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2013 Fiscal Year Research-status Report

高温高圧下での中性子イメージングの高精細化に向けて

Research Project

Project/Area Number 25610158
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Research InstitutionEhime University

Principal Investigator

井上 徹  愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 教授 (00291500)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Keywordsneutron / imaging / hydrogen / water / magma / fluid / hydrous phase / high pressure
Research Abstract

H25年度は、5月のハドロンの事故以来H25年中はJ-PARCは閉鎖され、実験を行うビームラインのある建物は閉鎖されていたため、この期間のJ-PARCでの研究は不可能であった。幸い、年度初めに少しスリットサイズや測定時間、及びカメラ感度を変えた撮影をしていたため、そのデータを用いて画像解析・検討を試みた。また試作中性子グリッドを用いた撮影も行い、その有効性についても調べた。中性子イメージングの性質上、被写体をカメラ感光面から離せば離すほどどうしても中性子の発散による画像のぼやけが見られるが、そのぼやけを入射スリットや受光スリットの条件を最適化することにより、かなりの程度までぼやけを抑制することができた。中性子グリッドの効用は、グリッドを被写体とカメラ感光面の間に入れることによって中性子の発散が抑制されることを期待したが、グリッドにより中性子フラックスが少なくなる影響の方が大きく、非常に有効な効果が得られたという結論までには至らなかった。この際のビーム強度は300 kW程度であり、将来的にはこの3倍以上の1 MWで運転されるためその有用性を否定するものではないが、検討を要する結果となった。
ハドロンの事故後、再稼働はH26年に入ってからになり、H26年3月にビームタイムをいただいて再度J-PARCで中性子イメージングの実験を行った。この際は高圧下でのケイ酸塩と鉄水素系のイメージングを試みたが、両者のコントラストの違いが余りなかったために明瞭なイメージングを収集することはできなかった。今後、画像処理等を通じて更なる検討を行う。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究実績の概要に書いたように、H25年度は5月のハドロンの事故以来半年以上の間J-PARCは閉鎖され、結局年度初めと年度終わりにいただいたビームタイムを有効に利用し研究を遂行した。幸い、年度初めに系統的なデータ収集を行っていたため、その実験データを用いて各種検討を行うことができた。試作中性子グリッドも日本原子力研究所の研究者から借用でき、早い段階でその効用をチェックできたことは大きかった。現在の中性子フラックスから考えると、グリッドでフラックスを落とすよりかは入射スリット・受光スリットサイズを調整して発散を抑制して行く方が現実的なようである。但し、今後中性子フラックスが増えて行くに従って、中性子グリッドの有効性は増して行くものと考える。このように今後、高温高圧下のイメージングを行っていく上で、方向性を立てるデータ収集を行うことができ、試作中性子グリッドでその効用もチェックできたことから、十分とは言えないがおおむね計画通りに研究は遂行できていると考える。

Strategy for Future Research Activity

上述のように昨年度はJ-PARCの長期にわたる閉鎖のため、十分な実験が遂行できたとは言い難く、今後は、さらにスリットサイズや測定時間、及びカメラ感度を変えた系統的な実験を行い、さらに最適化して行く必要がある。また近年、画像処理技術の向上は著しく、ソフト的にデコンボリューションすることにより、より鮮明な画像の構築も考える。この件は現在、ある企業の研究者と打合せをしながら、その方向性を模索している。そして、今年度は実際に高温高圧下での含水マグマのイメージング実験を遂行する。その高圧セルの予備実験を現在までに愛媛大学や高エネルギー加速器研究機構(KEK)で行ってきている。本番に向けてセルの改良をさらに加えつつ、世界で初めての高温高圧下での含水マグマの中性子イメージング実験を行う。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

ハドロンの事故により、半年以上の期間実験が不可能になったことより、中性子グリッドの作成を控えることにしたため。年度初めに行った予備実験からは中性子グリッドの効用が顕著であるという結果は見いだせていないので、更なる検討が必要と言うことで今年度は控えることにした。
今年度の実験次第で中性子グリッドの作成を考えるが、費用がかなりかかることから慎重に考える。その分、画像処理を積極的に進めることにより、その方面への使用に向ける。

  • Research Products

    (31 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (22 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Equation of state and phase transition of antigorite under high pressure and high temperature2014

    • Author(s)
      Yang, C., T. Inoue, A. Yamada, T. Kikegawa, J. Ando
    • Journal Title

      Phys. Earth Planet. Inter.

