P ἲ䠖㝖Ⲵ᫬䛾ᙎᛶᅇ᚟ศ䛾῝䛥䜢䜒䛸䜑䚸᥋ゐ῝䛥䜢ồ䜑䜛᪉ἲ

䛸䛿ゝ䛘䞉䞉䞉

AFM 䛻䜘䛳䛶䚸 Pile-up 䜢┤᥋ ᐃ䛧 ᥋ゐ㠃✚䜢⿵ṇ䛩䜛ᡭἲ䛿䚸䝘䝜 䜲䞁䝕䞁䝔䞊䝅䝵䞁◳䛥ヨ㦂䛾⡆౽ 䛥䛸䛔䛖฼Ⅼ䜢ᦆ䛺䛳䛶䛚䜚䚸

䝇䝬䞊䝖䛷䛿䛺䛔䟿

ᢏ⾡ⓗ䛺ၥ㢟䛸䛧䛶䜒䚸 Pile-up 㧗䛥䜢኱䛝䜑䛻ぢ✚

䜒䜛ഴྥ䛻䛒䜛➼䚸᥋ゐ㠃✚䜢⢭ᗘ䜘䛟ホ౯䛷䛝䛺 䛔Ⅼ䛜ᣲ䛢䜙䜜䜛䚹䠄௒ᅇ䛾 AFM  ᐃ䛷䛿᭱㧗Ⅼ 䜢 ᐃ䛧䛶䛔䜛䠅

䠐䠊䛷䜒ᡤヮ䚸◳䛥ヨ㦂 䛷䛧䜗䠛

¾ ◳䛥䛰䛡䛷䛿䜒䛳䛯䛔䛺䛔䟿

From Nanoindentation to Ultra-Small Testing Technology (USTT)

ex) Micro-Cantilever Bending Test

Micro-pillar, Micro-scratch, In-situ testing in TEM/SEM and so on...

䝘䝜䜲䞁䝕䞁䝔䞊䝅䝵䞁ἲ䛿 MD ➼䛾ືຊᏛ䝅䝭䝳䝺䞊䝅䝵䞁䛸┤᥋ ẚ㍑ྍ⬟䛺ຊᏛヨ㦂䛷䛒䜚䚸௒ᚋ䛾㐍ᒎ䛜ᮇᚅ䛥䜜䜛䚹

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000

0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005

Bending stress (MPa)

Bending strain

F82H

σy Ҹ 2GPa

䜎䛸䜑

• 䜲䜸䞁↷ᑕᮦ䜢୰ᚰ䛸䛧䛯㔠ᒓᮦᩱ䛻ᑐ䛩䜛䝘䝜䜲䞁䝕 䞁䝔䞊䝅䝵䞁ἲ䛻䜘䜛ຊᏛ≉ᛶホ౯ἲ䛾᭱㏆䛾㐍ᒎ䛻 䛴䛔䛶ᴫㄝ䛧䛯䚹

• 䜲䜸䞁↷ᑕᮦ䛾䝘䝜䜲䞁䝕䞁䝔䞊䝅䝵䞁ᣲື䛻ཬ䜌䛩ㅖ ᅉᏊ䜢య⣔໬䛧䛯䚹

• ≉䛻䚸䝡䝑䜹䞊䝇◳䛥┦ᙜ䛾◳䛥䜢ồ䜑䜛䛯䜑䛻㛤Ⓨ䛧 䛯⌮ㄽⓗ䛺⿵ṇἲ䜔ゎᯒἲ䜢♧䛧䛯䚹

• ᭦䛻䚸༢䛺䜛◳䛥ホ౯䛻␃䜎䜙䛺䛔䝘䝜䜲䞁䝕䞁䝔䞊䝅䝵

䞁ἲ䛾ά⏝஦౛䜢♧䛧䛯䚹

Thank you for your attention!

