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A Synchrotron X-ray Study on the Wigner Effect of the Irradiated Nuclear Grade Graphite

Wigner Effect of the nuclear grade graphite for High Temperature Gas-cooled Reactor (HTGR) operation environmentを模擬して、高温ガス炉の照射環境における黒鉛のウィグナー効果のシミュレーションを行った。 黒鉛に3MeVのC2+イオンを人工的に照射し、HTGR炉心環境の高速中性子照射損傷を模擬した。 10-7torrの高真空環境において、照射温度は600℃から900℃の範囲で制御された。 高線量の放射線により、膨大な量のフレンケル対が生成され、これらの欠陥が格子間隔の膨張を誘発する。 これらの空孔や格子間物質は新たな歪み場を形成し、歪んだ結晶構造中にエネルギーを蓄積する。 放射光X線回折実験により、照射の有無によるグラファイトの構造健全性を定量的に評価する。 放射光X線回折実験では、バルク試料から測定した結果、照射と高温効果の組合せによる組織の再配向と微細構造の発達を明らかにした。 また、格子歪みと照射効果の相関を明らかにした。 また、その変形機構を明らかにした。