一般社団法人 日本原子力学会

材料部会報

Nuclear Materials Letters（2015 年 9 月）

（部会ホームページ http://www.aesj.or.jp/~material/）

目 次Ⅰ.

巻頭言 ............................................................................................................... 1
第 14 代 材料部会長 原子力安全システム研究所 福谷 耕司

Ⅱ.

2015 年 春の大会 企画セッション報告............................................................ 2「材料挙動と計算機シミュレーションの接点」の報告

東北大学

長谷川 晃

(1) 原子力分野における反応速度論研究と実験分野への期待

京都大学

森下 和功

(2) 原子力材料分野における分子動力学研究の現状と展開

東京大学

沖田 泰良

日本原子力研究開発機構

山口 正剛(3) 粒界破壊における破壊力学試験と第一原理計算の接点

Ⅲ.

第３回 核燃料・材料・水化学 夏期セミナー報告 ......................................... 41
室蘭工業大学 岸本 弘立
参加者の声

Ⅳ.

関連する国際会議のリスト ............................................................................. 47

Ⅴ.

運営委員会 委員名簿 ...................................................................................... 50

Ⅵ.

寄稿のお願い................................................................................................... 51

Ⅶ.

編集後記 ......................................................................................................... 51

Ⅰ. 巻頭言第 14 代 材料部会長 原子力安全システム研究所 福谷 耕司

Ｈ２７年度の材料部会長を務めております原子力安全システム研究
所の福谷耕司です。ひとことご挨拶を申し上げます。
福島第一原子力発電所の事故からこの９月で４年半がたちます。まだ多くの方が避難生活の中にあり、世論調査では原子力発電所をネガ
ティブと考える割合が引き続き多い状況ですが、川内発電所１号機が再稼働となりました。時間の経過とともに原子力の状況も少しずつ変化してきています。
事故炉の廃炉作業では、４号機の使用済み燃料がすべて取り出され、３号機では使用済み燃料プール上に落下していた燃料交換機が取り出されるなど、廃炉に向けた作業が遅れながらも進みつつありますが、デブリの状況確認や取り出しなど多くの難題があります。他の軽水炉では、前述のとおり、新規制基準に基づく審査に合格した発電所が運転を開始し２年ぶりに原子力による発電が再開しました。年数のたったいわゆる経年プラントでは、敦賀発電所１号機など５基の廃炉が決まる一方、美浜３号機などで４０年超え運転の審査が開始されています。さらに、国としての原子力利用に関しては、経済産業省が２０３０年時点の望ましい電源構成案して原子力の比率２０～２２％とすることがまとめられました。
私自身は民間会社の研究機関で約３０年原子炉材料の研究開発に携わってきました。材料技術というのは基盤技術であり、安全に直結することは多くない分野ですが、軽水炉では経年劣化へ対応するための保全・診断・評価技術は安全運転を継続する上で欠かせない技術です。さらには、将来の利用を目指した新材料や改良材料の開発は、例えば事故耐性燃料、核融合の実現などで不可欠の要素技術です。福島の事故炉では構造物の長期健全性の確認、事故進展シミュレーション
や燃料デブリの物性予測など、従来想定していなかった複合材料や複雑環境での振舞いを考察することが必要となっています。原子力では挑戦的な材料課題がある一方で、それに取り組む技術者研究者が減少しているのではないか懸念しています。個人的な経験からも、複雑な材料の振舞
い、特に実際の発電所などでの振舞いを理解していくには、最新鋭の分析機器を駆使するだけではなく、過去の知識がとても重要な場合が多くありますが、それが世代を超えてきちんと伝わっているのか心もとなく感じます。
材料部会としては、多様な材料の課題を取り組む魅力のあるものとして若い世代に伝えていく
ことが今は特に重要と考えています。いろいろな機会、学会やセミナーなどを活用していきたいと思いますし、この夏には核燃料部会、水化学部会と合同で夏期セミナーが開催されました。今後とも部会員の皆様の部会活動へのご協力をよろしくお願い申し上げます。
2015 年 8 月 26 日記1

Ⅱ. 2015 年 春の大会 企画セッション報告
東北大学

長谷川 晃

計算機の性能向上に伴ってシミュレーション技術は急速に発達しており、原子力分野の材料開発における計算機シミュレーションへの期待は大きくなってきています。とはいえ、計算機と現実世界との隔たりは依然として大きく、実験側の計算機シミュレーションへの理解は必ずしも十分とは言えません。さらに日本国内においては計算機側の実験への興味は薄く、計算機から現実世界に至るまでの間で相当のギャップがあるのが現状です。
こうした状況に鑑み、2015 年春において、下記の材料部会企画セッション「材料挙動と計算機
シミュレーションの接点」が開催されました。

「材料挙動と計算機シミュレーションの接点」（3 月 21 日（土） 13:00～14:30、C 会場）
座長

東北大学

長谷川 晃

京都大学

森下 和功

東京大学

沖田 泰良

日本原子力研究開発機構

山口 正剛(1) 原子力分野における反応速度論研究と実験分野への期待(2) 原子力材料分野における分子動力学研究の現状と展開(3) 粒界破壊における破壊力学試験と第一原理計算の接点

3 人の講師の先生方はそれぞれ反応速度論、分子動力学、第一原理の計算機技術の分野で先導的な活動をされている専門家であり、20 分という短い時間ではありましたが、各分野の現状と課題について聴衆に十分に伝わる優れたご講演をいただきました。会場には、実験、および計算機シミュレーションの両分野からの多くの研究者の出席があり、講演に熱心に耳を傾けるとともに、活発な質疑が行われ、本セッションの内容の関心の高さが感じられました。ここではより多くの学会員に情報を周知するため、講演資料を掲載することで、概要をご報告いたします。

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T. OdaLawrence Livermore National Laboratory
W.G. Wolfer, M.P. Surh, A. KubotaÕĒņƷûǈ• MDöƷæŌ
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ŒĤǔǺǢ
SandiaaaĢėğ®ƢŻĒƨƭĄ¿ǔǺǢǽLAMMPSƢƑĳƶĎƝǅǈǇǾ
(Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator)
http://lammps.sandia.gov/download.html
LAMMPS Molecular Dynamics Simulator
lamp: a device that generates light, heat, or therapeutic radiation; something that illumines the mind orsoul -- www.dictionary.com
hover to animate -- input script

physical analog (start at 3:25) & explanation
Big
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K. Morishita, 2008

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EPKA = 1 keV ƷiVǽ2.5 x 104 &Ʒĩ

PKA

NVE :ƷiV
ΔT = 60 ~ 100 KǹAuņƍǊ~ŝƴƨƭMDöƶǄǇǐǙǓǺǢŒĤ
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EPKA = 8.4 keVǹEPKA = 500 keV ƷiVǽ1.25 x 107 &Ʒĩ

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3ǙǩǳǍǸŽ½ƶǄǇ5µ
2

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5

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3

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ǐǙǓǺǢº+ůĝƷ6ċǐǙǓǺǢº+ůĝŐÈƶŽƩǇÅėğ (1)~ 1990 :EPKA ≤ 5 keVƈØĵ¸ƶǄǇêƂ­Ɨ
α-Fe (5.0 x104 atoms) [1], Cu (3.2 x104 atoms) [2][1] A.F. Calder et al., J. Nucl. Mater. 207 (1993) 25.