• ฟ∧῭ㄽᩥ

• T. Miyazawa, T. Nagasaka, R. Kasada, Y. Hishinuma, T. Muroga, H. Watanabe, T. Yamamoto, S. Nogami, M. Hatakeyama,

“Evaluation of irradiation hardening of ion-irradiated V–4Cr–4Ti and V–4Cr–4Ti–0.15Y alloys by nanoindentation techniques”, J. Nucl. Mater. 455 (2014) 440–444.

• R. Kasada, S. Konishi, K. Yabuuchi, S. Nogami, M. Ando, D. Hamaguchi, H. Tanigawa, “Depth-dependent

nanoindentation hardness of reduced-activation ferritic steels after MeV Fe-ion irradiation“, Fusion Engineering and Design 89 (2014) 1637–1641.

• D. Mori, R. Kasada, S. Konishi, Y. Morizono, K. Hokamoto, “Underwater explosive welding of tungsten to reduced-activation ferritic steel F82H“, Fusion Engineering and Design 89 (2014) 1086-1090.

• K. Yabuuchi, Y. Kuribayashi, S. Nogami, R. Kasada, A. Hasegawa, “Evaluation of irradiation hardening of proton irradiated stainless steels by nanoindentation” Journal of Nuclear Materials 446 (2014) 142–147.

• Y. Takayama, R. Kasada, Y. Sakamoto, K. Yabuuchi, A. Kimura, M. Ando, D. Hamaguchi, H. Tanigawa, “Nanoindentation hardness and its extrapolation to bulk-equivalent hardness of F82H steels after single- and dual-ion beam irradiation”, Journal of Nuclear Materials 442 (2013) S23-S27.

• Y. Himei, K. Yabuuchi, R. Kasada, (...), S. Nogami, A. Kimura, “Ion-irradiation hardening of brazed joints of tungsten and oxide dispersion strengthened (ODS) ferritic steel”, Materials Transactions 54 (2013) 446-450.

• S. Noh, B. Kim, R. Kasada, A. Kimura, “Diffusion bonding between ODS ferritic steel and F82H steel for fusion applications”, Journal of Nuclear Materials 426 (2012) 208-213.

• N. Oono, R. Kasada, T. Higuchi, (...),H. Matsui, A. Kimura, “Radiation hardening and microstructure evolution of ion-irradiated Zr-hydride”, Journal of Nuclear Materials 419 (2011) 366-370.

• K. Yabuuchi, H. Yano, R. Kasada, H. Kishimoto, A. Kimura, “Dose dependence of irradiation hardening of binary ferritic alloys irradiated with Fe3+ ions”, Journal of Nuclear Materials 417 (201) 988-991.

• R. Kasada, Y. Takayama, K. Yabuuchi, A. Kimura, “A new approach to evaluate irradiation hardening of ion-irradiated ferritic alloys by nano-indentation techniques ”, Fusion Engineering and Design 86 (2011) 2658-2661.

䜴䜱䝗䝬䞁䝇䝔䝑䝔䞁ᵓ㐀

䜰䝯䝸䜹⮬↛ྐ༤≀㤋䠄䝙䝳䞊䝶䞊䜽䠅 ᡤⶶ䛾ᕧ኱㝹㕲

非公開

Ⅲ . 第 6 回材料部会奨励賞受賞者のよろこびのことば

材料部会奨励賞選考会議による審査の結果、第6回材料部会奨励賞に、京都大学エネルギー理工 学研究所の諸 煥日 氏と、核融合科学研究所の宮澤 健氏、日本原子力研究開発機構の渡辺 淑之 氏が選考されました。表彰式は、2014 年度秋の大会材料部会第29 回総会（2014 年9月10 日 12：00～13：00、京都大学吉田キャンパス）において執り行われました。

受賞題目：耐照射性バナジウム合金の機械特性と照射特性に関する研究 核融合科学研究所 宮澤 健

この度はこのような名誉ある賞を頂き、誠にありがとうござい ました。材料研究に携わり始めて５年程度の若輩者ではございま すが、今後の更なる発展性を評価頂けたものと存じています。受 賞者の名に恥じぬよう、更に材料研究に精進していく所存でござ います。

