1996 Fiscal Year Annual Research Report
プローブとして熱中性子を用いた高速流動現象の詳細構造計測に関する研究
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07408011
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
西原 英晃 京都大学, 原子炉実験所, 教授 (50025920)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
米田 憲司 京都大学, 原子炉実験所, 助手 (10027443)
藤根 成勲 京都大学, 原子炉実験所, 助手 (90027441)
日引 俊 京都大学, 原子炉実験所, 助手 (30228746)
三島 嘉一郎 京都大学, 原子炉実験所, 教授 (60027472)
神田 啓治 京都大学, 原子炉実験所, 教授 (10027419)
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| Keywords | 中性子ラジオグラフィ / 高速度撮像 / 撮像限界 / 画像処理 / 画像定量化 / 計測誤差 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、定常熱中性子ビームをプローブとする高速流体現象の計測技法(中性子ラジオグラフィ高速度撮像法)を開発し、熱流動現象の詳細構造の可視化・計測を行おうとするものである。この問題点としては、高速度撮影のため1画素当たりの中性子数が少なく、従って、中性子画像から変換されて得られる可視光の画像が微弱であるため、これを増幅する必要があること、こうして得られた画像は散乱中性子線や撮像系の特性の影響などを含むため、定量化するには適切な画像補正が必要であること、などである。本年度は、これらの問題点を調べるため、日本原子力研究所JRR-3Mに付設の熱中性子ラジオグラフィ設備に、高速度ビデオカメラによる撮像システムを構築した。このカメラには2段のマイクロチャンネルプレートをもつ画像増幅器を取り付け、感度を増強した。高速流体現象の可視化の目的の実験では、低沸点液中に落下させた高温の溶融金属の動態観測を対象とした。用いた溶融金属は、鉛-ビスマス及びウッドメタルであり、低沸点液体として軽水及び重水を用いた。この実験により、熱中性子束1.5×10^8n/cm^2/s、撮像速度毎秒500コマ、ゲート時間1msの条件で、気泡内の高温溶融金属の挙動を可視化し、この撮像システムによる高速度撮影限界、限界空間解像度などを検討した。さらに、種々の厚さをもつポリスチレン板を標準サンプルとして可視化し、その画像を処理して、シェ-ディング補正や散乱線の影響などを詳しく調べるとともに、中性子物理の立場からの解析も行うことにより、画像定量化の誤差評価、高速度撮影画面の定量化法の検討を行った。
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[Publications] 三島嘉一郎: "プローブとして中性子を用いた金属管内気液二相流の可視化と計測(第1報、高時間分解能中性子ラジオグラフィーとその限界時間分解能)" 日本機械学会論文集(B編). 61巻591号. 3959-3966 (1995)
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[Publications] 三島嘉一郎: "プローブとして中性子を用いた金属管内気液二相流の可視化と計測(第2報、画像処理による流動特性計測)" 日本機械学会論文集(B編). 62巻593号. 137-144 (1996)
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[Publications] Takashi Hibiki: "Feasibility of High-Frame-Rate Neutron Radiography by Using a Steady Thermal Neutron Beam with 10^6n/ (cm^2s) Flux" Nuclear Instruments d Methods in Physics Research,A. 369. 186-194 (1996)
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[Publications] 日引俊: "プローブとして中性子を用いた金属管内気液二相流の可視化と計測(第3報、中性子ラジオグラフィー画像の定量化法)" 日本機械学会論文集(B編). 62巻595号. 919-926 (1996)
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[Publications] 日引俊: "プローブとして中性子を用いた金属管内気液二相流の可視化と計測(第4報、画像定量化に及ぼす階調度および計測素数の影響)" 日本機械学会論文集(B編). 62巻597号. 1781-1787 (1996)
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[Publications] Kaichiro Mishima: "Quantitative Method to Measare Void Fraction of Two-Phase Flow Using Electronic lmaging with Neutrons" Nuclear Science and Engineering. 124. 327-338 (1996)
