【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.16】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24HK0108

利用課題名 / Title

低合金鋼のミクロ組織と機械的特性の相関

利用した実施機関 / Support Institute

北海道大学 / Hokkaido 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）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions

キーワード / Keywords

表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control,電子顕微鏡/ Electronic microscope,イオンミリング/ Ion milling,電子回折/ Electron diffraction,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)

瀬戸 仁史

所属名 / Affiliation

日本核燃料開発株式会社

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

岡　弘

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

大多亮,大久保賢二,遠堂敬史

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術代行/Technology Substitution

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

HK-101：ダブル球面収差補正走査透過型電子顕微鏡
HK-103：マルチビーム超高圧電子顕微鏡

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

軽水炉の原子炉圧力容器の構成材料である低合金鋼は、中性子照射によって脆化すること、またその主要因が中性子照射によって導入されるナノメートルオーダーの組織変化であることが知られている。代表的な組織変化として、転位ループの形成と溶質原子クラスタの形成が挙げられる。一方で、これらの組織変化と機械的特性変化の定量的な相関は明確ではなく、また、照射速度の違いによる上記変化への影響に関する知見も十分でない。本課題では、比較的容易に照射速度の調整が可能である超高圧電子顕微鏡による電子線照射試験により、照射速度がミクロ組織変化に与える影響を調査した。

実験 / Experimental

別途準備した低合金鋼（実用鋼）の薄膜試料を北海道大学のマルチビーム超高圧電子顕微鏡（ARM-1300）に装荷し、加熱ホルダを用いて試料温度を290℃とし、加速電圧1250kVで電子線照射を行った。照射電流を調整することにより、異なる複数の照射速度で照射した。照射後の試料のうち一部については、北海道大学のダブル球面収差補正走査透過型電子顕微鏡（Titan3 G2 60-300）に装荷し、TEM観察及びSTEM／EDS分析を行った。

結果と考察 / Results and Discussion

北海道大学のTitanを用いた観察・分析により、電子線照射によって転位ループと溶質原子クラスタが形成していることが確認された。また、別途詳細なTEM観察・STEM／EDS分析を全ての電子線照射試料について行ったところ、転位ループの形成状況は照射速度に大きくは影響されない一方で、溶質原子クラスタの形成状況は照射速度によって明確に異なることが分かった。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

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