本研究は、核融合炉用ブランケット構造材料の開発を対象とし、

そ の 候 補 材 の 一 つ で あ る 低 放 射 化 バ ナ ジ ウ ム 合 金(以 後 、

V-4Cr-4Ti)の開発と照射硬化評価手法の高度化です。V-4Cr-4Ti

は窒素(N)、酸素(O)の混入によって硬化・脆化を招くことから、高純度化と不純物の状態制御に よって脆化を抑制することが重要です。そこで、Oとの化学的親和力がTiよりも強いイットリウ ム(Y)を添加し、母相のOをさらに低減したV-4Cr-4Ti-0.15Yが開発されました。そこで私は、レ ビテーション溶解とアーク溶解を駆使して様々なNとOを含むV-4Cr-4Ti-0.15Y合金を作製し、

照射・非照射の機械特性を評価することにより、構造材料としての適用性及びY添加の効果を明 らかにしました。照射試験においては、中性子照射・重イオン照射実験を併用して幅広い照射条 件での効果を求めました。また、重イオン照射で中性子照射相当の照射硬化を求めるための新し い評価手法の開発にも取り組んできました。V-4Cr-4Ti は高温強度に優れていることから、先進 材料として位置付けられています。V-4Cr-4Tiの母相であるVの一部をタンタル(Ta)で置換する ことで、飛躍的に高温強度が向上することが明らかになりつつあります。V-4Cr-4Ti がより魅力 的な構造材料になるよう研究に励んでいます。

震災から４年経った現在においても福島事故による課題は多く残っています。放射性廃棄物の 処理はその一つです。低放射化材料の開発は、放射性廃棄物の低減と再利用を可能にさせること で循環型のエネルギーシステムの構築であると存じています。本材料の開発によって、微力なが らも原子力技術に貢献できればと願っております。

最後になりましたが、本受賞は総合研究大学院大学５年一貫制博士課程においての研究成果で す。指導教員でありました核融合科学研究所 長坂琢也 准教授、菱沼良光 准教授、室賀健夫 教授をはじめ、多くの先生方のご指導の賜物であります。この場を借りて、改めて感謝申し上げ

受賞題目：SiCの照射下ミクロ構造変化のマルチスケールモデリング 日本原子力研究開発機構 渡辺淑之

このたびは、第6回材料部会奨励賞を受賞できたことを大変光栄に 思います。これも本研究に様々なかたちでご協力いただいた皆様のお かげであり、心より深く感謝申し上げます。今後もご指導ご鞭撻のほ どよろしくお願いいたします。

本研究は、SiC 材料の照射効果を対象とし、代表的な照射欠陥であ る自己格子間原子集合体、空孔集合体の形成挙動を機構論に基づいて モデル化するための手法開発を目的としたものです。欠陥集合体形成 のモデル化にあたっては、核生成現象の正確な記述が不可欠となりま すが、従来の材料照射モデリング研究では、集合体の臨界核サイズを

人為的に定義するなど、解析結果に重大な影響を及ぼしかねない曖昧なモデルが繰り返し採用さ れてきました。本研究では、このような物理的曖昧さを排除すべく、集合体の臨界核を欠陥エネ ルギー論に基づいて定義する手法を考案し、集合体形成モデルの高度化を試みました。具体的に は、まず、詳細な分子動力学計算結果と連続体モデルに基づいて記述した理論式を相補的に活用 することで、これまで限定的な情報しか存在しなかったSiCの欠陥エネルギー論を、集合体のサ イズと化学組成比の関数として系統的に明らかにしています。続いて、取得したエネルギー情報 を基に、集合体形成のカイネティクス評価を行いました。ここでは、核生成現象の表現に必要と なる統計的ゆらぎの効果を導入するべく、モンテカルロ法を用いて独自のカイネティックモデル を構築しています。反応速度論解析とも連携した幅広い照射条件での解析結果から、SiC におけ る欠陥集合体形成挙動は、臨界核サイズの議論に加え、集合体の化学量論組成にも大きく依存す ることを見出し、その形成メカニズムを明らかにしました。

