一般社団法人 日本原子力学会

材料部会報

Nuclear Materials Letters（2021 年 12 月）（部会ホームページ http://www.aesj.or.jp/~material/）目次

I. 2021年秋の大会企画セッション報告...................................................................................1「照射炉利用関連研究開発の現状と国内照射炉の必要性（２）」・全体概要 および 総合討論福元 謙一（福井大）
・発表資料（１）
京大複合研新型研究炉開発・利用センターと新試験研究炉における幅広い利用について
日野 正裕（京大）
・発表資料（２）もんじゅサイトに設置する新たな試験研究炉の検討状況
峯尾 英章 （JAEA）
・発表資料（３）材料照射研究における国内照射炉の必要性 海外炉の利用経験から
外山 健（東北大）
II. 試験研究炉・材料照射のアンケート結果について...........................................................60
福元 謙一（福井大）
III. 第5回 軽水炉燃料・材料・水化学 夏期セミナー報告................................................72
斎藤 滋（JAEA）、外山 健（東北大）
IV. 中型試験炉の材料照射・放射化分析についての勉強会報告......................................74
斎藤 滋（JAEA）、外山 健（東北大）
V. 材料部会功績賞、若手優秀賞受賞者 よろこびのことば...............................................76
・功労賞

笠原 茂樹（東大）

・若手優秀賞陳 東鉞 （CHEN Dongyue 東大）

・若手優秀賞

瀬戸 仁史（NFD）

VI. 関連する国際会議のリスト.............................................................................................79
VII. 運営委員会委員名簿........................................................................................................82
VIII. 寄稿のお願い.................................................................................................................83
IX. 編集後記............................................................................................................................83

原子力学会材料部会企画セッション報告
2021年9月10日 13:00～14:30 Webinar
照射炉利用関連研究開発の現状と国内照射炉の必要性（2）
各種原子炉材料の実用化研究開発において、照射試験炉を用いた照射試験は不可欠である。
国内において大型照射炉による材料照射の機会はなく、今後10年余は導入計画もない。そのため、現状で稼働あるいは導入計画中の中型炉利用による材料照射について検討する必要がある。本企画セッションでは、京大炉を利用した材料照射研究やもんじゅ跡地建設予定の試
験研究炉の現状など、中型炉利用による材料照射試験に関わる話題について紹介し、今後の中型炉利用による材料照射試験のあり方や課題について議論する。

1. 京大複合研新型研究炉開発・利用センターと新試験研究炉における幅広
い利用について京大複合研
日野正裕
2. もんじゅサイトに設置する新たな試験研究炉の検討状況
JAEA
峯尾英章
3. 材料照射研究における国内照射炉の必要性 ―海外炉の利用経験から―
東北大金研
外山健
4. 総合討論 若手からの期待/材料照射研究利用の可能性発表内容
日野（京大）
新試験研究炉における幅広い利用の方針、ハード面から整理し、JRR3をベースに利用設備案を検討。京大複合研での新型研究炉センター発足を紹介。炉心構造/設備について早期の議論が必要。

峯尾（JAEA)
もんじゅサイト設置の新試験研究炉の紹介。コンソーシアム形成までの経
緯、体制、今後の日程の説明。新型研究炉建設、もんじゅサイトでの研究
炉建設、京大･福井大との連携の意義を提示。
外山（東北大）材料照射のための海外炉代替利用としてBR2利用の経緯と現状の説明。海
外炉利用の煩雑さ、価格、時間、国内照射技術レベル維持において課題。
国内照射炉建設の重要性を提示、中型炉の最大限活用も必要。

総合討論（１）
若手意見（大野＠横国大、大久保＠JAEA、小林＠電中研）◆中小線量での照射場として期待。
◆照射経験の喪失、人材育成に危機感、炉内環境照射の重要性。
◆炉内環境長期間照射、試料装荷からPIEまでの一連の過程が重要。
◆再照射、追照射などでの利用を期待。
◆RI管理区域での照射材分析設備、RI受け入れの充実を期待。
パネルとしてまとめ（8/20勉強会を受けて）➢中型炉では照射炉と同等の照射試験は望めない。
➢一方、中型炉としての材料照射のニーズは大きくないがある。
➢照射利用を考慮した炉のデザインを希望。

総合討論（２）自由討論✓炉の体積が小さく照射容積が限定されることを考慮した照射実験であること。将来の大型炉照射に向けた試験的な照射場であること。
✓組み替え/交換可能なモジュール型ホットラボの設計が望ましい。
✓60年長運転を見据えた再照射試験を小さな照射容積で考える研究を。
✓照射炉では廃棄物取扱が問題、自治体とコンセンサスを取る必要あり。中型炉であるため、照射炉にこだわらず、ビーム炉としての京大炉の持つオンリーワンの技術を使って新研究炉の特長を出していくことが望ましい。
✓ビーム炉と異なり照射ではライトユーザーがいないので、照射実験
は先端性ある試験、特徴ある試験でないと世界と戦うのは難しい。
10月までに中型炉での材料照射利用に関するアンケートを募集していく。
材料部会からの提言、コンソーシアムでの利用に繋がる知見を集約する。

付録
総合討論時にパネルとして提示した、新研究
炉材料照射に向けた設
備の要望提案。

もんじゅ跡地試験研究炉（新研究炉）材料照射研究設備の要望•••

炉心中央部はRI製造による占有率が高いことを想定。
中型試験炉（10MW)で年間2000時間運転としたとき、炉心外周部（反射体領域）で高速中性子は最大1ｘ10^24n/m^2
JMTR-1サイクル材料照射で同程度（はじき出し損傷量0.1dpa）→ 新研究炉で年間最大0.1dpaの照射量しか見込めない新研究炉では重照射研究は見込めないため、ユニークな照射研究/技術が必要

中型炉での照射研究の提案① 再照射（カップリング照射）：既存研究炉あるいは軽水炉廃材への再照射、欠陥組織の安定性などの情報から損傷発達過程の高精度化。
② 温度制御照射（～500℃）：損傷素過程研究から照射欠陥組織発達モデル化の高度化に貢献。
③ 照射クリープや照射下疲労試験など、応力負荷による照射下動的変形挙動について知見を得て、損傷機構モデル構築やライセンシングに貢献。
④ 液体金属や溶融塩などの様々な環境下での照射下共存性試験（静的腐食試験から実施）⑤ In-situ 試験など高度照射技術開発の実践の場として

材料照射に向けた炉設計への要望◆ 多様なスペクトル場での照射孔をできるだけ多く確保✓ 放射化分析のニーズに合わせた設計◆ 炉心外周部（燃料領域外側）への材料照射に特化した照射孔の設置✓ 照射下動的変形試験や照射下環境共存性試験を行うため、大型照射孔（～100mm径リグを装荷可能）の設置。
✓ 炉心上部からのアクセスが容易な設計（計装や動的試験操作が容易な構造－炉外からの直線的なアクセス、）✓ 炉心上部などリグ導入部での作業が運転時可能なスペースの確保（オプションとして）

京大複合研新型研究炉開発・利用センターと新試験研究炉における幅広い利用について
日野正裕
京都大学複合原子力科学研究所（京大複合研）2021年9月10日
日本原子力学会2021年秋の大会 Zoomオンライン
2021年9月10日
日本原子力学会2021年秋の大会
Zoomオンライン

本日のアウトライン
 背景
 新試験研究炉における幅広い利用（WG2)について 京大複合研新型研究炉開発・利用センターとWG2検討現状
 まとめ
2021年9月10日 日本原子力学会2021年秋の大会 Zoomオンライン

もんじゅサイト新試験研究炉について
もんじゅ跡地に試験研究炉の建設決定
出力：10MW
性格：中性子ビーム炉
目的：（広い意味での）原子力分野の研究開発、人材育成、地元振興
付帯事項：西日本の拠点（KURの後継的）
R2年11月より、文部科学省委託事業「もんじゅサイトに設置する新たな試験研究炉の概念設計及び運営の在り方検討」（R2~R4)
中核的機関：JAEA、福井大、京大（KURNS)
JAEA：試験研究炉の設計・設置・運転
福井大：地元との連携
京大：幅広い利用運営
期間:R2年11月～R4年度
https://www.mext.go.jp/content/20200
915-mxt_genshi-000009933_1.pdfより

2021年9月10日 日本原子力学会2021年秋の大会 Zoomオンライン

文科省委託事業(R2～R4)について

第1回コンソーシアム委員会資料
https://www.jaea.go.jp/news/new
sbox/2021/032301/s01.pdf

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新試験研究炉：実施体制

第1回コンソーシアム委員会資料
https://www.jaea.go.jp/news/new
sbox/2021/032301/s01.pdf

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「幅広い利用運営WG」（WG2） 活動方針
中性子ビーム利用を主目的として性能を最大限引き出した中出力炉において、持続可能性が期待できる幅広い利用運営のあり方を検討する。
中性子ビーム利用を主目的としつつも、多目的利用を旨とする研究炉において、特長を出しかつ汎用性・先端性・多様性とバランス良く備えた実験装置群設置を検討し、運営体制案（指針）構築につなげる。
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「幅広い利用運営WG」（WG2） 活動方針
10MWで、西日本における原子力分野を中心とした研究開発・人材育成の中核的拠点で、立地する地元振興に貢献する炉型
持続可能とは、昨今の状況も鑑みると、如何に広く利用されるか、試験研究炉が必要な人々を如何に増やせるか、が大事と考える。
研究者が集まる魅力的な施設であることが重要。
中性子ビームを主とする熱中性子炉としてはコンパクトコアの炉型が良い。ただし、研究炉は照射研究も非常に重要。
ビーム利用だけではなく、線源特性を考慮し、萌芽的なことができるだけでき、次の大型施設に繋げる視点が必須）。
定常的に、産業を利用する仕組みも必要。現在、照射関係で大きなニーズはRI製造（原子炉の線源特長も活かす）。
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WG2の役割について
中性子ビーム利用を主目的として性能を最大限引き出した中出力炉において、持続可能性が期待できる幅広い利用運営のあり方を検討 幅広く意見を集め、現実的で魅力的な利用施設・その運用案提案（建設にフィードバックしかつ専門家のコンセンサスを得る）。
 意見を集め、反映することで、主体的に新研究炉の発展（利用展開）へむけて継続的に寄与してもらうコミュニティの形成に寄与。
これらを達成するためには、幅広い多様な専門家の協力が必要。
中核的機関を中心に、専門的かつ組織的に動きが重要（まず体制）。
幅広い利用運営を担当する京大（複合研）では、（本公募の期間を超えて）継続的に対応するためにも、新型研究炉利用・開発研究センター（KNRR)を設置。
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京大複合研 新型研究炉開発・利用センター(KNRR)
WG2は京大だけではなく、JAEA、福井大の先生方もメンバー
BNCT基礎研究を含む中性子生物照射Gの設置も検討中

