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現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) エネルギー科学研究科 エネルギー変換科学専攻 機能エネルギー変換材料

機能エネルギー変換材料

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科目ナンバリング
  • G-ENE03 63364 LJ75
  • G-ENE03 63364 LJ77
開講年度・開講期 2020・前期
単位数 2 単位
授業形態 講義
配当学年 修士
対象学生 大学院生
使用言語 日本語
曜時限 月3
教員
  • 森下 和功(エネルギー理工学研究所 准教授)
授業の概要・目的 原子力エネルギーの高効率・安全利用においては、原子炉や核融合炉などを構成する構造材料の健全性が問われている。本講義においては、高エネルギー粒子線照射下における材料挙動を理解するため、材料の強度特性に着目し、材料強度に及ぼす格子欠陥や照射損傷組織の影響について学ぶ。構造材料の変形・破壊挙動に及ぼす中性子やイオンの照射の影響のメカニズムについて、格子欠陥基礎と材料組織学に基づいて講義する。
到達目標 1.強度特性と格子欠陥のかかわりについて学ぶ。
2.材料組織と格子欠陥のかかわりについて学ぶ。
3.材料の変形挙動に関する基礎を学ぶ。
4.材料の破壊挙動に関する基礎を学ぶ。
5.原子力材料に及ぼす照射影響について学ぶ。
6.材料の寿命について学ぶ。
7.原子力エネルギーシステムの安全性、信頼性について考える。
授業計画と内容 1.イントロダクション(1回)
 (1)エネルギーと原子力
 (2)原子力安全の考え方
2.格子欠陥と照射欠陥基礎(3回)
 (1)格子欠陥:結晶と格子欠陥およびそれらと材料特性の相関について概説する。
 (2)照射損傷:種々の照射損傷組織について概説する。
 (3)照射環境:照射損傷と照射環境の関連について述べる。
3.照射損傷組織形成の素過程(4回)
 (1)非平衡欠陥生成:高エネルギー粒子と固体の衝突過程について述べる。
 (2)材料のミクロ組織変化1:欠陥の拡散について述べる。
 (3)材料のミクロ組織変化2:欠陥集合体の核生成・成長について述べる。
 (4)照射材料の散逸構造形成:ボイドやブリスタの形成とその制御について述べる。
4.材料の照射効果(4回)
 (1)強度特性:照射硬化および照射脆化の材料組織学的支配因子について述べる。
 (2)照射誘起寸法変化:スウェリングおよび照射下クリープについて解説する。
 (3)核変換効果:核変換ヘリウムや水素が及ぼす材料への影響について述べる。
 (4)複合効果:核融合環境下で材料が蒙ると考えられる複合効果について述べる。
5.核融合炉材料開発(2回)
 低放射化フェライト鋼、バナジウム合金や炭化珪素複合材料の開発状況と課題について述べる。
6.フィードバック授業(1回)
成績評価の方法・観点 【評価方法】
レポート試験の成績(50%) 平常点評価(50%)
平常点評価には、出席状況、2~3回の授業ごとに課す小レポートの評価を含む。
【評価基準】
到達目標について、
A+:すべての観点においてきわめて高い水準で目標を達成している。
A :すべての観点において高い水準で目標を達成している。
B :すべての観点において目標を達成している。
C :大半の観点において学修の効果が認められ、目標をある程度達成している。
D :目標をある程度達成しているが、更なる努力が求められる。
F :学修の効果が認められず、目標を達成したとは言い難い。
履修要件 特になし
授業外学習(予習・復習)等 配布された資料を用いて復習する。
参考書等
  • 講座・現代の金属学 材料編3 原子力材料, 日本金属学会, (日本金属学会),
  • Fundamentals of Radiation Materials Science, G.S. Was, (Springer),