Reduced activation ferritic/martensitic steels for in-vessel components of a fusion reactor have shown a decrease in plasticity and radiation hardening at low irradiation temperatures. The formation of dislocation loops and embryos of α' phase is considered the main reason for these effects. In this work, Eurofer 97 steel was irradiated with 5.6 MeV Fe2+ ions up to 1020 m−2 at 250, 300 and 400 °C. Transmission electron microscopy study of ion irradiated samples revealed nucleation of dislocation loops. The pair-correlation analysis of atom probe tomography data detected an initial stage of solid solution decomposition. The hardening of ion-irradiated Eurofer 97 was calculated with the dispersed barrier hardening model, taking into account radiation-induced dislocation loops to compare it with the change of yield stress in neutron-irradiated Eurofer 97. According to the obtained results, it can be supposed that the formation of dislocation loops plays the main role in the low-temperature radiation hardening of Eurofer 97 at a dose level up to ~10 dpa.
低放射化フェライト/マルテンサイト鋼は、核融合炉の炉内構造材料として、低温照射において延性の低下と照射硬化を示している。これらの影響の主な原因は、転位ループとα'相の胚の形成であると考えられている。本研究では、Eurofer 97鋼を5.6 MeVのFe2+イオンで、250、300、400 °Cにおいて1020 m⁻²まで照射した。イオン照射した試料の透過電子顕微鏡観察により、転位ループの核形成が明らかになった。アトムプローブトモグラフィーデータのペア相関解析により、固溶体分解の初期段階が検出された。イオン照射したEurofer 97の硬化は、照射誘起転位ループを考慮した分散障壁硬化モデルを用いて計算され、中性子照射したEurofer 97の降伏応力の変化と比較された。得られた結果によると、転位ループの形成が、~10 dpaまでの線量レベルにおけるEurofer 97の低温照射硬化の主な役割を果たすと考えられる。