【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.17】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24NM0131

利用課題名 / Title

2.8 MeV Feイオン照射された12Cr-ODS鋼における欠陥分布勾配がナノ酸化物挙動に及ぼす影響

利用した実施機関 / Support Institute

物質・材料研究機構 / NIMS

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）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

ナノ粒子/ Nanoparticles

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)

汪 子登

所属名 / Affiliation

東京大学　大学院工学系研究科 原子力国際専攻

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

韓芸,陽宗達

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

長井拓郎,大石誠

利用形態 / Support Type

（主 / Main）技術補助/Technical Assistance（副 / Sub）-

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

NM-404：無損傷電子顕微鏡試料薄片化装置
NM-407：セラミックス試料作製装置群

報告書データ / Report

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

この研究は、核融合炉や先進ガス炉で使用される酸化物分散強化（ODS）鋼におけるナノ酸化物粒子の安定性に対する照射量勾配の影響を解明することを目的としています。Fe²⁺イオン照射を用いて、深さに依存するdpaの変化を分析し、vacancy型拡散現象がナノ酸化物粒子と欠陥生成に与える影響を評価します。12Cr-ODS鋼試料を400°Cと500°Cで照射し、深さ450nmから1500nmの範囲を調査します。照射前の試料は冷間圧延後、1373Kで3時間真空中で焼鈍し、完全再結晶化させました。照射には2.8 MeV Fe²⁺イオンを使用し、微細構造観察にJEM-2100 TEMを使用します。観察用の断面TEM試料はFIB（集束イオンビーム）システムを用いて作製し、試料厚さは弱ビーム暗視野（WBDF）法で測定します。しかし、より精密な観察結果を得るためには、FIBで作製した試料をさらに研磨する必要があります。そのため、貴機構のNanomillを利用して試料をさらに薄片化し、より詳細な微細構造観察を行いたいと考えております。

実験 / Experimental

東京大学でのFIBによって作製された試料をさらに薄片化するため、Nanomillを用いた機械研磨処理を導入した。まず、Nanomillによる単回の研磨工程を実施し、その後、試料の厚さを卓上型走査電子顕微鏡（SEM）を用いて定量的に測定した。この測定結果に基づき、研磨パラメータの最適化および研磨処理の評価を行った。

結果と考察 / Results and Discussion

FIBによる欠陥除去処理を施すことにより、均一なTEM観察試料を作製した。この試料を用い、Fe²⁺イオン照射を受けたODS鋼中のナノ酸化物粒子を東京大学でのTEMにより詳細に観察した。さらに、鉄イオン照射に起因する転移ループの定量計数を行い、深さ方向に変化するdpaを解析した。その結果、vacancy型拡散現象がナノ酸化物粒子の挙動および欠陥生成に及ぼす影響について評価を試みた。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図１　研磨されたODS鋼の断面観察試料の明視野像

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