[2] A.J.E. Foreman et al., Philo. Mag. A 66 (1992) 671.

1991:
EPKA = 25 keVǖǨǐǙǓǺǢƻƷ:ŇǽƈVƷĔ·č­Cu (5.0 x104 atoms) [3][3] T. Diaz de la Rubia et al., Phys. Rev. Lett. 66, 21 (1991) 2766.

2000 ~ :EPKA ≤ 100 keVâqżLqƈVƷ1ë/ŮGα-Fe (1.0 x107 atoms) [4]
Cu (2.0 x106 atoms) [5][4] R.E. Stoller, J. Nucl. Mater 276 (2000) 22.
[5] D.J. Bacon et al., J. Nucl. Mater 323 (2003) 152.

2006 ~ 2008 :EPKA ≤ 100 keVŒĤƷFĊHƗ[6]ǽreview paper [6,7][6] R.E. Voskoboinikov et al., J. Nucl. Mater 377 (2008) 385.
[7] L. Malerba, J. Nucl. Mater 351 (2006) 28.
16ǐǙǓǺǢº+ůĝƷ6ċǐǙǓǺǢº+ůĝŐÈƶŽƩǇÅėğ (2)ăêƂîsĊ
1000

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100

0.75
EMD

10
0.5

EMD
1

100

0.1

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1
10
MD cascade energy (keV)

100

0.5

100 K, 10 keV
50 keV

0.4
0.3
0.2
0.1

0

(a)

Fraction of interstitials in cluster size

1

Fraction of interstitials in cluster size

1.2

0
(b)

Average and standard error
Iron, 100 K MD simulations

Iron, 100 K simulations
1.4

Surviving MD displacements

Surviving displacements per NRT

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2

3

4

6

5

7

8

9

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900 K

0.4
0.3
0.2
0.1

0

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10

0.5

1

(b)

2

3

E
N F ∝ PKA
2Ed

4

5

6

7

8

9

10

³11

Number of interstitials in cluster

Number of interstitials in cluster

Average interstitial cluster distributions: 20 keV cascades at 100 and 600 K

Fraction of interstitials in cluster sizen
N F ∝ E PKAƈVĜG

20 keV, 100 K
600 K

0.5
0.4
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0.2
0.1

0

1

2

(c)

Fe

Cu

3

4

5

6

7

8

9

10

³11

Number of interstitials in cluster

R.E. Stoller, Primary Radiation Damage (2012)

Y.N. Osetsky et al., J. Nucl. Mater. 276 (2000) 65.

ǐǙǓǺǢº+ůĝƷ6ċŦƷėğŭndHǻƖǎǥǵǑǺHǼMDŒĤȁƗα-Fe, EPKA = 500 keVƘ[1]ǬǟǸǗǰǵƷƖH
•ƌqçūŒĤƶfƱƝƭǬǟǸǗǰǵƷçĦǽƌq
ēžìĺƷ1•VŷǬǟǸǗǰǵƷŻĒ
- Fe-Cr [3,4]- Fe-He [5]ǽFe-Cu-C [6], Fe-P [7]- Fe-Cr-Ni [8]t =0t =0.02 ps

t =0.1 ps

Fe-CrĩƳƷα’ phase:Ő³GƷMDŒĤƗ[9][1] E. Zarkadoula et al., J. Conden. Matter.
25 (2013) 125402.
t =0.3 ps

xƕ : AuļǍǏǸąƘ[2][2] N. Sekimura et al., J. Nucl. Mater 212-215 (1994) 160.

17

t =1 ps

t =25 ps[3] P. Olsson et al., Phys. Rev. B 72 (2005) 214119 [4] G. Bonny et al., Philo Mag. 91(2011) 1724.
[5] L. Yang et al., Appl. Phys. Lett. 88 (2006) 091915[6] J.W. Jang et al., J. Nucl. Mater. 373 (2008) 28.
[7] S.F. Di Martino et al., J. Nucl. Mater. 417 (2011) 1058.
[8] G. Bonny et al., Modell. Sim. Mater. Sci. Eng. 19 (2011)[9] M. Tikhonchev et al., J. Nucl. Mater 442 (2013) S618.

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100K, loopĔ 2nmǽƹƪƿŪ4.0 x 106 /sĻĐ:ŐƫǋÁ¥DǻCRSS ; Critical Resolved Shear Stress)
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Ƹ40nmǊŔwƩǇǾ

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êƂ| ~ 6 x1022 m-3Edge dislocationţ
b=a0/2[10-1]
Z=[111]

X=[10-1]
Y=[1-21]18ţƴêƂƷĕ

ţƴêƂƷĕ

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BCC-Fe

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[1]

Screw

[5]

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[2]

[3]

[6]

SFT

Void

[4]

Edge 

[8]

[7]

Screw

[5]

[1] T. Hatano et al., Phys. Rev. B72 (2005) 094105[2] T. Nogaret et al., Philo. Mag. 87 (2007) 945.
[3] Z. Rong et al., Philo. Mag. 85 (2005) 1473.
[4] B.D Wirth et al., J. Eng. 124 (2002) 329.
[5] Y.N. Osetsky et al.,[6] D. Rodney, Acta Materia. 52 (2004) 607.

Loop

Cu-ppt·ő drag
[9]

[3]

[10]

[11]

[12]

[7] Y.N. Osetsky et al., Philo. Mag. 86 (2006) 2295.
[8] G. Monett, Acta Mater. 55 (2007) 5081.
[9] D. Terentyev et al., Script. Mater. 62 (2010) 697.
[10] D.J. Bacon et al., J. Nucl. Mater. 329-333 (2004) 1233.
[11] D. Terentyev et al., Philo. Mag. 90 (2010) 1019.
[12] S. Jumel et al., J. Nucl. Mater. 346 (2005) 79.• BCC-FeƶƠƝƲǽǅƫǋţƷǔǌǊœŧƩǇŰ;ƵǬǟǸǗǰǵƢsbƨƵƝǾ
MendelevǬǟǸǗǰǵ (2003) ƢðťēĿƝƴƧǈƲƝǇƢǽţƷĜGËƶƸŰ;ƳƸƵƝǾ• <ÓŪƷŔwËƶĎƩǇ½ƶǄƯƲǽİÞƢđƵǇƦƴǂƜǇǾFCCŷƶÄƝƲƸǽţƷƝƆzćƶ~ƩǇŒĤƳƸǽ ½ƶǄƯƲİÞ
ƢđƵǇRĺ¦ƢƜǇǾƘEx. Ĕ6nmƷloopǽǻ× ǫǍǢǽ× nƣƵloopǼţƴêƂƷĕ

ĎƹƪƿŪƷśƓ
Shear Stress

Void
Glide plane

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b=a0/2[10-1]
Z=[111]

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ƹƪƿKEǊŃƞƭǁǽƹƪƿŪƸǽ106 - 107 [s-1]ƴƵǇǾ
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N¥ĒčƷÑĄǊęřƨǽǔǌN¥ĒčƷƅƶƸƹƪƿŪ
ǊƧƫǇ [1] ģƷ¼ĿǂŃǉǈƲƝǇǾ

Y=[1-21]Ćú¦ůĝƶÄƝƲǍǪǸǡƢĒč
ƩǇƾƳƶŌƩǇǻƮǼËżƗtw[1] T. Nogaret et al., Philo. Mag. 87 (2007) 945.

