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2015 Fiscal Year Annual Research Report

「パルス中性子による物質材料および空間場の組織構造・物理量イメージング」

Research Project

Project/Area Number 23226018
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

鬼柳 善明  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80002202)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 加美山 隆  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50233961)
古坂 道弘  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60156966)
宇野 彰二  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (70183019)
持木 幸一  東京都市大学, 工学部, 教授 (80107549)
篠原 武尚  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, その他部局等, 研究員 (90425629)
Project Period (FY) 2011-04-01 – 2016-03-31
Keywords放射線 / イメージング / 材料組織構造評価 / 磁気イメージング / 中性子 / 画像検出器
Outline of Annual Research Achievements

強塑性加工を施したAl合金の組織解析を実施した。引張試験中の弾性域、塑性域でスペクトル形状の明瞭な変化、解析からすべり変形による結晶方位の変化が見られた。焼入れ鋼のマルテンサイト組織の透過測定を行い、CT測定の可能性を明らかにした。日本刀の透過スペクトル解析を進め、組織構造因子および硬さ分布を求めることに成功し、組織状態を考察した。また、粗粒の粒毎の結晶方位イメージングにも成功した。
共鳴エネルギーでの中性子透過率が数%以下となる場合、ピークエネルギー中心部を除外することにより、バックグランドの除去が可能となる見通しを得た。温度測定核種を白金にも拡大し、検証実験を行った。
小角散乱イメージングにおいて、直径1mmの分解能で測定が可能な原理検証実験装置を作成し、128パターンの小角散乱実験を行い、データ再構成からダイレクトビーム近傍の独立したパターンを得ることができた。
偏極パルス中性子を用いた磁場イメージングにおいて、磁場強度と方向を数%の精度で定量化できることを実験により示した。回折格子を用いた位相イメージングを日本で初めて可能とした。また、複数波長での位相測定に成功した。
水素吸蔵量の違いによる透過スペクトル(全断面積値)の形状変化、エネルギー変化を解析により求め、水素吸蔵量の違いによる低エネルギー、高エネルギー領域での差が明らかとなった。
GEM型検出器の検出効率向上を目指して、ボロン付き多孔コンバーターを組み込んだ検出器の試験を行った。開発したカメラ型検出器の高速度カメラを用いて、鉄の試料のブラッグエッジ検出実験に成功した。また、応用実験として包丁の結晶組織構造のイメージングを試み、RITS解析イメージングに初めて成功した。小型加速器中性子源で史上最高の空間分解能である0.54 mmで初の結晶相イメージングを得ることができた。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (34 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (25 results) (of which Int'l Joint Research: 12 results,  Invited: 8 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] CNR研究所(イタリア)

    • Country Name
      ITALY
    • Counterpart Institution
      CNR研究所
  • [Journal Article] Relation between Vickers Hardness and Bragg-edge Broadening in Quenched Steel Rods2016

    • Author(s)
      H. Sato, T. Sato, Y. Shiota, T. Kamiyama, M. Ohnuma and Y. Kiyanagi
    • Journal Title

      J-PARC Annual Report 2014 Volume 2: Materials and Life Science Experimental Facility (MLF Annual Report 2014)

      Volume: 2 Pages: 6-8

    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 中性子ラジオグラフィの国内外の現状と今後2016

    • Author(s)
      鬼柳善明
    • Journal Title

      日本非破壊検査協会誌『非破壊検査』

      Volume: 65 Pages: 3-9

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] J-PARCのパルス中性子イメージング専用装置「螺鈿」の開発2016

    • Author(s)
      篠原武尚
    • Journal Title

      日本非破壊検査協会誌『非破壊検査』

      Volume: 65 Pages: 15-20

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 中性子透過ブラッグエッジ法による金属材料のひずみ・組織情報の広範囲可視化2016

    • Author(s)
      佐藤博隆
    • Journal Title

      日本非破壊検査協会誌『非破壊検査』

      Volume: 65 Pages: 33-39

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of the tensor CT algorithm for strain tomography using Bragg-edge neutron transmission2015

    • Author(s)
      H. Sato, Y. Shiota, T. Shinohara, T. Kamiyama, M. Ohnuma, M. Furusaka and Y. Kiyanagi
    • Journal Title

      Physics Procedia

      Volume: 69 Pages: 349-357

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2015.07.049

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Evaluation of magnetic field vector by polarization analysis using pulsed neutrons at HUNS for magnetic field imaging2015

    • Author(s)
      N. Wada, T. Shinohara, H. Sato, H. Hasemi, T. Kamiyama and Y. Kiyanagi
    • Journal Title

      Physics Procedia

      Volume: 69 Pages: 427-435

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2015.07.093

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Relation between Vickers Hardness and Bragg-Edge Broadening in Quenched Steel Rods Observed by Pulsed Neutron Transmission Imaging2015

    • Author(s)
      H. Sato, T. Sato, Y. Shiota, T. Kamiyama, A. S. Tremsin, M. Ohnuma and Y. Kiyanagi
    • Journal Title