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全体工程概略

第1回コンソーシアム委員会資料
https://www.jaea.go.jp/news/new
sbox/2021/032301/s01.pdf

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WG2議論の進め方

 建設することが決まっており、詳細設計まであまり時間が無い。目指すイメージを提示し、魅力的な施設となるようニーズ整理
 ハード的には、中性子ビーム炉として建設を含めた実績があり、本年再稼働を果たし、今後のさらなる活躍が期待されるJRR-3
をベースにまず議論（将来のJRR-3やKUR等の知見も活かす）
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目指すべきア
ウトプットイメージの雛形。
関連コミュニティ（専門家）と方針を確認し、年度ごとに順次更新の形をとりたい。
（既存の施設の成長を取り込みたい）
JRR-3パンフレット
https://jrr3.jaea.go.jp/6/61.htm
より
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JRR-3ビームラインレイアウト

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KURビームラインレイアウト 多様で萌芽的な装置開発・利用を展開
E-3:日本初の中性子導管
B-4：世界初の本格的なスーパーミラー導管

CNS（停止済）:日本初の冷中性子源（液体重水素）を見込む
形で冷中性子導管実験室（小さなガイドホール）があり、2台の装置が設置BNCT
世界で最高の治療実績をもつ（もった）
BNCT設備（依然、
利用者は多い）E4:最盛期には世界でJRR-3も含めて10基。
最後はFRM-1 (2000)、KUR-LTL(2014)

CN-2:小角散乱装置(SANS)
CN-3:中性子光学・検出器評
価（+中性子位相イメージング）
B-1、B-2、B-3は近年整備された装置。
E-2、B-4は中性子イメージング（ラジオグラフィー）装置として、様々なユーザーが来所。
放射化分析を中心に照射利用が展開。メスバウアー核種や少量99MoのRI製造もある。かつては（金属）材料照射も盛んであった。

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中性子ビーム利用が主の
JRR-3でも様々な照射研究が行われている（近年では大規模医療用RI生産の試み等も始まっている）。

令和2年度版原子力白書概要より

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JRR-3をベースにたたき台となる利用設備案を検討中
 ビーム利用では、冷中性子ビーム強度を飛躍的に向上させる冷中性子源（CNS)を
JRR-3より強化したい方針。炉心をコンパクトにするため、水平実験孔の数は減る。
 照射研究では、JRR-3やKURと連携する
放射化分析やRI製造（生産）強化等を念頭に、関連コミュニティと仕様を詰めたい。特に燃料寿命に関する照射（炉心内照射等）
については、WG1とも調整必須。早期にインプットが必要。
 産業利用の観点からもRI製造は重要。現
在のJRR-3に無い利用（生物中性子照射、陽電子利用等）も検討し、萌芽的、特長的、バランスのとれた施設利用運営案構築を目指す。
※Si NTDについては、現在重視していない（将来性及び具体的なパートナーが見当たらないため）2021年9月10日 日本原子力学会2021年秋の大会 Zoomオンライン

まとめ 新試験研究炉における幅広い利用の方針、ハード面から状況を整理し、まずJRR-3をベースに利用設備案を検討
 長期的なサポートを目指した京大複合研新型研究炉開発・利用センター発足を紹介

今後の課題＆展開
 炉心構造やその安全性に関わる設備（ビームライン関連
ではCNS、照射では炉心内照射等）については、早期に議論が必要
 JRR-3やKUR等、既存の施設の知見を活かし、共に発展できるような仕組み、将来の利用運営体制案の構築。
様々なコミュニティと議論し、魅力的な施設実現を目指す
2021年9月10日 日本原子力学会2021年秋の大会 Zoomオンライン

ご清聴ありがとうございます。
もんじゅサイト新研究炉ご活用
アイディアのある方、是非とも我々にご教授ください。
引き続きご協力の程、何卒よろしくお願い申し上げます。
2021年9月10日 日本原子力学会2021年秋の大会 Zoomオンライン

日本原子力学会2021年秋の大会
材料部会
企画セッション資料

もんじゅサイトに設置する
新たな試験研究炉の検討状況
令和3年９月10日
日本原子力研究開発機構
新試験研究炉準備室
峯尾 英章

内容
これまでの経緯• もんじゅサイト設置と中出力炉への絞り込み• 概念設計及び運営の在り方の検討の開始• H29～R1で行われた調査で示された中出力炉
R2年度における検討状況• 第1回コンソーシアム委員会• 概念設計• 地質調査今後の計画
まとめ2これまでの経緯ー中出力炉への絞り込み【H28.12】新たな試験研究炉の設置○ 原子力関係閣僚会議において、 「もんじゅ」 を廃止措置する旨の政府方針を決定した際、 将来的に 「もんじゅ」 サイトを活用し 、 新たな試験研究炉を設置することとされた。
 「もんじゅ」廃止措置方針決定後の立地自治体との関係について(H28/12/21)

 「もんじゅ」を含む周辺地域を（１）「もんじゅ」の活用研究拠点、（２）新たな高速炉開発拠点、（３）「もんじゅ」サイトを活用した新たな原子力研究・人材育成拠点と位置づけ、新たな拠点化構想として取組を推進【H29-R1】新たな試験研究炉に関する調査○ 文部科学省は、 多様なステークホルダーからなる外部有識者委員会
において、新たな試験研究炉に関する調査を実施（原子力安全研究協会が受託）。

【R2.5】炉型候補の選定○ 上掲の調査の結果、文部科学省は炉型候補を複数選定。

3

候補炉型の絞り込み

4

事業の経緯【R2.9】中出力炉への絞り込みと概念設計等の公募○ 地元福井県・敦賀市の意見聴取、文科省の審議会での議論を経て、炉型については、幅広い分野で基礎から産業利用まで対応可能で、 利用者の規模も大きい、中性子ビーム利用を主目的とした中出力炉に絞り込まれた。
 西日本における原子力の研究開発・人材育成の中核的拠点としてふさわしい機能の実現と地元振興への貢献の観点で絞込み
 2020年度より概念設計に着手し、2022年度中に詳細設計を開始○ 文部科学省より「もんじゅサイトに設置する新たな試験研究炉の概念設計及び運営の在り方検討」の公募がなされた。

5

R1年度文科省調査で示されたレイアウトイメージ6参考）もんじゅサイトを活用した新たな試験研究炉（中出力炉）のR1年度調査における概念検討結果（1/2）
項目 検討結果(概要や概念は当時の調査検討の結果1)であり、今後の概念設計で進める検討と必ずしも一致しない)
目的

中性子ビーム利用を主目的とし、熱外、熱、冷中性子源等により、利便性の高いスペクトルを実現し、大型施設では実現困難な条件による実験を可能にすることでJRR-3との定常中性子コミュニティを構築する。また、中性子散乱研究はJRR-3、J-PARCや放射光施設と調和的に用いることで、物質の構造情報を多方面から探索することができ、新物質・新材料の研究・開発のパイオニアとしての役割を担う。

特徴【最大中性子束】
炉心中心部：1014 n/cm2/s、垂直実験孔：1012～1013 n/cm2/s、ビームホール：108n/cm2/s
実験装置部：106～107 n/cm2/s（試料位置）

主な利用【基礎基盤技術】
・核データの取得、精度検証（軽水炉、高速炉等）【照射利用】
・RIの研究開発、短半減期医療用RIの製造(JRR-3との連携)・複合環境下照射損傷基礎研究【ビーム利用】
・中性子ビーム利用研究（中性子散乱、ラジオグラフィ（動画撮影）、放射化分析）
・分析やイメージング技術による産業利用 ・低速陽電子ビーム利用研究【人材育成】
共同利用研究施設として国内の研究者・技術者に幅広に研究開発の場を提供することで、国際競争力の回
復及び学術研究レベルの底上げを図る。
・原子炉教育（炉工学、安全管理等） ・研究利用及び炉の建設・運転・保守を通じて中堅・若手研究者の養成（OJT)、原子力関連分野における技術継承 ・中性子利用の普及啓発【国際協力】
IAEAやFNCAのネットワークを活用し、世界の研究炉と相互補完な利用の再構築を図る。
・FNCA人材養成プロジェクト支援

1) 公財）原子力安全研究協会, “もんじゅサイトを活用した新たな試験研究炉に関する調査,” 令和元年3月.

7参考）もんじゅサイトを活用した新たな試験研究炉（中出力炉）のR1年度調査における概念検討結果（2/2）
項目検討結果(概要や概念は当時の調査検討の結果1)であり、今後の概念設計で進める検討と必ずしも一致しない)

原子炉

スイミングプール型、強制対流軽水冷却 ～10MW

格納系

原子炉建屋 約27.5m×36m

照射・実
験ポー
ト等

・垂直実験孔：3～5本、空気輸送ラビット：2本、水力輸送ラビット：2本
・炉内照射環境（温度等）の制御と計測用設備。
・冷中性子源：1～2個、・陽電子発生装置：1個・ビームライン：熱中性子用4本（炉室3本、ビームホール1本）、冷中性子用4本（炉室1本、ビーム
ホール3本）、陽電子ビームライン1本、汎用ビームライン1本

付属実
験設備

【ホットラボ】
・詰換え用セル：1基、PIE用セル：2基、医療用RI製造用：3～5基
・分析用フード：5台【炉室】
・中性子回折・散乱装置、中性子ラジオグラフィ
・模擬炉心（未臨界炉心）（必要時）【実験利用棟】
・中性子回折・散乱装置、小角散乱実験装置、即発γ線分析

関連施
設等

・原子炉施設に教育実習棟（講義室、実習室、化学実験室を含む）を併設
・遠隔教育のためのサテライト施設あるいはインターネットラボ
・外部ユーザーの受入れ窓口、実験準備室、控室等を備えたユーザーズオフィス
・敷地近辺に外部ユーザーが長期滞在可能な宿泊施設

1) 公財）原子力安全研究協会, “もんじゅサイトを活用した新たな試験研究炉に関する調査,” 令和元年3月.