9ĉţ - 6nm Frank loopƷĕ

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⎛H⎞
tw = ν 0−1 exp ⎜ ⎟⎝ kT ⎠• tw~ 10-9, ν0 ~ 1013 Ǌ1ƨǽH/kT ~ 10Ǿ• 600K ƳƷĆǎǥǵǑǺƢ ~ 0.05 eVƳƜǇƦƴǊķ«ƩǇƴǽ
ŊƉƵ³GǊƞN¥ǻ`ǼƳƸċŝǊè»ƨƲú¦HǎǥǵǑǺ0.5 eVƷĆƝǇƴķƟǅǈǇƢǽshearģJīƵN¥ǻT`ǼƳú¦ůĝƷǍǪǸǡǊMDƳŗ"ƩƸƖƹƪƿŪƶŠ]ƩǇƦƴǂķƟǅǈǇƭǁǽ
ǇƦƴƸ_ƋƳƜǇƗ[2]Ǿ
MDŒĤƷƿƳĶēƵİŜǊƤƦƴƸƳƣƵƝǾ[2] D. Rodney, C.R. Physique 9 (2008) 418.

19ţƴêƂƷĕ

ŦƷėğŭƷĎ- Frank loopƷunfaulting -Screw - 6 nm <110> loop @ Ni [2]Edge - 6 nm <112> loop @ Cu [1]• Screw­:Ʒ 2ŴƩƼǆǽÂƨƝƍƳƷ²• 2ĮƷ²ţƴƷN¥ƶǄǇĞ êƂƷŐý
ƜǇƝƸǽ• Screw­:ƷƩƼǆǽÂƨƝƩƼǆƍƳƷ²
• D- ShockleyƷ­ƶǄǇĞ êƂƷŐýa0aa[112] → 0 [2 1 1]+ 0 [12 1]
6
6
6• <110>-wedge loopƷÃƢǽunfaultingƷęĊƢƖƝǾ
• Screw­:ƷƩƼǆǊƞůĝƳƜǇǾ• ţƷ²ǽƩƵǉƮSFEƶǄƯƲţƴêƂƷĕ
ĎƸôwƱƥǅǈǇǾ[1] T. Nogaret et al., Philo. Mag. 87 (2007) 945.
[2] D. Rodney, Acta Materia. 52 (2004) 607.

ÐÂėğƷĭ - (1) SFE!s¦ţŜƶfƱƤ9ĉţƷ²
μ a02 ⎧⎪ 2 + ν ⎫⎪ 1⎬⎨
16π ⎩⎪ 3(1− ν ) ⎭⎪ Γ SFE





9ĉţƷ² (10-9 m)

200
20

Ag

150
15

40

 
ΓSFE = 12 - 24mJ/m2

100
10

30

Cu

50
5

Au
0
0
0

50

50

20

Al

Ni
100

10

150

SFE(mJ/m2)

0
200

EP =



d eq =

i - loopƷ­ǎǥǵǑǺ
Perfect loop
Frank loopGbP2
rP2(1− ν )uwƵloopªƢlHƩǇĻĐIƗrcrit
rcrit =

2

EF =

GbF
2
rF + πrF ⋅ ΓSFE
2(1 −ν )ǏǺǙǟǣǍǡŸ
ΓSFE = 12 – 24 mJ/m2

μ a02
1
⋅
12π (1− ν ) Γ SFE• ǏǺǙǟǣǍǡŸƸǽSFEƢÐǂƝFCCŷƷǿưƳƜǇǾ
• ǏǺǙǟǣǍǡŸƷSFEƸþƶ!sƩǇǾ16-25 mJ/m2@R.T., 31-34mJ/m2@600K [1]¡ÙǽSFEŷƷ³GǊ±¹ƩǇƭǁǽCuƢĎƝǅǈƲƣƭƢǽǏǺǙǟǣ
ǍǡŸƷSFEƸCuǄǆǂƝǾƦƷƭǁǽSFEƷą³GƶMƽƩƎǊÈǅơƶƩǇƦƴƢòǁǅǈǇǾ
20[1] C.C. Bampton et al., Acta Metall. 26 (1978) 39.ÐÂėğƷĭ - (1) SFE!s¦SFEƷƷƎƶŽƩǇÅėğǐǙǓǺǢº+ƶŽƩǇMDŒĤţ-êƂĕ

ĎƶŽƩǇMDŒĤ

C. Wang et al., Nucl. Inst. Meth. B 321 (2014) 49.

T. Nogaret et al., Philo. Mag. 87 (2007) 945. 

Ni, Ni-25Fe, Ni-50FeǽEPKA = 10 keV

Edge – Frank loop for Cu by applying nonglide stress, or by using two potentials

Z. Yao et al., J. Nucl. Mater 367-370 (2007) 298.
Various Ni potentialǽEPKA = 5-40 keV

D. Terentyev, J. Nucl. Mater. 442 (2013) 208.
Screw – Frank loop for Ni, Ni-25Fe, Ni-50Fe

¦qąŘƕ
Z. Li et al., J. Nucl. Mater. 385 (2009) 329.
C, N, Ni, SiYÑŶǊlHƧƫǇƦƴƳǽΓSFE = 11, 31, 46 mJ/m2 ƴƨƭǏǺǙ
ǟǣǍǡŸƶ~ƩǇ¦qąǽTEMŎ}ǽŘƕ
SFE (mJ/m )G. Bonny et al., Modell. Simul. Mater. Sci. Eng. (2011) 19

100
1.00
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
100
280

90

C¦ĊǽSFEǊŰíHƨƭFe-Cr-NiVŷǬǟǸǗǰǵƷŻĒ80

C Cr (at.%)70

D. Terentyev et al., J. Nucl. Mater. 442 (2013) 208.
Screw-Frank loop for Fe-20Cr-10Ni
Local friction ƷƎǽǬǟǸǗǰǵƷ$ƒ¦

60
50
40
30
20
10
0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

CNi (at.%)ÐÂėğƷĭ - (1) SFE!s¦SFEƷƿđƵǇFCCŷLqżǬǟǸǗǰǵ
Potential

#1

#2

#3
#3

#4

#5

#6

SFE (mJ/m )

14.6

24.8

44.1

61.6

94.6

186.5

Lattice constant (Å)

3.639

3.639

3.639

3.639

3.639

3.638

Cohesive energy (eV/atom)-3.425-3.416-3.423-3.429-3.428-3.427

Binding energy (eV)

