2020 Fiscal Year Annual Research Report
Operando analysis of deformed polymer materials by positron lifetime measurement
| Project/Area Number |
17K05123
|
|---|
| Research Institution | Waseda University |
|---|
Principal Investigator |
小林 慶規 早稲田大学, 理工学術院総合研究所(理工学研究所), 客員上級研究員(研究院客員教授) (90357012)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山脇 正人 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (30526471)
岡 壽崇 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 原子力基礎工学研究センター, 研究副主幹 (70339745)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 高分子構造・物性 / 陽電子 / 非破壊欠陥分析 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
陽電子寿命測定は、高分子中のサブナノ空孔、金属中の欠陥分析に有効な実験手法であるが、従来の陽電子寿命測定では、試料片2枚で22Na陽電子線源をはさみこむため、試料の切り出しが必要であった。我々は、試料1枚で陽電子寿命測定が可能なアンチコインシデンス法を考案し、放射線規制対象外の密封22Na線源を使用したアンチコインシデンス法を用いた市販装置を開発した。アンチコインシデンス法は、陽電子寿命測定の非破壊検査やオペランド分析などへの適用が期待できる。高分子については、 延伸ポリエチレンなどを用いて、従来法とアンチコインシデンス法で同等なデータが得られることを確認した。また、市販のアンチコインシデンス装置では、ガンマ線検出器、試料、線源が固定されており、そのため、陽電子寿命スペクトルの時間原点がほとんど変化しないという特徴がある。複数寿命成分を含む陽電子寿命スペクトルを1成分解析した場合、スペクトルデータと解析結果にずれがあるため、時間原点が見かけ上シフトする。シミュレーションおよび実験により、この時間シフトが金属材料の欠陥分析に有用であることを示した。
陽電子寿命測定を延伸高分子に適用する際、線源から放出された陽電子の一部が薄くなった試料を突き抜けてしまうと、正しいデータが得られなくなる。そこで、経験的なパラメータを用いた簡単な数式により陽電子透過率の変化を補正する手法を開発した（論文発表）。また、金属試料の陽電子寿命スペクトルを1成分解析した場合の時間ゼロと陽電子寿命の相関を利用することで、測定時間数分で得られたノイズの多い寿命スペクトルから欠陥情報を抽出できることを明らかにした（論文発表）。さらに、企業において開発中のアンチコインシデンス可搬型陽電子寿命装置の適用性評価を行い、本装置で従来装置と同等のデータ得られ、オペランド分析・非破壊検査への適用性を確認した。
|