8

事業の経緯【R2.11】概念設計等の開始○ 原子力機構、京都大学及び福井大学が委託事業の中核的機関として採択された。

9

事業の体制(中核的機関とコンソーシアム)

10

コンソーシアム委員会
第1回コンソーシアム委員会

1. 日時： 令和3年3月23日（火） 10：00～12：00
2. 場所： 福井大学附属国際原子力工学研究所（敦賀市内）＋オンライン
3. 形式： プレスオープン （会議冒頭に原子力機構、文科省、福井県、敦賀市より挨拶）
4. 主な出席者：コンソーシアム委員、中核的機関（原子力機構、京都大学、福井大学） 、文部科学省
コンソーシアム委員
・地元機関： 福井県、敦賀市、福井県商工会議所連合会、敦賀商工会議所、
地元企業（日華化学、東洋紡）、地元研究機関（若狭湾エネルギー研究センター）・アカデミア：日本原子力学会、日本中性子科学会、近畿大学
・産業界： 日本原子力産業協会、日本アイソトープ協会、放射線利用振興協会、
中性子産業利用推進協議会
・中核的機関の専門家

5. 主な議題： コンソーシアムの活動方針、令和２年度の中核的機関の活動内容
報告、利用ニーズに関する意見交換11コンソーシアム委員会における主な意見
第１回 コンソーシアム委員会における主な意見【地元自治体】
・人材育成のみならず産業利用の推進を。地元企業に優先的に利用させる仕組み等を検討。
・KURが2026年で運転停止であり、早期の運転開始が重要。
・嶺南Eコースト構想の１つであり、県としても組織的に支援。
・経済面でどの程度地元に貢献するか教えてほしい。
企業の研究所等の誘致につなげたい。
・KURの利用実態など今後の検討の参考として詳細を知る必要がある。

【アカデミア（関係学会）】
・関係学会でも期待が大きく、利用の検討やセミナー開催により関心を高めたい。
・新規の研究炉新設は久々であり、使い勝手良く長く使われる炉にすることが重要。
・地域振興では、地元と共生するモデルケースにすることが重要。
・シンボリックな成果をどう創出するかが重要。

【原子力・放射線利用関係の産業界】【地元産業界】・中性子利用は地元企業にとって未知であり、伴走型
・先端分野だけでは支持は広がらず、医療・産業など支援が重要。
幅広い利用が重要。
・人材育成面では、地元企業の若手社員の育成にも・利用スケジュール策定など運用の透明性確保、企業役立てたい。
のタイムリーな利用ができる仕組みが重要。
・敦賀市の地元企業は下請が多く、企業育成が重要。
・医療の裾野は広く、医療での地域振興の検討も必・アクセスが悪い点について、市街地にラボをおいてリ
要では無いか。
・輸入に頼る医療用ＲＩ製造への期待が高く、それにモート利用等の工夫を。
・原子力への若い世代の人気が下降しており、魅力の適した設計が重要。
・合理的な規制の在り方を本格的に検討すべき。
発信が必要。

12もんじゅサイト試験研究炉概念設計（基本方針）
多種多様な試験研究炉の設置、運転、管理の実績から得た知見を反映するとともに、グレーデッドアプローチの考え方に基づき、炉の安全性を合理的、体系的に計画し、プラント全体としての機能向上を図る。
基本方針①高い安全性○ ハザードポテンシャル（潜在的リスク）の最小化○ 炉心冠水維持、崩壊熱除去の容易さ○ 安全機能の多重化、多様化②安定性（高稼働率）の確保○ 燃焼度の確保による長期連続運転○ 最小限のスクラム要求、堅固な設計によるトラブル回避○ 保守の容易さ、点検期間の短縮化③経済性に優れた設計○ 既存の技術の応用、高価な構成要素の低減、汎用品の活用○ 設置予定地の省スペース化、設備・機器のユニット化、パッケージ化○ ランニングコスト、メンテナンスコスト、ユーティリティコストの低減④利便性○ 利用者のアクセス性の確保、核セキュリティ上の安全確保など合理的な配置○ 実験装置の搬出入の容易さ、補助的実験・計測装置及び利用スペースの充実⑤将来性○ 新たな研究提案に対応できる柔軟な実験環境○ 低濃縮高密度ウラン燃料の採用、使用済燃料の処理処分の方策

13

炉心概念検討状況
10MW試験研究炉の能力を把握するためのサーベイ調査を実施した。
・簡易な炉心計算モデルを作成し、炉心仕様を変更した中性子束を評価
・国内外の試験研究炉を調査し、中性子束を比較
国内外の試験研究炉の中性子束

4.5E+14

円柱型炉心計算モデル

4.0E+14

計算結果
既設炉
建設中

最大高速中性子束（n/cm2/s）

3.5E+14反射体領域

3.0E+14RA-10(30MW)SAFARI(20MW)

2.5E+142.0E+14

燃料領域

1.5E+14PR-10(10MW)

1.0E+145.0E+13• 炉心体積を変更• 反射体の材質を変更• 燃料領域の減速材/ウラン比を変更

PARR-1(10MW)

KUR(5MW) JRR-4(3.5MW)

0.0E+00
0.0E+00

1.0E+14

JRTR
(5MW)

IRT-1
(10MW)

JMTR(50MW)

OPAL(20MW)HANARO(30MW)

JRR-3(20MW)
KJRR(15MW)

もんじゅサイト試験研究炉で推定される範囲

2.0E+143.0E+144.0E+14
最大熱中性子束（n/cm2/s）

5.0E+14（数値は、IAEA research reactor database、他文献から引用）（主な用途）
熱中性子： 散乱実験、ラジオグラフィ、放射化分析など
高速中性子： 材料照射研究、新型炉の開発、RI製造など

 もんじゅサイト試験研究炉（10MW）では、炉心内部の中性子束は1～2×1014n/cm2sと推測。
 最新の知見を反映し、最適なスペクトルの生成及び輸送効率の向上を図ることで、ニーズに対応した中性子供給を目指す。
14

炉心概念検討：今後の進め方
令和2年度

令和4年度
【制御手法】【設計目標】【炉心構成】【成立性の検証】

中性子束
運転日数
最高燃焼度
冷却材温度
炉心圧力

（炉心選定）• 炉心体積• 燃料装荷量• 燃料要素• 減速材• 反射材（核的評価）• 臨界性• 出力ピーキング係数• 出力分布• 出力密度（制御棒）• 種類• 本数、位置• 駆動機構• 制御棒価値（熱的評価）• 限界流速• 沸騰開始温度• 限界熱流束• 燃料芯材温度（反応度変化）• 反応度停止余裕• 反応度添加率• 過剰反応度• 燃焼度（冷却機能）• 炉プール水深• 冷却材流速【付属施設】【利用設備】

ニーズ調査

•
•
•
•
•

水平実験孔
ビームライン
垂直照射孔
ホットセル
実験設備

•
•
•
•
•

実験施設
ホットラボ施設
換気空調施設ユーティリティ施設
サポート施設設計仕様・全体レイアウト

サーベイ調査

•
•
•
•
•

令和3年度

15

地質調査状況
R2年度に予備的調査として100mのパイロットボーリン
グを実施

図2 ボーリング作業（2021年1月18日撮影）

結果

図1 ボーリング作業実施場所○ 実施地点の地表から約24ｍ以深は岩盤(花崗岩)でわりと硬い○ 大規模な破砕帯やすべり面になるような脆弱部は、調査した100ｍ
範囲にはなかった○ R3年度（200m1本）の調査を
8/26に開始

16

新試験研究炉のスケジュール

17

まとめ
もんじゅサイトに設置する新たな試験研究炉は、熱出力10MW未満で中性子ビーム利用を主目的とする
西日本における原子力の研究開発・人材育成の中核的拠点としてふさわしい機能の実現と地元振興への貢献の観点で絞込まれたもの
2020年度より概念設計・地質調査に着手し、2022年度中に詳
細設計（設置許可申請・取得及び設工認取得に向けた詳細設計）を開始する予定
概念設計へ反映のため、学術界、産業界、地元関係機関等からなるコンソーシアムを形成してニーズを集約しているところ同時に利用運営の在り方や地元関係機関との連携についても検討を進めているところ「設計・建設・運転」(JAEA主導)、「幅広い利用運営」(京大主導)、「地元関係機関との連携構築」(福井大主導)の3つのテーマで検討を進めている18

新試験研究炉がめざすもの（私見）
目指すべき試験研究炉
まだ機構が設置者となることは決まっていないが：○ 研究者・技術者・産業界に継続的に使ってもらえる施設。使い勝手の良い中性子利用を可能にする運営が行われる施設。
 中性子ビーム利用で先端性を維持でき、研究者・技術者を集める魅力ある施設で、我が国のイノベーション創出に貢献できる施設
 中性子照射利用において産業界に魅力ある機能を提供できる施設

19

新試験研究炉建設の意義など（私見）
新試験研究炉建設の意義

まだ機構が設置者となることは決まっていない。
○ HTTR以来の新規の設置で、原子炉を一から、新規制基準に対応しながら建設する極めて貴重な機会。設計・規制対応・建設・運転・人材育成を通じた、原子力に関する様々な人材の維持と継続的な育成が可能。
○ 原子力機構の力を結集させ、原子力研究開発・人材育成の拠点にふさわしい施設を建設

もんじゅサイトで建設する意義○ 試験研究炉設置による地域貢献が理解されることが前提。
○ もんじゅの廃止措置と新試験研究炉建設・運転の協働でひらく新たな敦賀地区の将来。

京大、福井大との連携の意義○ KURの運営経験・ノウハウを活かした利用運営の実現。
○ 先端性の維持。
○ 大学を中心とした中性子利用人材・中性子利用支援人材の育成 など
20

⽇本原⼦⼒学会 2021年秋の⼤会
2021/9/8-10 オンライン開催
材料部会企画セッション「照射炉利⽤関連研究開発の現状と国内照射炉の必要性(2)」材料照射研究における国内照射炉の必要性
ー海外炉の利⽤経験からー
東北⼤学⾦属材料研究所
附属量⼦エネルギー材料科学国際研究センター（⾦研⼤洗センター）
外⼭ 健、⼭崎 正徳
・材料照射研究では、(たとえ、もんじゅサイト炉の稼働後であっても)JMTR級の研究炉の稼働までは海外炉の代替利⽤が必要と考えられる。
・⼤学の共同利⽤照射の現場から、海外炉利⽤の状況を報告する。

⾦研⼤洗センター
での共同利⽤照射BR2, SCK CEN

北海道⼤
室蘭⼯業⼤
⼋⼾⼯業⼤
岩⼿⼤
⼭形⼤
東北⼤
茨城⼤
東京⼤

東京⼯業⼤
富⼭⼤
静岡⼤
名古屋⼤
名城⼤
京都⼤
福井⼤
愛媛⼤
九州⼤
JAEA
AIST
KEK
NIMS
カリフォルニア⼤
北京科技⼤
KAIST

東北⼤⾦研⼤洗センター

Samples and sample-holders for BR2 irradiation

AC-TEM
Hot-Cell

3D-atom probe

C-DPS IG-TDS

ユーザーの希望照射条件Temp.
[℃]