2.013

2.025

2.024

2.023

2.021

2.019

Vacancy migration energy (eV/atom)

0.905

0.907

0.917

0.926

0.948

0.995

Vacancy

0.905

0.907

0.917

0.926

0.948

0.995

Interstitial

2.82

2.81

2.81

2.82

2.82

2.81

C11

172.7


173.5

174.0
174.0

174.5

175.3

177.5

Elastic constant (GPa)C12

127.9


127.3

127.1
127.1

127.0

126.7

125.4

C44

83.7

83.8

83.7
83.7

83.6

83.5

83.0

1349

1352

1353

1355

1356

1351

2

Formation energy(eV/atom)Melting point (K)21ÐÂėğƷĭ - (1) SFE!s¦ǐǙǓǺǢº+ůĝƶMƽƩSFEƷƎ (1)Ackland Cu potential ƶƠƥǇǐǙǓǺǢƷǠǺǜǪǺǙƗ[1]Number of residual defects

Number of residual defects

70
60

20 keV

50
40
30

10 keV

20

5 keV
2 keV
1 keV

10
0
0

50
5

ΓSFE=44.1mJ/m2ƷİÞ
@100K

100

150

200

SFE(mJ/m2)
PKAǎǥǵǑǺƢ10 keVƳǽêƂî
s½ƸSFEƴ3ƶkEƨǽƖPKAǎǥǵ
ǑǺĝƬƷƎƢƔŀƴƵǇ,XƶƜǇǾÕǬǟǸǗǰǵƳòƾǇêƂîs½Ƹǽ
¡ÙƷAckland CuǬǟǸǗǰǵƷİ
ÞƴĽƩǇǾ[1] R.E. Voskoboinikov et al., J. Nucl. Mater 377 (2008) 385.

ÐÂėğƷĭ - (2) MD + FEMŬ­ŐÜ   








1000
atoms




 


 





 



  1000 atoms 1000
atoms

• MDöƸǽ&ƙƷLq³GƶfƱƝƲÖ
¿ƷĈ¦lHǊ ÿƩǇƳ.ǈƭ¯öƳƜǇƢǽŰĎRĺƵĠżǙǓǺǵƸ
10nmƷǏǺǝǺƳƜǇǾ
• Ŋ½ƷţǃƣŇǊYǀĩģǽźšƊ¦ĕ ĎǊPǆ°ƞ¤ŌƢƜǇiVǽ
ŰĎƢ_ƋƳƜǇǾ22ÐÂėğƷĭ - (2) MD + FEMŬ­ŐÜ

MD + FEM Ŭ­ŐÜ¯öƷçĦ (1)• ţǃƣŇƷŦ*ŲƳƸǽİÌ¦ƢŀƨƤ ǈƲƝǇƭǁǽMDöƶǄǇŗ
"Ƣ¤ŌƳƜǇǾ• ţǃƣŇơǅwšƊƊǈƭŲ:ƳƸǽv2İÌƴnƶƸƪǈƲƝƵƝƭǁǽ¦ŜƷŰĎƢRĺ
ƳƜǇǾƦƷƐeƳƸǽFEMƶǄǇŐ
ÜƢŰ;ƳƜǇǾ• ƦƷĸǊ¾V¦Ǌ#ƮƵƢǅŬ­ƧƫǇƦƴƶǄǆǽLq³GƶfƱƝƲ
Ö¿ƷĈ¦lHǊ ÿƩǇƦƴƢċ
xēƶRĺƴƵǇǾ

elasticity
FEM

MD
regionÐÂėğƷĭ - (2) MD + FEMŬ­ŐÜ

MD + FEM Ŭ­ŐÜ¯öƷçĦ (2)•ŴŐ-ŌĬ (DRE : DualResolution Element) ǊFEMƴMDƐ
eƷżƷjĐƶųĵƩǇƦƴƳǽMDFEMŬ­ǯǠǵǊçĦƨƭǾ

• DREƸFEMƶ~ƨƲƸļŢǂŌĬƴƨƲ´ǇľƝǽMDƐeƷLqƶ~ƨƲƸļŢǂLqƷƈ^ƴƨƲ´ǇľƞǾnƣƵĈ£
• MDƴFEMƷjĐƐeƶƠƝƲǽĥăƴ
LqƢĽƨƵƤƲǂǄƝǾ
BƷ=Ʒ½(ŐÜǊ¤ŌƴƨƵƝǾ

•• MD / FEMƐeżƷĆƢ6ċƧǈǇǾźšƊĕ ĎƴLqǶǪǵƷĕ ĎǊWËƶPǆ°ƞƦƴƢRĺƴƵƯƭǾ23ÐÂėğƷĭ - (2) MD + FEMŬ­ŐÜ

Ŋ½ţƴn,ŏħĐƷĕ

Ď (1)

FCC-Ni @ 600K
ƫǋÁ¥D
İÌħĐ

40MPa/psƳkE

9ĉţ
4Õµ1

4ÕƷţƴĞ êƂİÌħĐÐÂėğƷĭ - (3) ąêƂƷxƕēŗ"ǍǏǸEŪ\ŬİşßdǡǸǥǵƔ¢ŹConjugation

Ion accelerator

Ion accelerator

STM

STM

24

ÐÂėğƷĭ - (3) ąêƂƷxƕēŗ"STMƶǄǇSiņƍƷŎ} (1)
(a)
(b)

5nm

(a) : Si (111)ƍ
ƍ 7 x 7 6ç­ƍ(b) : Si (111) Č¨ņƍǯǠǵ

ÐÂėğƷĭ - (3) ąêƂƷxƕēŗ"STMƶǄǇSiņƍƷŎ} (2)(b) After irradiation(a) Before irradiation

30keV Ar+ ion to 9.0×1010/cm2

10nm

10nm

25

ÐÂėğƷĭ - (3) ąêƂƷxƕēŗ"STMƶǄǇAuņƍƷŎ}

STMŎ}

MDŒĤ

STM

3nm

5nm

ĠrƈVƷĉðťǻİÌÁƍǼ
5nm



ƾƴǁ
• LqDÖ¿:ŵƶÄƝƲǽMDöƸǽǐǙǓǺǢº+ǽţêƂƷĕ ĎƶņƧǈǇnmǽpsƷċŝ±¹ƷƭǁǽĎƝǅǈƲƣƭǾ
• 2000ſǽ106atomƷŒĤǛǵƶƠƥǇMDŒĤƢ
ċxēƶRĺƴƵǆǽŤñĂĕƷPKAǎǥǵǑǺƶƠƥ
ǇǐǙǓǺǢŒĤǽţ-êƂƷĕ ĎƶŽƩǇǠǺǜƢ
0xƨƲƣƭǾÐŦƳƸǽáłVƶĕƩǇPKAǎǥǵ
ǑǺƳƷŒĤǹVŷǊ~ŝƴƨƭŒĤģǽxċŝǊ±¹ƨǯ
ǠǵHƩǇŘƿƢŃǉǈƲƣƲƝǇǾ
• ǄǆĨƷƖƝǻ¢ǙǓǺǵƳƷǼŒĤǽǄǆnƣƝǙ
ǓǺǵǊ~ŝƴƨƭŒĤƴİƺưƥǇƦƴƶǄƯƲǽxƅƷ
ÿƶĴƢǇǾ
• MDİÞƷp¦äŖƸǽîƧǈƭśƓƳƜǇǾ
26

