単位数: 2. 担当教員: 近藤 創介, 笠田 竜太. 開講年度: 2024.
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Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
原子力エネルギーシステムを学ぶ上で必要な放射線と放射能、原子力エネルギー発生の基本を学ぶと共に、エネルギーシステムにおける放射線と物質の相互作用を理解することで、安全性や廃棄物について理解する上で必要な基礎を理解することを目的とする。
核燃料は原子炉のエネルギーと中性子の発生源である。核燃料の種類やその基本特性を学ぶとともに、原子炉特有の運転環境で使われる燃料被覆管や構造材料について、その基本特性と製造及び加工法、原子炉での使用中における中性子と材料の相互作用による性質変化の基礎過程とそれによる特性の劣化について学ぶ。また核燃料サイクルや構造材料を含む廃棄物管理などの基本概念についても説明する。
同様に核融合反応によるエネルギーを利用する核融合炉についても、放射線と材料との相互作用と物理・化学的特性変化、安全性と廃棄物取り扱いなどについても学ぶ。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
The goal of this course is understanding of basic properties of various materials which consist of nuclear power systems including fission and fusion power reactors. This course will provide concise introduction of radiation and radioactivity, nuclear reactions for energy systems, interaction between radiation and materials, safety of nuclear systems and radioactive wastes.
Following topics will be introduced.
Types of nuclear fuels and their basic properties, fabrication and manufacturing process.
Fuel clad and structural materials of fission reactors, fabrication and manufacturing process.
Degradation process during reactor operation period caused by neutron irradiation.
Base of interaction between energetic particles and materials through energy transfer by collisions.
Waste management of the nuclear materials.
Materials of fusion reactor : fabrication and manufacturing processes, material properties, degradation process, safety and waste management.
材料科学A 機械創成学-1 中性子輸送学 核エネルギー物理学
Material Science-I, II, Manufacturing Engineering and technology-I． Neutron Transport, Nuclear Energy Physics
１．放射線と核エネルギー： 原子核と放射線（近藤准教授）
２．照射損傷： 概説 （近藤准教授）
３． 〃 ： 核反応のエネルギーと材料の関係（近藤准教授）
４．照射効果：概説 （近藤准教授）
５． 〃 ： 照射損傷による材料特性への影響、組織・構造変化、物理的性質（近藤准教授）
６． 〃 ： 機械的性質、化学的性質（近藤准教授）
７．核燃料： 概説、動力炉燃料
８． 〃 ： 核燃料の物理・化学的性質
９． 〃 ： 酸化物燃料の挙動、再処理
１０．原子炉構成材材料 概説、燃料被覆材料（近藤准教授）
１１． 〃 ： 構造材料、その他の材料
１２．核融合炉材料： 概説
１３． 〃 ： 構造材料
１４． 〃 ： 燃料増殖材料、機能材料
１５．まとめ
1. Radiation and nuclear energy: Nuclear physics and radiation
2. Radiation damage: Overview
3. Radiation damage: Relation between energy of nuclear reaction and materials
4. Radiation effects: Overview
5. Radiation effects: Effects of radiation damage on material properties, change of microstructure and physical properties
6. Radiation effects: Mechanical properties and chemical properties
7. Nuclear fuels: Overview and fuels of power reactor
8. Nuclear fuels: Physical and chemical properties
9. Nuclear fuels: Behavior of oxide fuels, reprocessing
10.Component materials of nuclear reactors: Overview and fuel clad materials
11.Component materials of nuclear reactors: Structural materials, others
12.Fusion reactor materials: Overview
13.Fusion reactor materials: Structural materials
14.Fusion reactor materials: Fuel breeding materials, functional material
15. Summary
演習を行い、レポートを提出する。
Perform exercises and submit reports.
レポートおよび定期試験により評価する
Evaluation will be based on “class participation and homework assignment” and “final exam”.