Tungsten

Light water reactor
Fusion reactor
Generation‐4 reactor
Accelerator
OthersRAFS

Vanadium

500℃

ODS

ODS

TungstenTungsten
SiC, B4C
RAFS
Tungsten

Vanadium

300℃

SiC

Tungsten
RPVS

ODS
SiC, B4C ODS, SiC
SS

RPVS

Tungsten
RAFS

Zirconium

100℃ Super conductor wire
最近のニーズ(1) ⾼精度（温度、照射量）(2) ⾼温Ceramics

Rock

1E+23

Super conductor wire

5E+23

1E+24

Fluence [n/m2]

5E+24

BR-2
1961年 運転開始。
2014年 3回⽬の⼤規模改修。
熱出⼒︓100 MW（最⼤）、55 – 65 MW（通常）⾼速中性⼦束（E > 0.1 MeV）︓(1E+17 – 6E+18) n/m2/s
熱中性⼦束︓(7E+17 – 1E+19) n/m2/s
4 weeks/cy, 7cys/year
Mo-99⽣産、核変換ドーピングSi製造、材料照射試験などを⾏う多⽬的研究炉。

共同利⽤照射の流れ

⾦研⼤洗が担当

BR-2が担当

⾦研⼤洗が担当

ユーザーの希望集約（共同利⽤申請書、⼤洗研究会など）↓
BR-2と協議して照射内容を決定↓
希望試料リストをユーザーから募集↓
BR-2からの承認を得た後に試料リスト決定↓
試料ホルダーをオーダーメイドで設計・製作↓
特⾊︓・試料ホルダーは⾦研⼤洗が試料ホルダーをBR-2に納付製作している。
↓
・照射後試料の取り出しもで照射
きる限り⾦研⼤洗が⾏っている。
↓
試料ホルダーをBR-2から受け取り↓
試料ホルダー解体、照射後試験

当初（2000年後半）は、試料ホルダー製作はBR-2が⾏っていた。
しかし、品質の点で⼗分ではない場合もあった。また、費⽤も⾼額だった。

照射済み試料。酸化が⾒られる。

改善策を検討した。⾦研⼤洗が必要と考える改善策をBR-2側に実⾏してもらうことは、コスト（費⽤、時間）の制約により、難しかった。

そこで、試料ホルダー製作などを⾦研⼤洗が⾏えないか、BR-2に打診した。協議の末、最も簡単な試料ホルダー（無計装のアルミ製ホルダー︓BAMIホルダー）については、そのやり⽅がBR-2から認められた。
BAMIホルダーでの実績の後、より複雑な試料ホルダー（温度制御があるステンレス製ホルダー︓
CALLISTO）についても、⾦研⼤洗での製作が認められた。
現在は、より複雑で⾼精度温度制御を⾏う試料ホルダー（完全温度制御︓LIBERTY）の製作も認められている。
試料ホルダーを⾦研⼤洗で製作するメリット︓①品質の向上 ②コスト（費⽤・時間）の低減③設計・製造技術の維持

(1) ⾼精度照射（照射量、温度）

JMTRで開発された多段多分割照射をBR-2でも実現した（⾦研⼤洗とBR-2とで共同開発）。
LIBERTY :LIfting Basket Experimental Rig for BR2 Thimbletube sYstem
Temperature Control Holder with specimens (IMR)

Loading “LIBERTY” inthimble tube

Specimens

Loading needle
in “LIBERTY”
NeedleMounting on
needles/suspension tube

M. Narui et al., J. Nucl. Mater.,258-263 (1998) 372-377.

最近のニーズ(2) ⾼温照射

Loading holders in “in‐core section” of IMR

⾼温BAMIキャプセルを試作して照射した。改良版を本格供⽤予定。

JMTR時代と⽐べると、照射前後の業務に要する時間は⾮常に⻑くなっている。
計装照射での⼀例

30

照射後

2年以上!

24

照射完了から⾦研⼤洗センター搬⼊まで

21ヶ⽉

照射前

試料リスト決定から照射開始まで

⽉

18

12
照射期間以外でトータルで8ヶ⽉

6
照射前

希望試料募集から試料リスト決定まで

0
JMTR(2000年前半)

BR2(2010年前半)

BR2(2020年前半)

照射後試料の輸送には時間と⼿間がかかる

Due to the nature of the goods,
specific authorization is required
from a regulatory authority
other than Customs for further
clearance.

照射前の試料ホルダーの発送でさえも時間がかかる場合も通関に1ヶ⽉以上

照射前、試料ホルダーのためのBR-2指定材料の⼊⼿には時間とコストがかかる
低コバルトステンレス鋼

ヒーター線（⾼価）

BR-2が⼀括購⼊し、⾦研⼤洗に⽀給する。
そのため、欲しい量を欲しい時に⼊⼿することは難しい。

照射前の試料ホルダーの安全審査

・安全審査は安全委員会が⾏う（BR-2とは別部⾨）。
・近年、新たに要求される項⽬や書類が増えてきた。
例︔・銀ロウの製造過程の証明書
・銀ロウ付けの⼿順、品質保証（ISO取得が必要︖）
・ヒーター線の抵抗値測定に関する第三者による確認と証明
・指定材料のみを使⽤したことの証明書
・試料ホルダーがBR-2サイトに到着した時点での品質検査
・作業⼯程での第三者検査機関の⽴ち会い
・etc.
（試料ホルダーを⾦研⼤洗で製作することがいつまで認められるのか、分からない）

BR-2は混雑

・Mo-99製造の需要が⾼く、材料照射研究のスペースは⼤きくない。
・そのスペースは欧州や中国などの研究機関との取り合い。
・ノルウェーHalden炉の廃炉、フランスJules Horowitz Reactor炉の稼働遅れなどの外因も重なり、BR-2の需要は特に⾼くなっている。
・SCK CENでは加速器型炉MYRRHAを建設中。そのため、BR-2も⼈⼿不⾜。
・これらより、⼈件費が増加している。
・照射前後業務に要する時間も増加している。

https://www.sckcen.be/en/about‐sck‐cen/corporate‐
information/infrastructure

・他の海外炉（例︓アメリカHFIR）も利⽤できないか︖ → 容易ではなかった。

費⽤の制約は
やはり⼤きい現状では、ユーザーの照射希望の1/4程度にしか対応できていない。
（質・量ともに）

Temp.
[℃]

Tungsten

Performed irradiation in 2019
RAFS

Vanadium

500℃

ODS

ODS

TungstenTungsten
SiC, B4C
RAFS
TungstenTungsten
RPVS

Vanadium

300℃

SiC
RPVS

ODS
SiC, B4C ODS, SiC
SS

Tungsten
RAFS

Zirconium

100℃ Super conductor wire
Ceramics

Rock

1E+23

Super conductor wire

1E+24

5E+23

Fluence [n/m2]

5E+24

中型炉を利⽤した材料照射研究について
⾦研⼤洗の共同利⽤ユーザーからこれまでにいただいている照射希望から単純に考えると、低照射量（かつ低熱中性⼦量）を狙う照射（例︓年代測定、超伝導材料）の需要がありそう。

Temp.
[℃]

Tungsten

RAFS

年代測定試料の例

Vanadium

500℃

ODS

ODS

TungstenTungsten
SiC, B4C
RAFS
TungstenTungsten
RPVS

Vanadium

300℃

SiC

ODS
SiC, B4C ODS, SiC
SS

RPVS

Tungsten
RAFS

Zirconium

100℃ Super conductor wire
Ceramics

Rock

1E+23

Super conductor wire

5E+23

1E+24

5E+24

Fluence [n/m2]

中型炉で、照射希望条件の多くに応えることは難しいと考えられる。
-その場計測照射︖-照射損傷形成・集合の素過程のような基礎学理︖（実験・計算の進歩）

・JMTRの代替炉として、主にBR-2を利⽤している。
・試料ホルダーは⾦研⼤洗が設計・製作している。
→①品質の向上 ②コスト（費⽤・時間）の低減 ③設計・製造技術の維持
・多段多分割照射や⾼温照射の開発など、BR-2と協⼒して、照射希望に応えようとしている。
・海外炉利⽤にともなう制約（費⽤以外）として、照射前後業務に⾮常に⻑い期間を要している。
近年は２年以上かかる場合も。
・また、会計年度始期の違いや為替変動リスクも悪影響。
・費⽤の制約は⼤きい。現状では、照射希望の1/4程度にしか対応できていない（質・量ともに）。
・コスト（特に費⽤）はさらに増加する傾向である（照射希望の1/4→1/5になってしまうかもしれない）。
・安全審査に関する要求も増加している。今後も⾦研⼤洗が試料ホルダーを製作できるかどうかは不透明。
・以上の状況の打破には、国内照射炉の建設と稼働が不可⽋。
・それまでは、材料照射研究では海外炉の代替利⽤を続けるしかないと考えられる。国には、海外炉利⽤による代替照射への⽀援をお願いしたい。
・もんじゅサイト炉（中型炉）の最⼤限活⽤も必要。

試験研究炉・材料照射のアンケート結果について
福井大学

福元 謙一

はじめに
現在、JMTR 廃炉やノルウエィハルデン炉の業務停止による中性子照射による材料照射場が失われる現状で、照射炉でない材料照射場を利活用した材料照射・照射利用による研究開発を振興していく必要がある。2016 年 12 月に政府方針として、将来的に「もんじゅサイトに新たな試験研究炉を設置し、我が国の今後の原子力研究や人材育成を支える基盤となる中核的拠点となるよう位置付ける」ことが示された。文部科学省は検討の結果、西日本における原子力の研究開発・人材育成の中核的拠点として機能し地元貢献に資する、
中性子ビーム利用を主目的とした「中出力炉（出力１万 kw 未満）」に絞り込み、2020 年
度より概念設計に着手し、2022 年度中に詳細設計を開始する予定となっている。
このような背景から、照射炉がない状況で中型炉を利用した材料照射について検討した
いと考える有志により、材料部会運営委員会にて中型炉の材料照射利用を検討するための知見の収集や議論が必要であるというコンセンサスを得た。その結果、今年 8 月に原子力学会材料部会にて「中型試験炉の材料照射・放射化分析についての勉強会」を開催し、9月の原子力学会企画セッションにて「照射炉利用関連研究開発の現状と国内照射炉の必要性（２）」が開催され、京大炉を利用した材料照射研究やもんじゅ跡地建設予定の試験研
究炉の現状など、中型炉利用による材料照射試験に関わる話題について紹介され、今後の中型炉利用による材料照射試験のあり方や課題について議論を行った。
企画セッションの中で時間が限られた中、若手パネラーからの自由討論や参加者からの意見を聴取した。一方で、中型炉を利用した燃料･材料照射研究に対する期待や要望をまだ拾い上げきれていないため、材料部会委員全員に対してアンケート形式で意見を聴取し、意見集約による材料部会としての中型炉での材料照射に対する要望と期待をまとめた。この報告書を基に材料具会からのもんじゅ跡地建設予定の試験研究炉に対する材料照
射研究に対する要望を提案することを予定している。