日本原子力学会 ２０１５年春の年会
材料部会セッション「材料挙動と計算機シミュレーションの接点」
2015/03/21 茨城大学日立キャンパス(3)
粒界破壊における破壊力学試験と第一原理計算の接点（JAEA） 山口 正剛

1

粒界破壊とは？
10‐100 μm
結晶粒• 結晶粒界に沿った破壊＝粒界破壊
結晶粒界

不純物元素
の粒界偏析

• 粒界に不純物元素が偏析すると、粒界破壊が生じやすくなる。
（焼戻し脆性）
• なぜ？

不純物元素
(H, P, S, Sb, Sn, etc.)272

粒界破壊エネルギー低下 ＞＞ 粒界凝集エネルギー低下
Ni‐Cr鋼

破壊靭性試験

破壊エネルギー KIc2/E (J/m2)

破壊靭性値 KIc (MPa m1/2)

～105

P

Sn
Sb

• 粒界の原子間結合エネルギーは、
高々、4‐5 J/m2
• 不純物元素が粒界偏析しても、せいぜい 1‐2 J/m2減るのみ

J/m～103 • なぜ破壊エネルギーが、10
3
2
5

2

から10 J/m まで減るのか？

偏析量(Arb. Unit)
J. Kameda, Metall. Trans. A 12A, 2039(1981)

3

破壊力学試験と第一原理計算の接点

*

局所破壊応力M. Yamaguchi, J. Kameda: Phil. Mag. 94(2014)2131.
山口：まてりあ54(2015)110.

微視亀裂＝原子レベルの鋭い亀裂
析出物

GB

2ac

進展

微視亀裂
の発生

転位の
pile upγ gb

2 γ fs

表面
エネルギー

粒界
エネルギー

塑性仕事(plastic work)γ p  2γ int  2 γ fs  γ gb

*

粒界凝集エネルギー

局所破壊応力(1   ) *  ac / E  2 γ int  γ p ( 2 γ int )2

2

Griffith-Orowan-Irwinの微視亀裂進展条件
28

塑性仕事が粒界凝集
エネルギーに依存

4粒界凝集エネルギー（２γint）の第一原理計算5

粒界面の原子間凝集エネルギー（２γint）

破面
破面

Efsseg

2 γ 0int

エネルギー

seg
ep  Egb
 Efsseg

表面エネルギー x2

表面偏析
エネルギー
seg
Egb

粒界

粒界
エネルギー

粒界偏析
エネルギー

粒界と表面における
偏析エネルギー差（脆化能エネルギー）

2 γ int  2 γ 0int  ep X
粒界より表面をエネルギー的に安定化する元素＝脆化元素

粒界偏析量 X

Rice & Wang: Mater. Sci. Eng. A107(1989)23.
29

6

第一原理計算bcc Fe ∑3(111) 対称傾角粒界(76 atom/cell)

VASP code 使用

A = 0.556 nm2

γ 0fs  2.69 ( J/m 2 )γ 0gb  1.52 ( J/m 2 )2γ 0int  2 γ 0fs  γ 0gb
 3.87 ( J/m 2 )• 粒界／表面偏析エネルギー差(C, P, Sn, Sb, Ni, Cr)から、脆化能エネルギーΔepを計算

7２γint vs. 偏析被覆率(Xgb)の導出： 第一原理計算
M. Yamaguchi, J. Kameda: Phil. Mag. 94(2014)2131.
山口：まてりあ54(2015)110.

脆化能エネルギー （粒界／表面偏析エネルギー差）

ep
偏析被覆率 Xgb (arb. unit)
Ni‐Cr鋼の成分を考慮した
粒界凝集エネルギーの式

2 γ int  2 γ Cint  7.2  1018 ep X gb (J/m2)
4.02J/m2
Ni‐Cr鋼の炭素（C)偏析(被覆率0.25)を考慮

P, Sn, Sbの脆化能エネルギーと偏析被覆率

計算セル内粒界面積における偏析原子数308

微視亀裂進展に伴う塑性仕事（γP）の実験的評価9切り欠きの役割
脆性
A: Yield Control

遷移領域
B: σ＊( or γp) Control

延性
C: Rupture（局所）破壊応力：σ＊B

平滑材引張試験
σ＊ 非脆化材
σ＊ 脆化材（全面）降伏応力

平滑材• （全面）降伏の後に破壊が生じる• （局所）破壊応力σ*の変化（B領域）が分かりにくい
切り欠き材

切り欠き材曲げ試験

B
σ＊
非脆化材

全面降伏

σ＊ 脆化材• 初期（部分）降伏と全面降伏の間でσ*が大きく変化• B領域が広がり、σ*の変化が分かりやすい初期降伏

31

J. F. Knott, 「破壊力学の基礎」(1973)
Kameda & McMahon, Metall. Trans. 11A(1980)91.

10

微視的破壊エネルギー kIc2/E ～ γp
～3σY

σ* Local fracture stress

Inclusion
on GB

Notch
ρ≒mm

2a c

Plastic region of microcrack tip

Microcrack growth

Microcrack
growthPileup of dislocationsat inclusion on GB

Microcrack
Nucleation
ρ≒Ang.

微視的破壊靭性値

微視的破壊エネルギー

k Ic  σ * π ac

k Ic2
 2 γ int  γ p  γ p
Eγp（ >> 2γint）
Plastic work

J. Kameda, C.J. McMahon, Jr.: Metall. Trans. A, 14A(1983)903.

11

切り欠き棒曲げ試験
J. Kameda, C. J. McMahon, Jr.:MMTA 11A(1980)91, 12A(1981)31.

