【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.22】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24KU0108
利用課題名 / Title
窒化物固溶体の高密度電子励起損傷組織解明
利用した実施機関 / Support Institute
九州大学 / Kyushu 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）その他/Others（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
核変換用燃料
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)
髙木 聖也
所属名 / Affiliation
国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 原子力科学研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
安田 和弘,阿内 三成
利用形態 / Support Type
（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
KU-003：マイクロカロリーメーター高エネルギー分解能元素分析装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
申請者所属の研究グループでは放射性廃棄物処分の負担軽減を目的としたマイナーアクチノイドの核変換用窒化物燃料の研究開発を進めているが、窒化物燃料の照射損傷に関する知見は不十分である。本研究では、照射損傷素過程の一つである高密度電子励起損傷の微細組織発達過程を明らかにすることを目的としている。
実験 / Experimental
340 MeV Auイオンを照射したDy0.3Zr0.7N表面において、開気孔内にナノヒロック形成を示唆するコントラストを所属研究機関の汎用SEM(JEOL JSM-IT200)で確認したが、現状ではサイズの評価や他組成で形成されている可能性のあるより小さなヒロックを観察できていない。Zeiss-ULTRA55(設備ID:KU-003)を用いた観察を行い、ナノヒロック形成の有無を確認する。
結果と考察 / Results and Discussion
340 MeV Auイオンを照射量1×1011, 6×1011, 1.7×1015, 3.3×1015 ions/cm2まで照射したZrN及びDy0.3Zr0.7Nの照射面をマイクロカロリーメーター分析SEM（Zeiss ULTRA55）にて微細組織観察を行った。それぞれの窒化物試料において、照射量6×1011 ions/cm2以下ではナノヒロックの形成は確認できず、1.7×1015 ions/cm2以上の照射量で添付の図1に示した通り、主に球形状のナノヒロックの形成を確認した。大きいもので100 nm以上の不定形ナノヒロックの形成も見られ、これはイオン照射に伴う高密度電子励起により、窒化物試料において局所的な溶融と再結晶化が生じたことを示唆する結果だと考えられる。今後はさらに詳細な構造解析（ナノヒロックにおける元素分析等）を行う。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 Dy0.3Zr0.7Nに340 MeV Auイオンを3.3×1015 ions/cm2照射した二次電子像
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