革新的原子力材料の開発研究
原子力エネルギーの高効率安全利用は，原子炉構造材料の健全性に依存している。原子炉構造材料が蒙る，いわゆる「照射脆化」の問題は，近年の原子炉冷却水漏れやシュラウド割れに密接に関わっている。この照射脆化を全く示さない材料が当研究室において発見されている。ナノスケールの酸化物を分散させた「酸化物分散強化鋼」は，照射による伸びの低下を一切示さず，極めて耐照射性能に優れており，まさに将来の革新的な原子力材料として期待されている。
エネルギー粒子線による非平衡相の創製研究
極限環境下における材料挙動予測手法の開発が望まれている。「高エネルギー粒子線」の照射環境は材料にとって極めて苛酷な環境であり，照射による材料構成原子の変位損傷および核変換が材料特性に及ぼす影響の解明が求められている。高エネルギー粒子線の材料への衝突は，材料中に「非平衡相」を創造する。図は，鉄‐銅モデル合金に28MeVの電子線を290℃で照射した場合に形成されるナノサイズの銅析出物であり，3次元アトムプローブ法，透過電子顕微鏡法および陽電子寿命測定法によって材料の力学特性に及ぼす影響を直接的に明らかにした。
先進鉄鋼材料における環境脆化割れの機構解明
先進鉄鋼材料の種々の「環境脆化割れ」の機構解明が求められている。核融合環境下における核変換ヘリウム脆化や軽水炉環境下における応力腐食割れ，ならびに大気環境下における水素脆化割れの機構解明のため，それぞれの模擬環境を実験室規模にて創製し，低炭素オーステナイト鋼，低放射化フェライト鋼や酸化物分散強化鋼における割れ発生および伝播挙動を調べている。環境・材料組織・負荷応力間の相互作用を個別に抽出するための実験および解析手法を開発し，環境・材料インテグレーション研究を行っている。
