2019 Fiscal Year Annual Research Report
中性子ハイブリット回折が拓く現場利用バルク金属残留応力計測技術の開拓
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17H03161
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
大竹 淑恵 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, チームリーダー (50216777)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高村 正人 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 上級研究員 (00525595)
鈴木 裕士 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, リーダー (10373242)
熊谷 正芳 東京都市大学, 理工学部, 准教授 (20582498)
徐 平光 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究副主幹 (80554667)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 中性子回折 / 小型中性子源 / 飛行時間法 / 角度分散法 / 残留応力 / バルク金属 / 非結合型モデレータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
小型中性子源RANSを用いた飛行時間法による中性子回折手法においては、測定サンプルとしてbcc鉄の粉末を用いて、ポリエチレンモデレータの改良によるエネルギー分解能の向上に取り組んだ。ここでは、ポリエチレンの厚さを変化させるとともに、B4Cゴムを用いた非結合型モデレータを製作し、その効果を調査した。また、陽子パルス幅および散乱ベクトル方向を変化させた際の回折ピークへの影響を定量的に調査した。その結果、非結合型モデレータを用い、陽子パルス幅と散乱ベクトル方向を最適化することにより、高分解能な回折ピークが得られ、バルク金属の残留応力測定実現につながる可能性があることが示された。その一方で、モデレータ厚さの影響は顕著ではなかった。さらに、得られた回折パターンから効果的にバックグラウンドの影響を排除してプロファイルフィッティングを実施し、得られた格子面間距離の精度について分析した。その結果、鉄鋼材料の実用的な残留応力測定を可能とする0.1%オーダーの格子面間隔分解能が得られる可能性が示唆された。
一方、角度分散法による回折手法については、平成30年度に実施した実験結果の分析を進めた。この実験では、シリコン単結晶を用いたモノクロメータにより、20 meV-40 meV のエネルギー領域にピークを持つ単色中性子ビームが得られている。また、IF鋼サンプルの211面ピークを検出することができ、その格子面間距離測定分解能は約2.5%であった。この結果を分析し、今後さらに高分解能測定を実現するために必要となるバックグラウンドノイズ低減、およびビーム発散角を抑制するコリメ―ション手法についての指針を得た。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] In-house texture measurement using a compact neutron source2020
Author(s)
Xu, P.G., Ikeda, Y., Hakoyama, T., Takamura, M., Otake, Y. & Suzuki, H.
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Journal Title
Journal of Applied Crystallography
Volume: 53
Pages: 444-454
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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