60

目的
日本原子力学会材料部会の運営委員会から材料部会会員に対して、福井県敦賀市のもんじゅ跡地建設予定の試験研究炉を建設するに当たって、材料照射機能に対する要望や期待の意見を集約するにあたりアンケートを実施した。取り纏められた意見は試験研究炉建設
運営コンソーシアム委員会に材料部会から「もんじゅ跡地建設予定試験研究炉に対する材料部会からの要望提案」として提出する。
アンケート調査の実施方法
調査対象（アンケート実施対象者）
材料部会がアドレスを把握している人が対象、合計 261 人
調査方法
材料部会配信メールよりメールによるアンケートを 9 月 22 日に発信した。
回答締切 10 月 8 日として集約した。
回収数
261 人中 14 人から回答あり。回収率 5.4％。うち氏名記入者は 14 人、匿名は 0 人。

61

アンケート質問項目-

中型炉での材料照射「アンケート」

氏名、御所属、連絡先メールアドレス：
1. 現在の研究開発分野について教えて下さい。
2. 研究で主に扱う燃料・材料について具体的に教えて下さい。
（例：燃料：金属燃料、酸化物燃料など、材料：ステンレス鋼、圧力容器鋼、ODS 鋼、SiC など）
3. 研究のターゲットについて教えて下さい。
（例：燃料物性、新型炉燃料、燃料被覆管、圧力容器、高速増殖炉、核融合炉、核破砕中性子源、格子欠陥基礎研究など）
4. 現在お使いの照射装置（研究炉や加速器施設など）があれば教えて下さい。
5. もんじゅサイトの新研究炉ができた時にご自分の研究に利用できると考えますか？（以下の 4 つから選択して下さい）
1) 利用できる
2) 自分では利用できないが、同じ所属機関の研究者が利用する可能性が高い
3) 利用は難しい
4) その他（コメントを書いて下さい）
6. もんじゅサイト新研究炉の材料照射設備に必要な機能は何でしょうか。
・

燃料照射試験

・

温度制御（必要な温度範囲を教えて下さい）

・

照射環境制御（制御したい環境を教えて下さい。例：水中、液体金属中、溶融塩中、圧力、流量など）・『その場』試験機能（測定したい内容を教えて下さい。例：伸び、形状、電気抵抗等）

・

その他

7.

質問 6 に関して、具体例になるような参考文献やホームページ等があれば教えて下さい。

8.

もんじゅサイト新研究炉を含め今後の試験研究炉に望まれることについて何でも結構ですので、ご意見下さい。

62

アンケート結果の概要
回答の概要
アンケート回答者の所属先について
回答者の 70％（11 人）が大学教員であり、研究機関所属の研究者が 25％（4 人）、電力メーカー所属が 6％（１人）であった。

質問項目１：現在の研究開発分野について教えて下さい。
原子力材料と答えた回答者が 30％であった。原子力材料は研究対象として特定の材料に限らず幅広く原子力分野の材料を取り扱っている研究者のことを刺す。
軽水炉材料が次いで２５％であり、照射損
傷基礎研究を含む材料照射研究に従事している研究者が 20％であった。先進炉、核融合炉などの次世代炉の研究者は合わせて 25％であった。
質問項目 2：研究で主に扱う燃料・材料について具体的に教えて下さい。

63

１人の研究者でも複数の材料について研究を行っているためその材料の件数で整理した。ステンレス鋼が最も多く 21％であるが、軽水炉、次世代炉（SMR、核融合炉など）を含むため最も多い。軽水炉材料で見ると 45％程度を占める（暖色系の円グラフ）。核融
合などの次世代炉材料は多岐にわたっており 40％を占める（寒色系の円グラフ）。核融合
系材料は種類が多岐にわたっており、１人の研究者がいくつかの材料を研究していることもあり、核融合材料が割合として高くなったと考えられる。
質問項目 3：研究のターゲットについて教えて下さい。

研究のターゲットとして複数回答いただき、複数回答いただいた対象については研究者
１人あたりのエフォートに分割して集計を行った。回答者の 26％が照射損傷や材料環境劣化などの基礎研究を行っている。軽水炉関係が 36％となり、核融合炉などの次世代炉材料
は 26％であった。この傾向は回答者の研究分野の傾向と概ね合致しているといえる。

64

質問項目 4：現在お使いの照射装置（研究炉や加速器施設など）があれば教えて下さい。

利用している照射設備として複数回答いただき、複数回答いただいた設備については研究者１人あたりのエフォートに分割して集計を行った。利用施設は多岐にわたっており、
JMTR が利用停止となって長くなっているため様々な照射設備利用が進められてきたことが分かる。中性子照射は BR2 と HFIR あるいは海外の中小型炉の利用であるが併せて30％程度であり、55％はイオン照射、15％が電子照射となっている。
質問項目 5：もんじゅサイトの新研究炉ができた時にご自分の研究に利用できると考えま
すか？
回答者の 3 分の 2 は利用に前向きであった。10 年先の利用開始では年齢によって利用が難しいと見解が示されていた。
条件付きとして照射設備が希望する仕様に合えば利用するとした意見が見られた。

65

質問項目 6：もんじゅサイト新研究炉の材料照射設備に必要な機能は何でしょうか。
燃料照射
燃料照射では JMTR やハルデン炉で利用してきた環境をベースにした照射孔設計を希望する意見が得られた。以下にコメントを示す。
⚫

BWR 環境／PWR 環境での燃料照射試験（JMTR で装備したもの）⚫

材料研究用に環境制御のできる照射試験装置が欲しいです。ハルデンで使用した設備は基本的に燃料照射用で、材料照射用に照射リグだけ新たに製作していました。

⚫

ループ機能、ターンアラウンドの早い（例えば、ラビット照射が可能な）照射孔"⚫

新材料の評価には、0.1 ～1 dpa/y ぐらい。原子炉圧力容器鋼のような照射にセンシテ
ィブな材料や半導体やセラミックスなど、0.001～0.1 dpa/y⚫

雰囲気制御機能を有するチャンバー、試料室⚫

ハルデン炉の代替試験をどこかで支障なくスムーズに出来るようになるまでの、研究や技術の維持のために利用。

温度制御照射温度制御照射は 13 名の回答者が利用を希望した。照射利用希望温度を下図に示す。
原子力材料、材料照射研究を指向する研究者は低温から高温までの温度での照射を希望していた。
軽水炉材料照射研究者は 280～
300℃の一次冷却水温度近傍の照射を希望していた。
次世代炉や核融合炉材料研究者は
高温での照射を希望していた。
照射環境制御照射環境としては軽水炉内環境再現試験と、次世代炉および核融合炉用の液体金属、溶融塩
環境での照射の二つの大きな環境に利用期待が集中した。以下にコメントを示す。
⚫

"軽水炉通常条件として室温程度から 360℃程度まで⚫

軽水炉事故条件として 500℃程度まで（制御照射の一部。体積は小さくて良い）⚫

水中。BWR/PWR 炉水模擬環境中⚫

高温水を使ったループ腐食試験ができると嬉しいです。

⚫

軽水炉の炉内水環境の模擬環境⚫

軽水炉水環境⚫

水中、（可能であれば）応力66

⚫

基礎研究として制御照射が可能な設備"⚫

"企業ユーザーは、JMTR で経験のある軽水炉向けの沸騰水キャプセル（BOCA）の再挑戦なんかに興味があるのではと想像します。

⚫

真空中、Ar や He ガス中⚫

液体金属（Hg, PbBi, Li など）、圧力調整や流動機能があれば、なおさら良い。"⚫

高純度ヘリウムガス中、水素ガス中（密閉容器中で水素吸蔵合金を水素源とする）、液
体金属中⚫

高温水蒸気中、水中、溶融塩中など⚫

水中、液体金属、溶融塩（ループではなく静的共存性試験）『その場』試験機能試験に対する要望としては、腐食試験、寸法測定（クリープ、疲労）、電気抵抗、光学特性などに分類される。過去の炉内『その場』測定による研究成果のある実験やないものなど実験技術の成熟度はまちまちである。以下にコメントを示す。
⚫

BWR 環境／PWR 環境冷却水中の腐食実験、特に電気化学(ECHEM)計測試験。中性子照射下での冷却材中の腐食は主にガンマ線に影響されるようですが、ATF 材料と核融合材料とも非照射ではデータが作れるけど、照射下データはシミュレーションの為の
基礎的なデータすら無く困っています。

⚫

① 伸び等の変位測定② 形状（寸法）③ 電気抵抗⚫

液体金属環境下で酸化被膜の電気化学インピーダンスを計測できると良いと思います。

⚫

低温照射があれば電気抵抗測定ができると嬉しいです。

⚫

加速器との結合による中性子とイオンの複合照射実験。

⚫

電気抵抗測定、歪み計測、伸び、（可能であれば）陽電子寿命測定、⚫

日米協力や JMTR で様々な照射下その場試験が行われてきたが、新方式による電気抵
抗とか、まったく新しい概念による損傷の検出の研究の挑戦が出てくる事を期待しています。

⚫

電気抵抗、光学特性など。

⚫

照射下クリープ（PCT）動的クリープ試験、疲労試験、（いずれもミニチュア材を用いたもの）⚫

照射下絶縁破壊測定、照射誘起電気伝導、光ファイバー伝送劣化"

その他
以下にコメントを示す。
⚫

運転サイクル中の試料引き抜きがあると良い。

⚫

様々な用途の微小試験片を 1 温度条件あたり統計的に試験が出来る数量を装荷出来るスペース。炉心は難しいとのことですので、いわゆる Above core や Below core でも基67

礎研究として良いのでは。
⚫

照射後試験設備の充実

質問項目 8 ： もんじゅサイト新研究炉を含め今後の試験研究炉に望まれることについて
何でも結構ですので、ご意見下さい。
⚫

"10MW 以下の炉では、dpa がどうのという照射欠陥蓄積による照射効果研究は出来ないと思いますが、ここ 1-2 年、米国で活発になってきているガンマ線影響下でのHydrothermal 実験はできると思います。ATF 用では被覆ジルカロイなんかの各種接合材と被覆材、核融合ダイバータでも冷却管の溶接部の腐食など幅広い分野でほぼデータが無いので、今後四半世紀くらいは活発にやるんじゃないかなと思います。

⚫

ハルデン照射のデータを見ると試験片周辺の高速中性子束は(1.4-1.8)×1013
n/cm2/s でした。照射期間は 1 か月でしたから、スペックを見る限りは新研究炉でも炉心外周部のスペース的にシビアではないところで、材料分野の学生にも有意義なテーマを与えて研究させ、ホットラボで作業した経験のある人材を育成することは可能なように思います。材料分野も人材が細りがちなので、炉心に合わせた材料研究テー
マを見つけて、ホットラボで作業をしたことがある学生を増やし、原子力に忌避感を持たない人材を輩出するのが肝要に思います。