本研究は、未解明の物理現象の要因をよりミクロなレベルに求め、各種解析手法を有機的に組 み合わせることで現象の機構論的理解を得ようとする、いわゆるマルチスケールモデリングの実 証例です。こうしたモデル化研究の高度化は、従来の評価モデルから物理的曖昧さを排除し、予 測性を向上させます。核エネルギーシステムの安全設計や保全の高度化がこれまで以上に求めら れている昨今では、システム内で使用される機器材料の寿命を幅広い条件下で精度良く予測して おく必要があり、機構論に立脚して得られた知見を十分に取り込んだ評価モデルの開発がますま す重要になってくると考えます。本受賞を励みとし、今後も微力ながら、材料照射モデリング研 究の発展、さらには核エネルギーシステムの安全性向上の実現に向けた技術開発に貢献できるよ う研究に精進してまいります。

Ⅳ . 関連する国際会議のリスト

(1) TMS 2016 145th Annual Meeting & Exhibition 会期：February 14 – 18, 2016

場所：Nashville, Tennessee, USA

ホームページ：http://www.tms.org/meetings/annual-16/AM16home.aspx 申込締切：未定

TMSの定期大会で，広範な材料，現象の研究成果が報告される会議です。

(2) 40th International Conference and Expo on Advanced Ceramics and Composites (ICACC ’16) 会期：January 24-29, 2016

場所：Daytona Beach, FL, USA

ホームページ： http://ceramics.org/meetings/acers-meetings 申込締切：July, 2016

セラミックス及びセラミックス複合材料に関する最新成果が報告される国際会議です。最近では、事 故耐性燃料の被覆管材料に関するセッションが設けられております。

(3) 2015 MRS Fall Meeting & Exhibit 会期：November 29 – December 4, 2015 場所：Boston , Massachusetts, USA 申込締切：June 18, 2015

ホームページ：http://www.mrs.org/fall2015/

米国材料学会主催の定期大会という位置付けで、年に2回北米で開催（春：西海岸、秋：ボストン）

される会合で、米国外からの研究者も多く参加する会議です。

(4) The Ninth International Conference on High-Performance Ceramics 会期：November 4 – 7, 2015

場所：Guilin, China

ホームページ：http://www.ccs-cicc.com/CICC-9/EN/index.html 申込締切：June 1, 2015

中国セラミックス協会主催のセラミックス材料の国際会議で、今回は次世代原子力エネルギー用セラ ミックスに関するワークショップが開催されます。

(5) 17th International Conference on Fusion Reactor Materials (ICFRM-17) 会期：October 12-16, 2015

場所：Eurogress Aachen, Germany

ホームページ：http://www.fz-juelich.de/conferences/ICFRM2015/EN/Home/home_node.html 申込締切：受付終了

核融合炉材料をテーマに、材料製造技術や照射効果等に関する最新成果が報告される国際会議です。

(6) "Materials Issues in Nuclear Waste Management in the 21st Century" at MS&T15 会期：October 4-8, 2015

場所：Greater Columbus Convention Center, Columbus, OH, USA

ホームページ：http://matscitech.org/program/technical-program/energy-issues/

申込締切：March 31, 2015

ACerS、AIST、ASM、TMSが主催する材料科学技術会合において、核廃棄物管理に係る材料課題が

議論されます。

(7) 12th International Symposium on Fusion Nuclear Technology 会期：September 14-18, 2015

場所：Jeju Island, South Korea ホームページ：http://www.isfnt-12.org/

申込締切：受付終了

核融合技術に焦点を絞った国際会議ではあるが、炉工学に関する材料課題も多く議論される会議です。

(8) TopFuel 2015

会期：September 13-17, 2015 場所：Zurich, Switzerland

ホームページ：https://euronuclear.org/events/topfuel/topfuel2015/index.htm 申込締切：受付終了

軽水炉燃料に関する国際会議であるが、被覆管に関する材料課題も多く議論される会議です。最近で は事故耐性燃料被覆管の開発に関する材料課題の報告もあります。