      Materials Transactions

      Volume: 56 Pages: 1147-1152

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2015049

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Large-area mapping of crystalline microstructural information by pulsed neutron Bragg-edge transmission imaging2016

    • Author(s)
      H. Sato
    • Organizer
      The 171st ISIJ (The Iron and Steel Institute of Japan) Meeting
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2016-03-23
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] パルス中性子透過分光撮影のための画像取得システムの開発と その応用2016

    • Author(s)
      田中 健太、石塚 健、持木 幸一、石川 裕卓、佐藤 博隆、加美山 隆、鬼柳 善明
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      目黒区、東京
    • Year and Date
      2016-03-21
  • [Presentation] 流体や材料分析のための中性子イメージングシステム2016

    • Author(s)
      持木 幸一
    • Organizer
      日本分析化学会 X線分析研究懇談会 第255回例会
    • Place of Presentation
      世田谷区、東京
    • Year and Date
      2016-01-29
    • Invited
  • [Presentation] 中性子科学研究の現状2016

    • Author(s)
      鬼柳善明
    • Organizer
      第8回岩手大学加速器科学連続セミナー岩手大学工学部連続講演会
    • Place of Presentation
      盛岡市、岩手
    • Year and Date
      2016-01-21
    • Invited
  • [Presentation] パルス中性子ブラッグエッジ解析法および日本刀の金属組織情報イメージングへの応用2016

    • Author(s)
      塩田佳徳
    • Organizer
      第6回中性子応用専門委員会
    • Place of Presentation
      文京区、東京
    • Year and Date
      2016-01-20
    • Invited
  • [Presentation] Pulsed neutron Bragg-edge transmission analysis of steel materials with different carbon content for applied research of iron cultural heritages2016

    • Author(s)
      M. Isono, M. Tanaka, Y. Shiota, K. Watanabe, Y. Kiyanagi, A. Uritani
    • Organizer
      The 15h Korea-Japan Meeting on Neutron Science
    • Place of Presentation
      Busan Korea
    • Year and Date
      2016-01-06 – 2016-01-08
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Steel metallographic structure analysis of japanese sword by using pulsed neutron imaging Bragg-edge technique2016

    • Author(s)
      Yoshinori Shiota, Takenao Shinohara, Yoshiaki Kiyanagi
    • Organizer
      The 15h Korea-Japan Meeting on Neutron Science
    • Place of Presentation
      Busan Korea
    • Year and Date
      2016-01-06 – 2016-01-08
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] パルス中性子透過法による結晶粒毎の結晶方位イメージング2016

    • Author(s)
      佐藤博隆, 藤井伸弥, 塩田佳徳, 諸岡聡, 戸髙義一, 及川健一, 原田正英, 張朔源, 蘇玉華, 加美山隆, 大沼正人, 古坂道弘, 篠原武尚, 鬼柳善明
    • Organizer
      平成27年度中性子イメージング専門研究会
    • Place of Presentation
      熊取町、大阪
    • Year and Date
      2016-01-06
    • Invited
  • [Presentation] パルス中性子透過イメージングによる結晶粒の方位マッピング2015

    • Author(s)
      佐藤博隆, 藤井伸弥, 塩田佳徳, 諸岡聡, 戸髙義一, 及川健一, 原田正英, 張朔源, 蘇玉華, 加美山隆, 大沼正人, 古坂道弘, 篠原武尚, 鬼柳善明
    • Organizer
      日本中性子科学会 第15年会(JSNS2015)
    • Place of Presentation
      和光市 埼玉県
    • Year and Date
      2015-12-10
  • [Presentation] パルス中性子イメージングによる金属文化財の組織解析2015

    • Author(s)
      塩田 佳徳、田中 眞奈子、鬼柳 善明、及川 健一、原田 正英、篠原 武尚、甲斐 哲也、Joseph Parker
    • Organizer
      日本中性子科学会 第15年会(JSNS2015)
    • Place of Presentation
      和光市 埼玉県
    • Year and Date
      2015-12-10
  • [Presentation] パルス中性子を用いた日本刀の製造過程試料のブラッグエッジ解析2015

    • Author(s)
      磯野 真理子、田中 眞奈子 、塩田 佳徳、渡辺 賢一、鬼柳 善明、瓜谷 章
    • Organizer
      日本中性子科学会 第15年会(JSNS2015)
    • Place of Presentation
      和光市 埼玉県
    • Year and Date
      2015-12-10
  • [Presentation] Development of an Accumulating Type High-Frame-Rate Camera for Pulsed Neutron Transmission Spectroscopic Radiography2015

    • Author(s)
      K. Mochiki, K. Ishizuka, K. Tanaka, T. Kamiyama, Y. Kiyanagi
    • Organizer
      2015 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
    • Place of Presentation
      San Diego、USA
    • Year and Date
      2015-11-05
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 加速器中性子源の産業利用に向けた応用2015

