2021 Fiscal Year Annual Research Report
多入射中性子反射率法の開発とそれによる全固体型リチウムイオン電池のオペランド計測
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18H03709
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
山田 悟史 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (90425603)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
細畠 拓也 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 (00733411)
日野 正裕 京都大学, 複合原子力科学研究所, 教授 (70314292)
菅野 了次 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特命教授 (90135426)
藤原 健 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 (90552175)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 中性子反射率法 / 全固体電池 / 集光ミラー / オペランド計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究においてMI-NR法を実現する上で必要となるディスクチョッパー、集光ガイド管、仮想光源スリット、精密集光ミラーの製作とインストールを行った。ディスクチョッパーは中性子の遮へい材を塗布した円盤を中性子パルスに同期させて回転することにより、パルスを間引いて利用可能な波長バンドを広げる装置である。最初に製作したチョッパーは遮へい材のペイント厚が足りず、繰り越した最終年度に再度塗り直したのだが、ペイントが剥離するという想定外の事態が生じ、解決には至らなかった。ただし、剥離の原因は特定済みで、またこれが無くても測定原理の検証は可能であるため、そのまま調整を行った。集光ガイド管はチョッパー位置で分離したビームを2つの仮想光源スリットに導くための楕円形ミラーで、仮想光源スリットでは分離したビームのサイズを独立に制御する。この際、集光ガイド管の製作・設置精度に起因して設計から少し外れた位置と方向にビームが出ていることが明らかとなったが、調整可能な範囲であることが確認できた。精密集光ミラーは仮想光源スリットから出射された中性子を試料位置に集光するためのミラーで、微小試料にも対応するための要求仕様である0.1mm幅を達成するためには、50urad以下のわずかな傾き誤差に抑える必要がある。この困難な課題に対し、本研究では理化学研究所で新しく導入した最新型の超精密加工機を用いた加工を試みたが、導入して間もないためノウハウの蓄積が足りず、ビームスポットが半値全幅で0.2mm弱という結果となった。一方、MI-NRを実現する上で最も重要な要求である「異なる仮想光源から出射したビームを試料位置で全く同じ位置に集光」させることには成功しており、試料サイズが十分に大きければMI-NRが実現可能であることが確かめられた。
なお、一連の問題の原因と対策はわかっており、近い将来のMI-NR実用化が期待できる。
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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