照射に伴うクロム層とジルコニウム合金の（Cr/Zry）界面構造の変化の有無、及び変化の程度を電子顕微鏡を用いた構造解析等により明らかにする。
実験 / Experimental
①クロムコーティングジルカロイ被覆管の断面方向から、QST高崎研のTIARA施設にて10.5MeVのFeイオン照射を30dpaまで行った。➁Feイオン照射した試験片に対してFIB加工を行い、電子顕微鏡用薄膜試料を作製した。③クロム層とジルコニウム合金の（Cr/Zry）界面近傍の電子顕微鏡観察を行い、照射前後における界面構造の変化の有無等を調査した。
結果と考察 / Results and Discussion
電子顕微鏡観察と元素分析の結果から、①クロム層とジルコニウム合金の（Cr/Zry）界面は原子レベルで結合していること、②30dpaのイオン照射後も非晶質化することなく結晶性を保った状態で結合していること、③界面におけるCrとZrの濃度プロファイルは、イオン照射することでやや範囲が拡がる傾向にあること、等が確認された。これらの結果は、照射温度が300℃と比較的低い温度であったため、界面付近の相互拡散は非常に限定的な範囲に留まったと解釈している。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 イオン照射前のCr/Zry界面の高分解能電子顕微鏡像
図2 Cr/Zry界面付近における元素マッピング
図3 Cr/Zry界面近傍の各構成元素の濃度プロファイル
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件