授業科目名 : 高エネルギー材料工学

科目コード 10B631
配当学年 修士課程・博士後期課程
開講年度・開講期 前期
曜時限 金曜3時限
講義室 C3-講義室1
単位数 2
履修者制限
授業形態 講義
使用言語 日本語
担当教員 所属・職名・氏名 木野村淳、徐ぎゅう、籔内敦

授業の概要・目的

 機械システムを設計するうえで、材料の選定、加工方法、使用時の特性変化は重要な課題である。適切な機械システムを実現するためには、その材料がどのような環境下で使用されるかを理解しなければならない。特に、放射線を含めた高エネルギー粒子線照射を受けるような環境で用いられる材料には特別な設計指針が必要である。あるいは逆に高エネルギー粒子線照射による材料の変化を積極的に材料設計に生かしていくことも可能である。
 加速された中性子、イオン、電子などの高エネルギー粒子を材料に照射すると、局所的に非常に高いエネルギーが付与され、その部分は他の方法では実現し得ない極端な条件下にさらされる。その結果、材料中に大きな構造的、組成的変化が引き起こされる。本講義では、このような材料照射効果の概要と、放射線(高エネルギー粒子)照射の影響が大きい原子力発電関連システムに関する内容に加えて、高エネルギー粒子を用いた材料の加工、分析などの学術・産業応用に関しても解説する。

成績評価の方法・観点及び達成度

講義内容に関する小テスト実施とレポート提出を行いその集計による。

到達目標

放射線環境下や高エネルギー粒子線照射下の材料の示す反応・特性変化とその応用について理解することを目標する。

授業計画と内容

項目 回数 内容説明
講義項目 15 1.イントロダクション:高エネルギー材料工学と機械システム
2.高エネルギー粒子と固体原子との散乱
3.高エネルギー粒子による固体原子の弾き出し
4.点欠陥の動的過程
5.点欠陥の反応速度論と二次欠陥の形成
6.照射が材料特性に及ぼす影響
7.材料の放射化
8.高エネルギー粒子源
9.イオンビーム加工
10.イオンビーム分析
11.電子ビーム応用
12.材料照射研究紹介
13.中性子照射効果と原子力材料
14.陽電子分析

教科書

参考書等

原子力材料、諸住正太郎編、日本金属学会
照射損傷, 石野栞, 東大出版
照射効果と材料、日本材料科学会編、裳華房
イオンビーム工学 イオン固体相互作用編、藤本文範、小牧研一郎、内田老鶴圃
放射線物性1, 伊藤憲昭, 北森出版
核融合材料, 井形直弘編, 培風館

履修要件

材料工学と力学の基礎知識

授業外学習(予習・復習)等

授業URL

その他(オフィスアワー等)