6．核融合炉候補構造材科の中性子照射効果に及ぼす額変換ヘリウムの影響

摘要

核融合炉における中性子照射環境の特徴は，14MeV中性子照射によって材料中に生ずる多量のはじき出し損傷と核変換生成物（異種元素）であり，構造材科の寿命予測のために特性変化を評価する上ではこれらの相乗効果を考えなければならない．核変換生成元素の中でもヘリウムは本解説の第2章などで既に述べられているように，材料中に全く固溶せずはじき出し欠陥が存在する環境下では空孔型格子欠陥集合体を安定化するため，材料や温度などの条件によっては格子欠陥集合体の核発生や成長を促進し，ポイドスウェリングを増加させたり，粒界キャビティなどを形成し粒界脆化などを引き起こしたりする可能性があることが指摘されている．このような影響は照射する温度によってその現れ方が異なる．構造材科一般におけるはじき出し損傷と核変換ヘリウムの同時発生環境が材料の機械的特性に及ぼす影響や寸法安定については，高速増殖炉の燃料被覆管用材料のオーステナイトステンレス鋼の場合で多くの知見が得られている．これらを基に構造材科，将に金属材科におけるヘリウム効果を株式的にまとめたのがFig．1である－．照射温度ごとにその一般的な影響を以下にまとめる．