3.5Ni‐1.7Cr鋼 (YS: 840 MPa, 粒径120 μm)
doped with Sb, Sn, and P

粒界破壊

局所破壊応力 σ* (MPa)

最も脆化した１つの粒界における微視き裂の発生・進展が、直ちに全体の破壊を引き起こしている試験

P
Sn
Sb

弾塑性解析から求めた
局所破壊応力σ*から、１つの粒界の破壊靭性値kIcを評価可能

偏析被覆率, Xgb (arb. unit)
32

12

局所破壊応力σ＊から、微視的破壊エネルギーwfを推定

Inclusion

2ac

Pileup of
dislocationsGB

wf  2 γ int  γ p  (1   2 )k Ic2 / E

ac = 0.8 μm
f = 0.91

TG(低温)

wf = 2γint + γp (J/m2)

*k Ic  fσ * π ac

P
Sn

IG(室温)

Sb*

偏析被覆率, Xgb (arb. unit)
13

γ p  γ p ( 2 γ int )33

14

γp vs. 2γint
偏析被覆率（Xgb）を2γintへと変換

wf = 2γint + γp (J/m2)

wf = 2γint + γp (J/m2)C
2 γ int  2 γ int
 7.2 1018 ep X gb (J/m 2 )TG(低温)P
Sn

IG(室温)

Sb

Sn

P

Sb

偏析被覆率, Xgb (arb. unit)
微視的破壊エネルギーγp が2γintに依存することを示唆

M. Yamaguchi, J. Kameda: Phil. Mag. 94(2014)2131.
山口：まてりあ54(2015)110.

15

Jokl‐Vitek‐McMahon（JVM） モデル
Griffith‐Orowan‐Irwinの微視亀裂進展条件

wf = 2γint + γp (J/m2)

微視的破壊エネルギー(1  2 )k 2 / E  2 γ int  γ p (k ,2 γ int )γp depending on k and 2γint

劈開（低温）
粒界破壊
（室温）

粒界破壊の
延性ー脆性遷移２γint及びγpが大きすぎると、亀裂進展
条件を満たす応力
拡大係数kの解がなくなる

34

Jokl, Vitek, McMahon: Acta Metall. 28(1980)1479.
M. Yamaguchi, J. Kameda: Phil. Mag. 94(2014)2131.
山口：まてりあ54(2015)110.

16

JVM モデル（第二相粒子からの破壊理論）
t>0
t=0
σ（負荷応力） > 0

σtip = +∞• 負荷応力下で瞬間的に発生した微視亀裂先端では、原子間結合切断が可能な集中応力が容易に発生

σtip• 原子間結合切断と転位射出応力緩和の競争• 転位射出を伴う脆性亀裂進展
Jokl, Vitek, McMahon: Acta Metall. 28(1980)1479.

17

巨視亀裂と微視亀裂

35

18

巨視的破壊エネルギー ～ KIc2/E
Local stress～3σY

Pre‐cracked Compact
Tension test

Plastic regionof macrocrack

Inclusion on GBa

Macro‐
crackρ≒μm
growthmerge
Pileup of
dislocations

stop

Microcrack
nucleation
ρ≒Ang.

巨視亀裂進展は、多数の微視亀裂発生、進展、停止、鈍化の集合体

巨視亀裂 KIc >> 微視亀裂 kIc

19

巨視亀裂進展KIcと微視亀裂進展kIcの実験的相関•

急峻な予亀裂先端応力場中で微視亀裂進展条件を満た
すkIcの解が存在するようになると、巨視亀裂進展（KIc）
が可能になる。

•

複雑なKIcを、単純なkIcで代表させることが可能

K Ic  f ( k Ic )J. Kameda: Metall. Trans. A 12A, 2039(1981)

36

20

KIcと2intのマルチスケール関係
k Ic  fσ * π ac

wf = 2γint + γp (J/m2)

2 γ int  γ p  (1  2 )k Ic2 / E

巨視的破壊靭性値KIcと粒界凝集エネルギー２intの関係（Ni‐Cr鋼の場合）
212γintはKIcを制御

2 γ int  2 γ Cint  7.2  1018 ep X gb

偏析被覆率, Xgb (arb. unit)

脆化能エネルギー Sb, Sn, P

マルチスケールな理解
37

22

まとめ
•

粒界破壊においては、粒界面の原子間凝集エネルギー（2γint）が、マクロな破壊靭性値KIcを支配
第一原理計算•微視亀裂進展に伴う塑性仕事（γp）が、粒界凝集エネルギー（２γint）に依存
γ p  γ p ( 2 γ int )– Jokl‐Vitek‐McMahon(JVM)モデル– Griffith‐Orowan‐Irwinの微視亀裂進展条件•(1   2 ) *2  ac / E  2 γ int  γ p ( 2 γ int )切り欠き付き棒曲げ試験– 微視亀裂進展、局所破壊応力σ*、
発生微視亀裂長さ（ac）、微視的破壊靭性値kIc•

予亀裂材（CT試験）

k Ic  σ * π ac

K Ic  f ( k Ic )– 巨視亀裂進展、巨視的（通常の）破壊靭性値KIc

M. Yamaguchi, J. Kameda: Phil. Mag. 94(2014)2131.
山口：まてりあ54(2015)110.

23

以下、予備スライド38

24

潜在亀裂と発生亀裂
Pre‐existing crack
潜在亀裂

Injected crack
発生亀裂

負荷応力σ = 0

σ>0

時間 t
t=0

σ>0

転位射出＋原子間結合切断
塑性変形を伴う脆性亀裂進展

転位射出

鈍化

t>0

25

Jokl, Vitek, McMahon: Acta Metall. 28(1980)1479.