⚫

建設時および、すぐさま成果を出さないといけない建設直後は余裕が無いかもしれま
せんが、こういった実験を行う余地を残しておくという視点でご配慮いただけると、世界中に実験炉がなくなった材料分野の人間としてはありがたいところです。"⚫

ランニングコストについては、国から提供される資金のみでは長く稼働させ続けることは困難であり、ハルデンプロジェクトが長く続いた“仕組み”を参考に日本として取り組めそうな部分は是非取り入れていくべきと考える。

⚫

OECD/NEA の FIDES プロジェクトで海外機関間での照射試験のフレームワークに関する検討がなされている。そこでは、試験研究炉を有する機関並びに機関が属する国
が、高経年化する試験研究炉を一か国の一機関だけで維持していくことが財政的に困難であるということの認識を共有し、同じ境遇にある各国・各機関同士が照射試験に必要な経費を出し合って、運用していこうという取り組みである。このような取り組
み方針、考え方は、もんじゅサイト新研究炉の長期運用を考える上で大変参考になると思われる。"⚫

ホットラボ等の PIE 施設の充実を希望致します。

⚫

このプロジェクトは、原子力エネルギー屋向けではなく、物理屋向けだと思います。
「原子力エネルギーの人材育成」が目的であれば、低出力でも動力炉（できればSMR）を志向するはずです。人材育成をカモフラージュに中型炉プロジェクトが進むことは、将来に禍根を残す気がします。

68

⚫

それはさておき、材料照射も固体物理学の一分野ですし、私自身も中型炉には期待しています。ただ、運用にあたっては「外部資金（科研費含む）」によって照射費用の一部を（すべての研究者へ）負担して頂くことを前提とした制度設計を強く要望致します。照射場を一部の伝統的な研究コミュニティの既得権益にしてほしくありません。外部資金の場合、採択後に利用申し込みをすることを前提に、2 年目に照射、3年目に PIE、4 年目で（当てたら変わった、ではない）成果の導出が不可欠です。コントリビューションの大きな課題に対して優先的に運転計画を調整して頂けるような体制と、照射後の試料の開封、測定、（場合によっては輸送）がスピード感をもって行えることが担保されないと、怖くて照射実験を提案できません。（今は、スピード感が良いので CVR を利用しています）⚫

ビーム利用の際には、中性子照射実験は研究のゴールに近いステージに位置付けられると思いますが、材料照射の場合、まず中性子照射実験によって試料を作り、それを別のビーム等で分析して、始めて成果に近づけます。この辺の肌感覚の違いが運営体制において埋まると嬉しいです。"⚫

材料分析が可能なホットラボ（特定の機関との関係づけが低い、誰でも使いやすい、
しきいが低いオープンラボ）の併設⚫

最新の分析装置が設置可能なスペースの確保（新研究炉の利用開始が見込まれる 10年後にどのような研究が最先端かは現時点では推察しがたいが、次世代型のアトムプ
ローブや分析顕微鏡が設置できるスペースは確保しておく必要がある。お金はあっても場所がないとならないようにすべき）⚫

単に炉の反応を体験する実習にとどまらず、材料照射から分析まで一貫して人材育成が可能な施設としてもホットラボは不可欠。現在中核を担う若手の先生方が学生時代に JMTR で行った研究を通じた人材育成が可能な施設として機能。また、10 年後に利用が開始されることを考えると、助教クラスの若手が早い段階から施設設計に参画
し、利用開始後に研究をスタートできるような方策も必要と思う。"⚫

4 週間連続照射⚫

照射量が高い領域は、RI 製造だけに占有されるのではなく、燃料材料の照射ができる
ように初期設計を施すと、利用率が高くなる。ベルギーの BR-2 炉のようにもっともっと、いろいろなつかい使い方の初期設計の工夫をしてほしいと思います。

⚫

運転の日数については、諸外国の最近のトレンドでは、約 200 日から約 300 日となっていますので、より意味ある運用にしてほしいと思います。

⚫

出力は、10 MW ぐらいになると、相当にいろいろな RI 製造や Si 生産ができ、燃料・材料の試験ができます。中性子のスペクトルやフルエンスの情報については、材料部
会の RM の研究炉情報にせいりされているので、炉設計の初期の考え方は、そのような情報を比較してメーカーや JAEA 等に任せるだけでなく、どの位の事ができるかをよく検討してほしいと思います。
69⚫

半導体の製造に関しては、品質の良い半導体製品になるように炉内の照射部の均一性の確保や回転機能などが大事です。年間を通じて、提供できることが大事です。

⚫

RI 製造については、他の炉(JRR-3M)と協調して、年間を通じて、製造し、提供できるようにすることが大事であるので、運用面についても最適化を図ることが大事です。

⚫

運用面（運転日数）や使用方法、中性子フラックス、研究炉のパワーなども含め、材料部会の RM の一部となる研究炉情報（100 ちょっと）がある程度、整理されていますので、参考にするべき外国の研究炉のいくつかに焦点を定めていくと、より効率的・効果的な炉の使用の仕方とそれに適合する炉設計が一挙に見えてくると思われます。

⚫

最先端の PIE 施設⚫

材料試験炉は我が国の原子力材料・核融合炉材料の基礎研究、および材料開発研究共に極めて重要な役割を果たすものと考えます。私自身は、しばらく中性子照射研究から離れていますので、現時点で具体的な実験計画ならびに制御測定の提案などは持ち合わせておりませんが、グループの末端に和得ていただけますと幸いです。今後ともどうぞよろしくお願い致します。
➢

東京電力 児玉様からのご指摘（原子力学会材料部会の企画セッションでのことだったと記憶しています）の通り、新研究炉の利用にあたっては、産学あるいは産官学の連携をうまく活用できるような枠組みがセットになっていると、より効果的な成果創出が促進されるのではないかと思います。

⚫

早期利用開始、簡便な利用手続、宿泊施設の充実、経費補助など⚫

弥生炉や京大炉での実習に相当することを実施されるのではと思っていますので、教育や演習、実習の部分も国内外の学生、院生が利用できるような良い仕組みを期待し
ています。

⚫

今後は、日本は限られた予算と人員で選択と集中を念頭において進める事になると思いますし、日米原子力協定や諸外国との連携、近隣諸国との連携もあるので、日本にもあるのではなくて、日本にしかなくて諸外国の研究者もそのために利用するようなのになれば良いなと思ってます。具体的に何かを記すことは難しいのですが、誰も思
いつかなかったのが出てくると良いなと思います。

⚫

海外研究炉の代替利用では制限が大変大きいのが現状です。国内研究炉の早期実現が必要であり、もんじゅサイト新研究炉の早期建設および JMTR 後継炉の早期建設に期
待します。

⚫

材料試験炉としての利用はメインではないが、今後も照射炉の利用機会が制限されている中で代価利用できる条件を充実するよう努めてもらいたい。照射後試験や大型のRI 取り扱い、あるいは軽水炉の廃棄材料を取り扱った研究が可能な、PIE と RI 取り扱い（できれば核燃料を含む）施設として門戸を開放できる施設になるよう望む。
70

回答の主要な論点
回答率 5％程度ということから材料部会全体として中小型炉での材料照射試験に対する期待は大きくはない。しかし回答してきた方々からは中小型炉における材料照射設備の必要性について真摯な意見を述べている。
回答者の 3 分の 2 は中小型炉の積極的な利用を表明している。現実において海外炉を利用している回答者割合は 3 分の 1 であり、多くは国内のイオン/電子照射施設利用による研究を行っている。軽水炉材料研究と核融合炉を含む次世代炉材料研究に対する要望数はほぼ同程度であり、材料照射希望温度として一次冷却水温度の 300℃近傍照射と 500℃付近の高温照射の温度に分かれる。また軽水炉材料研究での環境腐食試験に対する要望が大きく、核融合では高温照射下での様々な試験（環境試験、動的その場測定試験）の要望が大きい。
試験炉に対する要望は多岐にわたるが、材料照射研究のみならず原子力に対する人材育成の場としての期待、長期間照射試験に対する期待、RI 製造との棲み分けへの配慮、照射後試験利用施設としての期待、などに集約される。
今後の取り組み材料部会運営委員会で審議を行い、取り纏めた上でもんじゅ跡地建設予定の試験研究炉
コンソーシアムへの要望書として提出する。
まとめ
材料部会会員に対して、もんじゅ跡地建設予定の試験研究炉を建設するに当たって、材料照射機能に対する要望や期待の意見を集約するにあたりアンケートを実施した。
回答率 5％程度で中小型炉での材料照射試験に対する期待は大きくはない。しかし回答してきた方々からは中小型炉における材料照射設備の必要性について真摯な意見を述べられた。アンケート内容を各項目において集計して整理し、アンケート結果を作成した。
取り纏められた意見は試験研究炉建設運営コンソーシアム委員会に要望書として提出す
る。

71

第5回

軽水炉燃料・材料・水化学

夏期セミナー報告

国内学術小委員

滋（JAEA）、外山斎藤健（東北大）

今年度の夏期セミナーは、3 部会（核燃料、水化学、材料、幹事は核燃料部会）合同で 8
月 10〜11 の 2 日間、オンラインで開催した。参加者数は延べ 159 名で内訳は、大学 45 名
（うち学生 26 名）、研究機関 43 名、電力 21 名、メーカー44 名、その他 6 名であった。
セミナーの総合テーマは「福島第一原子力発電所事故後 10 年の節目を迎えて」で、このテーマに沿った講演がプログラム全体で 23 件あり、うち材料部会担当は 8 件であった。1日目は、今回のセミナー幹事である核燃料部会の福井大学宇埜教授からの開会の挨拶で始まり、続いて午前は各部会の部会長による基調講演として、核燃料部会部会長の JAEA 加
藤氏から「事故後 10 年