    • Author(s)
      鬼柳善明
    • Organizer
      第67回ONSA先端科学研究会、第58回 放射線科学研究会
    • Place of Presentation
      大阪市、大阪
    • Year and Date
      2015-10-16
    • Invited
  • [Presentation] 鉄文化財の材料特性と製造方法解明のためのパルス中性子透過法による鉄鋼材料研究2015

    • Author(s)
      磯野 真理子、田中 眞奈子 、塩田 佳徳、渡辺 賢一、鬼柳 善明、瓜谷 章
    • Organizer
      鉄鋼協会 第170回秋季講演大会
    • Place of Presentation
      福岡市、福岡
    • Year and Date
      2015-09-16
  • [Presentation] パルス中性子イメージングブラッグエッジ解析による日本刀の硬さ分布の非破壊評価2015

    • Author(s)
      塩田佳徳、鬼柳善明
    • Organizer
      鉄鋼協会 第170回秋季講演大会
    • Place of Presentation
      福岡市、福岡
    • Year and Date
      2015-09-16
  • [Presentation] パルス中性子ブラッグエッジ透過法と鉄鋼材料評価への応用2015

    • Author(s)
      磯野 真理子、田中 眞奈子 、塩田 佳徳、渡辺 賢一、鬼柳 善明、瓜谷 章
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋市、愛知
    • Year and Date
      2015-09-13
  • [Presentation] パルス中性子を用いたイメージング研究の現状2015

    • Author(s)
      篠原 武尚
    • Organizer
      日本分析化学会第64年会
    • Place of Presentation
      福岡市、福岡
    • Year and Date
      2015-09-09
    • Invited
  • [Presentation] Nondestructive study on crystallographic change of steel through traditional Japanese sword making process by pulsed neutron imaging2015

    • Author(s)
      M. Tanaka, M.Isono, Y. Shiota, Y. Kiyanagi
    • Organizer
      European Conference on Neutron Scattering(ECNS 2015)
    • Place of Presentation
      Zaragoza, Spain
    • Year and Date
      2015-08-30
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Measurement of the neutron imaging Bragg-edge broadening distribution depending on the neutron transmission direction in a quenched steel rod.2015

    • Author(s)
      Yoshinori Shiota, Hirotaka Sato, Anton S. Tremsin, Yoshiaki Kiyanagi
    • Organizer
      2nd Asia Oceania Conference on Neutron Scattering (AOCNS-2015)
    • Place of Presentation
      Sydney, Australia
    • Year and Date
      2015-07-21
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] WHAT KIND OF INFORMATION CAN BE OBTAINED FOR METAL CULTURAL HERITAGES BY USING PULSED NEUTRON IMAGING?2015

    • Author(s)
      Yoshiaki Kiyanagi, Yoshinori Shiota, Hirotaka Sato, Takashi Kamiyama
    • Organizer
      2nd Asia Oceania Conference on Neutron Scattering (AOCNS-2015)
    • Place of Presentation
      Sydney, Australia
    • Year and Date
      2015-07-21
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Status of Resonance Absorption Imaging in RADEN, J-PARC2015

    • Author(s)
      T. Kai
    • Organizer
      2nd Asia Oceania Conference on Neutron Scattering (AOCNS-2015)
    • Place of Presentation
      Sydney, Australia
    • Year and Date
      2015-07-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Material Characterization by Using a Pulsed Neutron Imaging Method2015

    • Author(s)
      Yoshiaki Kiyanagi
    • Organizer
      National Institute for Materials Science (NIMS) conference 2015
    • Place of Presentation
      Tsukuba, Japan
    • Year and Date
      2015-07-14
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Steel metallographic structure imaging of Japanese sword by Bragg-edge analysis of neutron transmission spectroscopy2015

    • Author(s)
      Y. Shiota, H. Hasemi, Y. Kiyanagi
    • Organizer
      The seventh workshop on Neutron wavelength-dependent imaging(NEUWAVE-7)
    • Place of Presentation
      Mito, Japan
    • Year and Date
      2015-06-03
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Progress of device and application development of the pulsed neutron imaging in a KAKENHI project2015

    • Author(s)
      Y. Kiyanagi
    • Organizer
      The seventh workshop on Neutron wavelength-dependent imaging(NEUWAVE-7)
    • Place of Presentation
      Mito, Japan
    • Year and Date
      2015-06-03
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Development of polarized pulsed neutron imaging technique for quantification of magnetic fields2015

    • Author(s)
      H. Hayashida, T. Shinohara, N. Wada, K. Hiroi, T. Kai, J.D. Parker, K. Oikawa, M. Harada, Y. Kiyanagi
    • Organizer
      The seventh workshop on Neutron wavelength-dependent imaging(NEUWAVE-7)
    • Place of Presentation
      Mito, Japan
    • Year and Date
      2015-06-02
    • Int'l Joint Research
  • [Book] しなやかで強い鉄鋼材料の開発最前線 節2-2-3「パルス中性子イメージングによる結晶組織の広範囲解析」2016

    • Author(s)
      佐藤博隆
    • Total Pages
      320(内、8ページを執筆
    • Publisher
      エヌ・ティー・エス

URL: 

Published: 2017-01-06  

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