2int から KIcまでのマルチスケールな理解
第一原理計算原子・電子論的
エネルギー

切り欠き棒曲げ試験
ミクロな破壊靱性値
１つの結晶粒界の破壊靱性値

Pre‐cracked CT試験
（通常の）マクロな破壊靱性値
多数の結晶粒界の破壊靱性値

γ p  γ p ( 2 γ int )2 γ int 第一原理計算と γ p , k Ic

実験的相関

K Ic

破壊力学試験の結合解析

2intの最大値

M. Yamaguchi, J. Kameda: Phil. Mag. 94(2014)2131.
山口：まてりあ54(2015)110.

39

Ni‐Cr鋼の場合、非常に狭い範囲の2intにおいて、KIcが急激に低下。

26

• 劈開割れの亀裂（核）発生に「降伏」が必要

Knott: 「破壊力学の基礎」 p.196

27• 炭化物寸法が大きいほど劈開しやすい• 鉄鋼は、第二相粒子において発生した亀裂（核）から破壊する

Knott: 「破壊力学の基礎」 p.203
4028

Ⅱ. 第 3 回 軽水炉燃料・材料・水化学 夏期セミナー報告
室蘭工業大学 岸本 弘立2015 年の夏期セミナーは、核燃料部会、水化学部会、材料部会の三部会合同で、第 3 回「軽水炉燃料・材料・水化学 夏期セミナー」として、7 月 8 日および 9 日に福井県あわら市あわら温泉にある、まつや千千にて開催された。あわら温泉は美しい東尋坊の近傍にある古くからの伝統ある温泉である。さら 10 日には福井県内の原子力発電所見学を実施した。参加人数は延べ 119名であり、そのうち学生が 17 名であった。本セミナーでは「福島第一原子力発電所事故その後」
を大きなテーマとして取り上げ、若い参加者の理解促進のために全体に関わる講義及びに基礎講義を日程に組み込んだ。第一日はセミナーの幹事を務めた材料部会の福谷部会長の開会の挨拶から始まり、原子力安全の現状についての講演と、核燃料、水化学、材料に関する基調講演と基礎講義が午前から午後にかけて丸一日かけて行われた。更に第一日の昼休みから午後の最初にかけて、主に若手研究者によるポスターセッションが企画され、三部会からバラエティに富んだ内容の 11 件の研究発表について大変活発な質疑応答がなされた。セミナー開始時には原子力についてよく知らなかった若手や非会員の参加者も、第一日のおわりには原子力の基本的な知識を身につけられた気にはなり、第二日の高度な講義に向けて、夜の懇親会にて鋭気を養った。日本原子力学会長や各部会の重鎮の先生方のお話や女性参加者全員、学生参加者のトークで大いに盛り上がり、併せてポスター賞の発表が行われた。受賞は松永純治氏（グローバル・ニュークリア・フュエル・ジャパン）の「核燃料アルミナシリケート添加 UO2 ペレットによる燃料特性の改良」であり、表彰式と記念品贈呈が行われた。まつや千千の広い会場でシニアの先生方、若手研究者、学生まで、部会や専門、年齢の垣根を越えて楽しい懇親会となった。第二日は、「福島第一原子力発電所の現状と燃料デブリ取り出しの研究開発状況」についての IRID の講演から始まり、電力会社、メーカー、JAEA における廃炉に向けた諸研究、原子力発電所の今後の安全性確保など、
現在の原子力分野において最も重要と思われる内容の講義が続いた。タイトルを挙げると「福島第一原子力発電所の汚染滞留水処理」「燃料デブリ取出しに向けた性状予測データ取得」「材料長期健全性」「燃料破損・溶融過程の詳細解析・事故耐性燃料の軽水炉への適用性検討」
「発電所の
対応」
「高経年度化対策」であり、核燃料、水化学、材料とバランスの取れた高度な構成となった。
第二日の最後は次回三部会合同セミナーの幹事となる核燃料部会の湊部会長の閉会の挨拶で締められ、夏期セミナーは無事終了した。翌日は日本原電敦賀発電所と関西電力大飯発電所の二か所の原子力発電所見学が各々29 名、18 名が参加して実施された。発電所見学は本セミナーにおいて、希望者の多い極めて人気の高いコンテンツであったことは印象的である。
今回の夏期セミナーにおいての所感としては、特に非会員の参加者が多かったことが挙げられる。核燃料、水化学、材料の三部会合同のセミナーであり、広範な領域の最新の情報と知識を取得できるという点で、原子力に関わりつつも日本原子力学会と関わりの無かった方々の関心を惹くことができたのではないか思う。
「福島第一原子力発電所事故その後」という重いテーマ設定も、原子力に向けられた社会の関心という点では時宜にかなったものであり、学会としてはこのようなセミナーを通して社会の関心に応え、また一人の専門家としては自らの得意分野にのみ安住せ41

ず、より幅広い知識と素養を得る努力を続ける必要があろうと思う。その意味で次回、第 4 回の軽水炉燃料・材料・水化学 夏期セミナーにも大いに期待したい。
最後に今回の三部会合同夏期セミナーが成功裏に終了したことについて、ご尽力いただいた核燃料部会、水化学部会の皆様、日本原子力学会の事務局、会場であるまつや千千の皆様、すべての参加者に心からお礼を申し上げて、本セミナーの報告とする。

2015 年 第 3 回 軽水炉燃料・材料・水化学 夏期セミナー
日時/場所：2015 年 7 月 8 日-10 日 / 福井県あわら市あわら温泉 まつや千千

参加者：119 名（学生 17 名）ポスター賞 ：松永純治氏（グローバル・ニュークリア・フュエル・ジャパン）「核燃料アルミナシリケート添加 UO2 ペレットによる燃料特性の改良」

2015 年 第 3 回 軽水炉燃料・材料・水化学 夏期セミナー 集合写真

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セミナーの様子

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懇親会の様子44

【夏期セミナー 参加者の声】
今回初めて夏期セミナーに参加させて頂きました。今回のセミナーは材料部会と核燃料部会、
水化学部会との三部会合同での開催と伺い、私の専門分野の材料についてはもちろん、普段聴く機会が少ない核燃料や水化学についての講演を聴き、知見を深めようと思いセミナーの受講を希望しました。講演された先生方には各分野の基礎的なところからお話して頂き、初めて聞く内容
でもよく理解することができ、各分野についての知見を深めることができたと感じております。
特に初期損傷を取り除くことで応力腐食割れを抑制する技術や事故時の核燃料が溶け落ちる最新のモデル、炉内構造材料の腐食を防ぐための最新の水化学といった最新の知見はとても興味深く、自分の専門外の分野に触れる大変良い機会になりました。
研究に関する内容だけでなく、福島事故後の第一号機から第四号機それぞれのガレキ撤去作業の状況や原子力発電所の再稼動に向けた対策といった話では大学の講義では聴くことのできない
現場の努力を知ることができました。講演以外にも懇親会では企業の方、他大学の先生とお酒を交えながらお話しでき、今後の研究活動や就職活動にも繋がる沢山の貴重な話を伺い、今後の活動への意欲が増しました。また宿泊先では温泉にゆっくりと入り心身ともにリラックスすることができ、万全の状態で拝聴できたこともよかったと感じております。
最後になりますが、本当にどの講演も大変興味深くおもしろかったため夢中で聞き、勉強できたあっという間の 2 日間でした。今後このような機会があれば積極的に参加させて頂きたいと思います。このような機会を設けてくださった先生方に感謝致します。ありがとうございました。
室蘭工業大学 工学研究科 生産システム工学系専攻
材料強度学研究室

村松 佑亮

今回初めて夏期セミナーに参加させていただきましたが、大変有意義なセミナーであったと感じております。今回のセミナーは燃料、材料、水化学の 3 部会合同での開催ということで、自分の専門である材料系以外の分野の先生方のお話を伺うことができたことは、自身の視野を広げる
ことに繋がりました。各講義の内容はそれぞれ入門者向けのものから専門性の高いものもありましたが、先生方に非常に分かりやすく説明していただいたので、普段はあまり取り組んでいない
他分野の研究についても理解を深めることができました。
ポスターセッションにおいては様々な分野の先生方から多くのアドバイスを頂くことができ、自分の研究の大きなモチベーションになりました。
今回、3 日間のセミナーを通して得た知識と経験、同年代の学生や先輩方との交流を通して得られたものはとても有意義なものであり、このような機会を設けてくださった皆様に感謝いたします。ありがとうございました。
北海道大学 大学院工学院 材料科学専攻
鵜飼研究室

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静川 裕太

今回のセミナーは、原子力に関する基礎的な知識の勉強会ということで、今後の研究で非常に役立つ貴重な体験となりました。特に、実際の福島第一原子力発電所での事故の詳細な現状や問題点などといった、現場のリアルな声を拝聴することができたのは、大変有意義でありました。
私は現在、材料の照射の影響について研究していますが、今回は普段聞くことのできない水化
学、核燃料についても学習することができました。冷却水による材料の腐食に加え、照射されることで応力腐食割れが生じてしまうという講義がありましたが、単に照射による影響以外にも、腐食などといった多くの要因が重なり合って、容器などの破損や事故につながることがあります。
原子炉実現のためには、これらの各部門がどのように関わりあって、どのような影響が起こりうるのかという情報交換・検討が非常に重要であると感じました。
日本で起きた重大な事故から学ぶことは非常に多く、この貴重な経験を生かして、原子炉の更なる安全性・安定性が実現できるように研究開発に携わっていけたらと考えています。そして今後、学んだことを最大限生かしつつ研究に取り組んで参りたいと思っております。今回、このような会の開催にご尽力いただいた方、実際に講義してくださった先生方にこの場を借りて、御礼申し上げます。
北海道大学 応用理工学科 応用マテリアル工学コース 4 年
鵜飼・大野研究室 金野杏彩