～核燃料部会の取り組みと燃料研究～」、材料部会長の東京電力

HD 兒玉氏から「材料部会の概要」、水化学部会長の東北大学渡邉教授から「水化学部会の概要」に関する講演があり、各部会の活動内容や取り組んでいる課題について紹介頂いた。
午後は総合テーマ講演として、IRID の高守謙郎氏より「IRID における福島第一原子力発電所の廃炉にかかる技術開発」について講演があり、1F 廃炉に関する技術開発の現状についてご紹介頂いた。続いて各部会からの基礎講座として、材料部会から東京大学の鈴木教授より「福島廃炉における材料研究」について講演があり、1F 廃炉において設備を維持しながら燃料デブリ取り出しを行うための考え方と工法について紹介頂いた。燃料部会からは三菱原子燃料の渡部氏より「PWR 燃料の概要」、水化学部会からは日本原電の杉野氏より「水化学の基礎」と題する講演があり、PWR 燃料と水化学の基礎と最新技術についてあらためて学ぶ良い機会となった。
２日目午前は、各部会からのトピックスを中心に講演が構成され、まず燃料部会から、
GNF-J の松永氏より「BWR 燃料の概要」について講演があり、BWR 燃料の基礎と今後の展開について紹介頂いた。続いて材料部会からは、東北大学の笠田教授より「事故進展の理解に向けた材料分析技術」について講演があり、燃料デブリへ適用可能な化学状態分析や局
所力学評価技術について紹介頂いた。東京電力 HD の深谷氏より「福島事故後の腐食課題と対策活動」について講演があり、1F 廃炉に向けた材料の腐食課題への取り組みについて紹介頂いた。水化学部会からは、JAEA の端氏より「1F 廃炉環境とラジオリシスの評価･予測」、同じく JAEA の佐藤氏より「ラジオリシス評価結果に基づいた腐食評価」ついてそれぞれ講演があり、1F 廃炉環境におけるラジオリシスの影響について紹介頂いた。

72

午後は各部会の若手研究者 6 名による受賞講演が行われ、受賞対象となった研究成果について紹介頂いた。材料部会からは若手優秀賞を受賞された JAEA の高見澤悠氏と長岡技科大（現 JAEA）の Luu Vu Nhut 氏からそれぞれ「原子炉圧力容器鋼の照射脆化評価における最新のベイズ統計による新たな取組」、「The effect of ion irradiation on amorphizationand volume change in model materials of concrete aggregates」、について講演頂いた。その後再び各部会からのトピックスに戻り、材料部会からは JAEA の中島氏より「構造材への Cs の化学吸着挙動」について講演があり、Cs の放出挙動に影響する構造材への化学吸
着挙動について紹介頂いた。同じく JAEA の若井田氏より「遠隔分析技術」について講演があり、レーザーを用いた炉内デブリ分析技術について紹介頂いた。続いて水化学部会からは東芝 ESS の高木氏より「FP の基礎、FP 研究専門委員会の活動の紹介」について講演があった。燃料部会からは JAEA の高野氏より「1F デブリサンプル分析に向けた取り組みの紹介」について講演があり、デブリサンプル分析の現状と課題について紹介頂いた。京都大学の黒崎教授より「核燃料の今後の展望」について講演があり、1F 事故が核燃料研究に与えた影響や今後の展望について紹介頂いた。最後は各部会の副部会長からの閉会の挨拶の後、一丁締めで会を終了した。
今年の 3 部会合同夏期セミナーはリモート形式となったことで、参加者はもとより学生の参加者が増加した（前回の 3 部会セミナーは 139 名中、学生は 16 名）。その反面、ポス
ターセッションがなくなったことで、学生の発表や議論の場が失われた。また、現地見学会や懇親会において他大学、機関の方々との雑談、議論によって、刺激を受けたり、新しいア
イデアに触れる機会もなくなった。このような点は、今後リモート形式のセミナーを開催する上での課題と思われる。
また、来年度の夏期セミナーは材料部会単独開催の予定で、詳細は決定次第お知らせす
る。

以上

73

中型試験炉の材料照射・放射化分析についての勉強会報告

国内学術小委員

斎藤滋（JAEA）、外山健（東北大）

照射場としての中型試験炉の理解を深めるため、「中型試験炉の材料照射・放射化分析についての勉強会」を 2021 年 8 月 20 日（金）にオンラインで開催した。参加申込者は 46 名
で内訳は、大学 20 名（うち学生 4 名）、研究機関 20 名、電力・メーカー6 名であった。
勉強会開催の背景として、各種原子炉材料の実用化研究開発において照射試験炉を用いた照射試験は不可欠であるが、JMTR 廃炉やノルウエィハルデン炉の業務停止により大型照射炉による材料照射の機会はなく、今後 10 年余は導入計画もない。そのため、現状で稼働中の JRR-3 あるいはもんじゅサイトに導入計画中の中型炉利用による材料照射について検討する必要がある。そこで材料部会では、中型炉における材料照射場としての仕様や利用のあり方について理解し、現実的な研究・教育を検討していくため、ならびにもんじゅサイト試験研究炉の利活用に対する詳細設計に向けた提案を行うために勉強会を開催することとした。
本勉強会では、中型試験炉である KUR や JRR3 の材料照射としての機能や照射試験や放射化分析などの利用経験について 4 件の講演を頂くとともに、中型試験炉の利用に関して意見交換を行った。以下に講演の概要と意見交換のまとめを示す。
座長である東電 HD 兒玉氏の開会挨拶に続き、最初の講演は、京大複合研の木野村先生
より「京都大学研究用原子炉（KUR)の現状と付属設備の紹介」として、京大炉の基本情報（仕様、運営方法）や材料照射に関わる照射設備や附属設備について紹介いただいた。
多目的利用により多くのユーザーによる研究を実施。材料照射（損傷導入、中性子転換注入）、放射化分析、中性子ビーム分析（回折、散乱）、陽電子ビーム分析で利用実績。中型炉ならではの小回りの効く特性を活かした研究が可能であることなどが示された。
2 件目の講演は、京大複合研の義家先生より「京大炉における材料照射研究」として、
長年京大炉で行われてきた材料照射研究から、炉内照射孔での照射実験、精密照射制御
管、低温照射装置を用いた材料照射研究について紹介いただいた。0.01 dpa/月の低照射量でも成果を挙げられる実験、デザインされた照射、in situ 実験などが、中小型炉での材料照射の役割であることを強調された。
３件目の講演は、京大複合研の高宮先生より「京大炉での放射化分析」として、京大炉における同位体製造やその利用を中心とした核化学研究や中性子放射化法を用いた微量元74

素分析についてご紹介いただいた。京大炉では長年にわたり幅広いユーザーに対する放射化分析の機会を提供してきた経験を踏まえ、新しい炉での放射化分析に対する期待として、炉心は中性子束、スペクトル、試料体積に対して融通が利く仕様、設備として検出器
数、スタッフサポート、設備内での作業完結を充実させることが示された。
４件目の講演は、JAEA の加藤氏より「照射利用設備の概要」として 2021 年 7 月に 10
年ぶりに再開された JRR-3 の材料照射設備の仕様やその利用・運営方法と材料照射経験、今後の研究利用について紹介いただいた。中性子ビーム利用がメインであるが JAEA 内で温度制御照射の経験が有ること、現状は人手･経験不足で、ビーム利用の充実を優先していることなどをお話しいただいた。
その後、福井大学福元先生の司会で中型試験炉に関する意見交換が行われ、・JRR-3 の利用に関することや期待すること。
・もんじゅサイト試験研究炉へのハード面、ソフト面での要望。
・中型試験炉で可能な材料照射試験について。
・民間や電力からのニーズ取り込みについて。
などの点について議論された。最後に福井大学の福元先生の閉会挨拶をもって会を終えた。本勉強会の講演や意見交換の内容は、材料部会として取り纏めている、もんじゅ跡地
試験研究炉の材料照射試験設備への提言書に反映される予定である。
以上

75

軽水炉冷却型原子炉の炉内構造物及び燃料被覆管用材料開発における技術的貢献
東京大学大学院工学系研究科

笠原茂樹

この度は、第 4 回日本原子力学会材料部会

現状、IASCC の機構解明は道半ばではありま功績賞を賜り、心より御礼申し上げます。こすが、その中で、IASCC 感受性や亀裂進展のれまで、学会表彰と言った栄誉に浴すること

促進と硬さ（強度）上昇の関係性に関心が寄とは縁遠いと思っておりましただけに、今般せられております。では、なぜ硬さの上昇がの受賞は大変有難く思っております。

亀裂の粒界伝播を促進するのか、その時粒界小生が日立研究所（当時）で最初に担当しでは酸化と応力集中がどう重畳し、どのようたテーマは、BWR 炉内構造物用の照射誘起に亀裂を進展せしめているのか等々、IASCC

応力腐食割れ（IASCC）対策材料の開発でしの機構解明に向けた関心はまだまだ尽きまた。その当時、国内の学恊会における IASCC

せん。2021 年 4 月から現在の所属に移り、原への関心はそれほど高いものではなかった

子力材料分野から離れた業務に携わっておのですが、産業界での耐 IASCC 材の開発ニりますが、「貢献賞」の名に恥じぬよう、微力ーズは非常に高いものがありました。そのたながらも、研究分野と部会発展の両面で貢献

め、BWR 電力、東芝、米国 GE、日立の共同できるよう努めて参る所存で御座います。

研究が行われ、米国 BWR 炉心において照射

末筆では御座いますが、この場をお借りし下での応力腐食割れ感受性試験を行い、不可て、小生の研究活動と学会活動にご理解頂き、避な不純物（C、Si、P、S、N、etc.）や添加

支えて下さった多くの皆様に、これまでの感元素（Mo、Nb、Ti）を系統的に変化させた 51

謝と共に、旧に倍してのご指導、ご鞭撻をお種類のステンレス鋼の中から耐 IASCC 性に願い申し上げる次第で御座います。

優れる候補材の探索を行いました。これを始めとする一連の共同研究により、BWR 炉心
環境下におけるステンレス鋼の諸特性に及ぼす中性子照射効果と添加元素の関係についての知見を網羅的に整備することが出来ました。昨今の IASCC 研究では、BWR 一次系環境下での SUS316L 等実機材の亀裂進展に及ぼす中性子照射効果の解明に関心が移行しておりますが、若いころに参画した共同研究から得た体験と知識は、今も小生にとっての材料照射研究の原点となっています。
このように、IASCC 研究分野における関心
事が変遷を重ねる中、多くの研究者によって
IASCC 評価データの蓄積と、様々な切り口からの IASCC の機構解明が図られて来ました。

76

照射ステンレス鋼における転位ループの相互作用と成長挙動
The University of Tokyo
It is my great honor to be awarded the
13th

young

researcherprize

陳東鉞 (CHEN Dongyue)
type loops of similar sizes via <110>

frominterstitial crowdion diffusion. ThoseMaterials Division in Atomic Energy

mechanisms need to be considered

Society of Japan. This work of loop

seriouslyinteractions was done in the recent six

models.

intheageingprediction

years, which started after my PhD

Furthermore, I also investigated thegraduation from The University of Tokyo.

loop interactions at higher dose, by

I would like to thank Prof. SEKIMURA

irradiating stainless steel to 5 dpa at

Naoto and Prof. MURAKAMI Kenta forwhich loop unfaulting just starts. Via

their continuous support on my research.

combining the rel-rod and weak-beamWithout their help, I could not havedark field imaging technique, I foundcome this far.

