Thermal-tomography using neutron transmission imaging with thermal diffuse scattering analysis
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19K12641
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 80040:Quantum beam science-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
Sato Hirotaka 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (30610779)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 中性子 / イメージング / 非弾性散乱 / 熱散漫散乱 / 温度 / バルク / 非破壊 / 非接触 / パルス冷中性子 / エネルギー分析型中性子イメージング / バルクサーモグラフィ / 透過 / 加速器 / 冷中性子 / ダイナミクス / 原子変位パラメーター / ブラッグエッジ |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では中性子透過分光法を利用した高汎用性物体内部サーモグラフィの基盤技術開発を行う。中性子と物質の相互作用の内、ブラッグ散乱と熱散漫散乱について解析することで、これまでの温度測定技術では困難であった測定対象の内部の温度の空間分布の可視化を目指す。これにより、構造材料やエネルギー機器の熱プロセスの改善に資することを目指す。また、小型加速器駆動中性子ビーム利用施設での手法確立により、広範な分野に普及可能な新しい中性子応用技術の確立を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
Wavelength-resolved neutron transmission imaging is a real-space imaging method for microscopic structure information such as crystal structure by analyzing a wavelength-dependent profile of neutron transmission or neutron total cross-section. In this study, we developed a new measurement technique visualizing temperature inside a material non-invasively from microscopic dynamics information by analyzing thermal diffuse (inelastic) scattering. For this aim, we developed a new total cross-section model function and a new profile fitting method of the model function. As a result, we successfully carried out bulk temperature imaging in a steel with an accuracy better than 10 K.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
これまでの温度測定は熱電対などの接触型、赤外線サーモグラフィなどの表面型の測定であったが、本手法は非接触型かつ物体内部の温度の測定が可能なものとなっている。これは中性子の高い物質透過能力のためである。これまでにも中性子共鳴吸収分光法やブラッグエッジ法によるバルク温度イメージングが開発されてきたが、本手法の特徴は以下の3点である。1点目は測定対象物質の多さである。2点目は低い中性子エネルギー分解能のため測定時間が比較的短い点である（北海道大学小型電子線形加速器駆動パルス中性子源「HUNS」で2時間でイメージングが可能）。3点目は従来の中性子温度解析法と比べ同等以上の正確度・精度を持つ点である。
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Report
(4 results)
Research Products
(10 results)