今回の夏期セミナーは軽水炉燃料・材料・水化学部会の合同セミナーであり、原子力材料のみ
ならず、原子炉内の水環境や核燃料の基礎から課題までを幅広く学ぶ事ができました。私は、大学で原子力材料である ODS 鋼について研究をしています。普段の研究生活では、材料の特性評
価などに目が行きがちなので、実際に材料が原子炉で使用される環境、核燃料との関係性等まで視野を広げ、様々な課題を考える必要があると気づかされました。
セミナーではその他にも、福島事故後の現状ではデブリの取り出し等、また、再稼働に向けての対策等を学びました。特に印象に残っているのは、水化学部会の方が、「水化学は現場で全く被曝しないプラントを作るのが目標」という言葉でした。福島での汚染水処理の講演を聞いた直後だったので、この目標に含まれる色々な思いが伝わりました。難しい目標ですが、原子力に関わるなら目指すべき目標であり、材料、水化学、核燃料部会の枠組みを超えて考える必要があると感じました。
また、講演外では部屋が 10 人部屋という事もあり、原子力に関わる若手からベテランの方々
とも交流をすることができ、大変有意義な時間を過ごすことができました。401 号室の皆様あり
がとうございました。最後ではありますが、このような機会を設けてくださった先生方、事務員の方々に心より感謝致します。
京都大学 大学院エネルギー科学研究科 エネルギー変換科学専攻
木村研究室 高山 拓也

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Ⅳ. 関連する国際会議のリスト(1) 2016 MRS Fall Meeting & Exhibit
会期：November 27—December 2, 2016
場所：Boston, Massachusetts, USA
申込締切：TBA
ホームページ：http://www.mrs.org/fall2016/
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。
(2) 2016 ASME Pressure Vessels & Piping Conference (PVP)
会期：July 17-21, 2016
場所：Vancouver, BC, Canada
ホームページ：https://www.asme.org/events/pvp
申込締切：November 9, 2015
米国機会学会（ASME）が主催する圧力容器と配管に関する実質的な国際学会です。
(3) ICONE24 - The 24th International Conference on Nuclear Engineering
会期：June 26-30, 2016
場所：Charlotte Convention Center, Charlotte, NC, USA
ホームページ：https://www.asme.org/events/icone/
申込締切：October 19, 2015
日本機械学会（JSME）、米国機械学会（ASME）、中国核学会（CNS）が共催する原子力工学に関する国際会議です。
(4) Nuclear Fuels and Structural Materials (NFSM-2016) 2016 ANS Annual Meeting
会期：June 12-16, 2016
場所：New Orleans, LA, USA
ホームページ：http://www.ans.org/meetings/m_146
申込締切：TBA
米国原子力学会（ANS）の年会に合わせた topical meeting で、次世代炉向けの燃料材料、構造材料に関する国際学会です。
(5) MCARE 2016 - Materials Challenges in Alternative & Renewable Energy 2016
会期：April 17-21, 2016
場所：Hilton Clearwater Beach, Florida, USA
ホームページ：
http://ceramics.org/meetings/materials-challenges-in-alternative-renewable-energy-2016
申込締切：October 12, 2015
米国セラミックス協会主催の国際会議で、代替/再生エネルギー開発に係る材料関連の研究成果が報告
されます。

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(6) 2016 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP '16)
会期：April 17-20, 2016
場所：Hyatt Regency San Francisco, CA, USA
ホームページ： http://icapp.ans.org/
申込締切：September 18, 2015
原子力発電プラントの進歩に関する国際会議で、軽水炉や高速増殖炉等の原子炉と関連する燃料サイ
クル、燃料材料等の研究開発に関する最新成果が報告されます。
(7) 2016 MRS Spring Meeting & Exhibit
会期：March 28-April 1, 2016
場所：Phoenix, Arizona, USA
申込締切：October 15, 2015
ホームページ：http://www.mrs.org/spring2016/
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。
(8) 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：受付終了
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。
(9) 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/40th-international-conference-and-expo-on-advanced-ceramicsand-composites
申込締切：受付終了
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。
(10) 2015 MRS Fall Meeting & Exhibit
会期：November 29 - December 4, 2015
場所：Boston , Massachusetts, USA
申込締切：受付終了
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。

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(11) 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：受付終了
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。
(12) 17th International Conference on Fusion Reactor Materials (ICFRM-17)
会期：October 11-16, 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。
(13) "Materials Issues in Nuclear Waste Management in the 21st Century" & "Materials for

Nuclear Applications and Extreme Environments" at MS&T’15
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：受付終了
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や核融合炉や核分裂炉など極限環境で使用される燃料・材料に関する諸課題が議論されます。

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Ⅴ. 運営委員会 委員名簿部会長

福谷 耕司 （原子力安全システム研究所）

副部会長

鵜飼 重治 （北海道大学）

財務小委員長茶谷 一宏 （日本核燃料開発株式会社）

編集小委員長

宮本 光貴 （島根大学）

編集小委員会委員

近藤 創介 （京都大学）

広報小委員長大野 直子 （北海道大学）

広報小委員会委員

阿部 陽介 （日本原子力研究開発機構）

国内学術小委員長

岸本 弘立 （室蘭工業大学）

国内学術小委員会委員

根本 義之 （日本原子力研究開発機構）

国際学術小委員長

野本 明義 （電力中央研究所）

国際学術小委員会委員

山下真一郎 （日本原子力研究開発機構）

庶務幹事

藪内 聖皓 （京都大学）

庶務幹事

高橋 克仁 （日立製作所）

庶務幹事

外山

庶務幹事

矢野 康英 （日本原子力研究開発機構）

健 （東北大学）

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Ⅵ. 寄稿のお願い
材料部会では、部会員の皆さまのご寄稿を歓迎いたします。原子力関連材料についての最近の研究や研究機関・施設・研究会の紹介、会議の案内や報告、国際交流など、気楽に話題提供をお願いいたします。以下の電子メールアドレスあるいはお近くの運営委員までご連絡ください。
○材料部会運営委員会宛メールアドレス
material-sc@material-aesj.sakura.ne.jp

Ⅶ. 編集後記
本年度 2 報目の材料部会報をお届けいたします。部会報発行にあたり、さまざまな先生方のご支援・ご協力いただき大変ありがとうございました。今後も年 2 回の発行を目標に，材料部会のアクティビティを報告していきたいと思います。
部会報に対するご意見、ご要望など、
どのような事でも結構ですのでお寄せ頂ければ幸いです。

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