that a critical loop size for unfaulting did

To guide and validate recent modeling

not exist, and the simple approximation

works, an increasing demand emergedof geometric constraint in the rateon

theory to calculate unfaulting diameterin-situobservation

experiments

during irradiation. I had the opportunity

needs to be revisited.

to be a member in the construction,

I am still working in UTokyo, trying

testing and improvement of an in-situ

my best to extend the capability of theheavy-ion irradiation facility, which was

HIT facility with my dear colleagues. I

built based on the existing HIT facilityamin Tokai-campus. Stainless steel was

collaborations, more possibilities in thetaken as the first example for the in-situ

HIT facility development, and moreexperiment. Thin foils were irradiated tocontributions to the nuclear energy

0.2 dpa at 300 and 400 ˚C while being

society.

observed
microscopy

bytransmission(TEM).

electron

Surprisingly,adecrease in the number density ofdefects was observed at 400 ˚C, which
was caused by the suppression effects oflarge defects on surrounding areas.
Besides, large interstitial-type loops
approximately 6 - 11 nm in size wasabsorbed by neighboring interstitial-

77

also

looking

forwardtomore

TEM 観察技術とシミュレーションによる軽水炉実機材の中性子照射劣化機構研究
日本核燃料開発(株)瀬戸仁史

この度は第 13 回日本原子力学会材料部主であった溶質原子クラスタ等の評価が会若手優秀賞にご選出いただき、誠にあり

TEM／EDS によっても行えるようになっがとうございます。今回このような名誉あてきました。特に、溶質原子クラスタ等のる賞を受賞させていただけたのは、ご推薦

ミクロ組成分布を、比較的広範囲にかつ 3下さいました(株)原子力安全システム研究

次元的に評価可能な手法として EDS トモ

所

藤井克彦様をはじめとして、ご評価いグラフィに注目し、NFD ホットラボに導ただきました選考委員の方々、材料部会の入して基礎データを取得、溶質原子クラス

皆様方、並びに研究を進める上で関わらせタの定量評価に適用可能であることを確認ていただいた全ての皆様のおかげと思ってしました。これらの分析技術は、原子炉圧おります。この場をお借りして厚く御礼申

力容器鋼における主な脆化因子と考えられし上げます。

ている溶質原子クラスタの評価や、照射ス

掲題の研究は、軽水炉炉内構造物の中性

テンレス鋼において脆化因子である可能性

子照射による硬化(照射硬化)及び照射誘起が指摘されている Ni-Si クラスタ等の評

応力腐食割れ(IASCC)について、ミクロ組

価、並びにそれらのミクロ組成変化とミク

織／組成変化の観点から予測モデルを検討

ロ組織の関係評価に活用でき、種々の材料したものです。長期間にわたって軽水炉のの中性子照射劣化因子発達過程の解明に寄安全性を担保するためには、機構論に基づ与できると考えています。

いた材料の中性子照射劣化の予測が重要で今後も、TEM を用いたミクロ組織／組す。軽水炉炉内構造物の劣化因子は、ナノ成評価技術を軸に、材料の中性子照射劣化

メートルオーダーの組織／組成の変化であ機構の解明に寄与する研究を通して、軽水ることが明らかになっていることから、本炉の安全性の向上に貢献していく所存で研究では中性子照射によるそれらの変化す。皆様方には今後ともご指導ご鞭撻のほを、鋼種や中性子照射条件ごとに速度論モ

ど宜しくお願い申し上げます。

デルで再現し、降伏応力や IASCC 感受性といったマクロな性質に関連づけることを試みました。比較のための実機データの拡充が望まれるものの、これらのマクロな性質を説明可能になったと考えています。
最近では、透過型電子顕微鏡(TEM)を用
いた観察／分析技術の向上に特に注力しています。TEM やエネルギー分散型 X 線分
光分析（EDS）の性能が向上し、これまで観察が難しく、アトムプローブでの評価がⅥ. 関連する国際会議のリスト
GLOBAL 2022: International Conference on Nuclear Fuel Cycle | Sustainable Energy
Beyond the Pandemic
会期：April 4–6, 2022
場所：Reims, France
ホームページ：https://new.sfen.org/evenement/global-2022/
新型炉を含む核燃料サイクルに関する最大級の国際会議で、炉材料はもちろん核燃料、再処理、使用済み核燃料処分まで、幅広く議論します。2019 年以来の開催です。
FR22: International Conference on Fast Reactors and Related Fuel Cycles (Sustainable Clean
Energy for the Future)
会期：April 25–28, 2022
場所：Beijing, China
ホームページ：https://www.iaea.org/events/fr22
高速炉や核燃料サイクルに関する国際会議です。
2022 MRS Spring Meeting & Exhibit
会期：May 8–13(現地開催), 23–25(オンライン), 2022
場所：Honolulu, Hawaii
ホームページ：https://www.mrs.org/spring2022/
申込締切：Jan. 5, 2022
毎年 6,000 人以上が参加する最大規模の国際会議です。今回は現地開催とオンラインのハ
イブリッドで、それぞれ日程をずらして開催されます。
Tritium2022
会期：May 15–20, 2022
場所：Bucharest, Romania
ホームページ：https://www.tritium2022.ro/
申込締切：26th December 2021
トリチウムに関する国際会議で、材料関係の発表も多く行われます。
2022 ANS Annual Meeting & TOFE 2022: The Technology of Fusion Energy
会期：June 12–16, 2022
場所：Anaheim, CA
ホームページ：https://www.ans.org/meetings/am2022/
ANS Annual Meeting は原子力工学に関する国際会議です。TOFE は核融合工学に関する国際会議で、今回は ANS Annual Meeting と同時開催です。

79ICACS & SHIM 2020: 29th International Conference on Atomic Collisions in Solids (ICACS)& 11th International Symposium on Swift Heavy Ions in Matter (SHIM)
会期：June 19–24, 2022
場所：Helsinki, Finland
ホームページ：https://www.helsinki.fi/en/conferences/icacs-shim-2020
申込締切：未定
下記の ICACS 会議と SHIM 会議が合同で行われます。当初 2020 年に開催予定でしたが、2022 年に延期になりました。
ICACS：固体への原子衝突の基礎過程に関する国際会議
SHIM：高速重イオンと物質との相互作用とその応用に関する国際会議
ICONE29: 29th International Conference on Nuclear Engineering
会期：August 8–12, 2022
場所：China, Shenzhen
申込締切：未定
ホームページ：https://event.asme.org/ICONE
機械工学、原子力工学に関する国際会議で、数十カ国から多くの研究者が参加します。
21st International Conference on Radiation Effects in Insulators
会期：September 11–16, 2022
場所：Fukuoka, Japan
ホームページ：https://rei21.kyushu-u.ac.jp/
申込締切：未定
絶縁材料や非金属材料の照射効果やイオンビームを用いた材料改質に関する国際会議です。
SOFT 2022: 32nd Symposium on Fusion Technology
会期：18–23 Sep, 2022
場所：Dubrovnik, Croatia
ホームページ：https://soft2022.eu/
申込締切：March 1st 2022
核融合工学に関する国際会議です。炉材料に関する報告も含まれます。
Top Fuel 2022
会期：October 9–13, 2022
場所：Raleigh, NC
ホームページ：https://www.ans.org/meetings/view-385/
申込締切：March 4, 2022
TopFuel は軽水炉燃料に関する国際会議で、構造材料や事故耐性燃料被覆管の開発、腐食特性に関する材料課題の報告も含まれます。
80

NuMat 2022
会期：October 24–28, 2022
場所：Ghent, Belgium
ホ ー ム ペ ー ジ ： https://www.elsevier.com/events/conferences/the-nuclear-materialsconference
申込締切：13 May 2022
NuMat は核燃料・材料に関する総合的な国際会議として 2 年ごとに開催されています。当初、2020 年にベルギー開催の予定でしたが、Covid-19 の影響でオンラインとなったため、今回改めてベルギーでの開催となります。
2023 MRS Spring Meeting & Exhibit
会期：April 10–14, 2023
場所：San Francisco, California
ホームページ：https://www.mrs.org/spring2023/
申込締切：未定（2022 年 10 月頃と思われる）
MRS の 2023 年春期大会です。毎年 5,000 人以上が参加する最大規模の国際会議です。
ISFNT: 15th International Symposium on Fusion Nuclear Technology
会期：April 23–28, 2023
場所：Hefei, China
ホームページ：http://www.isfnt.com/#/home
申込締切：July 30, 2022
核融合に関連する、施設、実験、モデリング、解析や安全設計等広範囲にわたって最新の成果が報告される国際会議です。当初 2022 年に開催予定でしたが、 2023 年に延期になりました。
SOFE 2023 IEEE 30th Symposium on Fusion Engineering
会期：6–13 July, 2023
場所：Oxford, England
ホームページ：https://sofe2023.co.uk/
核融合工学に関する国際会議で、材料関係の発表も含まれます。
ICFRM-21: The 21st International Conference on Fusion Reactor Materials
会期：October 22–27, 2023
場所：Granada, Spain
核融合材料に関する国際会議です。スペイン・グラナダでの開催となります。

81

Ⅶ. 運営小委員会 委員名簿
部
副

会
部

会

長：

兒玉光弘（東京電力 HD 株式会社）長：

福元謙一（福井大学）

財 務 小 委 員 長：

田中重彰（東芝エネルギーシステムズ株式会社）

編 集 小 委 員 長：

八木重郎（京都大学）

編集小委員会委員：

岡

広 報 小 委 員 長：

大野直子（横浜国立大学）

広報小委員会委員：

端

国内学術小委員長：

斎藤滋（日本原子力研究開発機構）

国内学術小委員会委員：

外山健（東北大学）

国際学術小委員長：

三浦照光（株式会社原子力安全システム研究所）

国際学術小委員会委員：

石川法人（日本原子力研究開発機構）

庶

務

幹

事：

宮本光貴（島根大学）

庶

務

幹

事：

村上健太（東京大学）

庶

務

幹

事：

丹野敬嗣（日本原子力研究開発機構）

庶

務

幹

事：

浜地志憲（核融合科学研究所）

弘（北海道大学）
邦樹（日本原子力研究開発機構）

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Ⅷ. 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

Ⅸ. 編集後記
今年度二報目の材料部会報をお届けいたします。本部会報発行に当たりご協力・ご支援い
ただいた先生方には、この場を借りて改めて感謝申し上げます。今後も年 2 回の発行を目
標に、材料部会における活動を報告していきたいと考えておりますので、来年も宜しくお願い申し上げます。併せまして、皆様のご健康とご多幸を心よりお祈り申し上げます。
末筆ながら、部会報に対するご意見・ご要望などございましたら、どのような事柄でも結構ですので是非お寄せ頂ければ幸いです。
編集担当

八木

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重郎（京都大学）

岡弘（北海道大学）