      Volume: 228 Pages: 56-62

    • DOI

      doi:10.1016/j.pepi.2013.07.008

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] B-site deficiencies in A-site-ordered perovskite LaCu3Pt3.75O122013

    • Author(s)
      Ochi, M., Yamada, I., Ohguchi, K., Kusano, Y., Mizumaki, M., Takahashi, R., Yagi, S., Nishiyama, N., Inoue, T. and Irifune, T.
    • Journal Title

      Inorg. Chem.

      Volume: 52 Pages: 3985-3989

    • DOI

      10.1021/ic302809v

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of tungsten trioxide nanoparticles by microwave plasma in liquid and analysis of physical properties2013

    • Author(s)
      Hattori, Y., S. Nomura, S. Mukasa, H. Toyota, T. and Inoue, T.
    • Journal Title

      J. Alloys and Compounds

      Volume: 560 Pages: 105-110

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2013.01.137

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of tungsten oxide, silver, and gold nanoparticles by radio frequency plasma in water2013

    • Author(s)
      Hattori, Y., Nomura, S., Mukasa, S., Toyota, H., Inoue, T., and Usui, T.
    • Journal Title

      J. Alloys and Compdounds

      Volume: 578 Pages: 148-152

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2013.05.032

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] NMR study of successive magnetic transitions in the A-site ordered perovskite LaMn3Cr4O122013

    • Author(s)
      Kawasaki, Y., Takase, S., Kishimoto, Y., Ohno, T., Yamada, I., Shiro, K., Takahashi, R., Ohgushi, K., Nishiyama, N., Inoue, T. and Irifune, T.
    • Journal Title

      J. Korean Phys. Soc.

      Volume: 63 Pages: 640-643

    • DOI

      10.3938/jkps.63.640

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Suppression of Intersite Charge Transfer in Charge-Disproportionated Perovskite YCu3Fe4O122013

    • Author(s)
      Etani, H., Yamada, I., Ohgushi, K., Hayashi, N., Kusano, Y., Mizumaki, M., Kim, J., Tsuji, N., Takahashi, R., Nishiyama, N., Inoue, T., Irifune, T. and Takano, M.
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 135 Pages: 6100-6106

    • DOI

      10.1021/ja312015j

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Control of bond-strain-induced electronic phase transitions in iron perovskites2013

    • Author(s)
      Yamada, I., Etani, H., Tsuchida, K., Marukawa, S., Hayashi, N., Kawakami, T., Mizumaki, M., Ohgushi, K., Kusano, Y., Kim, J., Tsuji, N., Takahashi, R., Nishiyama, N., Inoue, T., Irifune, T. and Takano, M.
    • Journal Title

      Inorganic Chem.

      Volume: 52 Pages: 13751-13761

    • DOI

      10.1021/ic402344m

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 熱力学的手法によるMg2SiO4のポストスピネル相転移境界の再決定

    • Author(s)
      糀谷浩,井上徹,赤荻正樹
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2013
    • Place of Presentation
      千葉
  • [Presentation] J-PARC, PLANETにおける無水及び含水アルバイトガラスの高圧下中性子回折実験と中性子イメージング予備実験

    • Author(s)
      井上徹,山田明寛,浦川啓,鈴木昭夫,有馬寛,寺崎英紀,大高理,服部高典,佐野亜沙美
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2013
    • Place of Presentation
      千葉
  • [Presentation] 超高圧中性子回折装置PLANETの性能と現状

    • Author(s)
      服部高典,佐野亜沙美,有馬寛,小松一生,山田明寛,永井隆哉,片山芳則,井上徹,内海渉,鍵裕之,八木健彦
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2013
    • Place of Presentation
      千葉
  • [Presentation] X線その場観察を用いた高圧下における緑泥石の脱水分解反応

    • Author(s)
      末次秀規,井上徹
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2013
    • Place of Presentation
      千葉
  • [Presentation] 上部マントル条件下におけるMgCO3+SiO2=MgSiO3+CO2反応境界の決定

    • Author(s)
      柿澤翔,井上徹,山田明寛,末次秀規
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2013
    • Place of Presentation
      千葉
  • [Presentation] Re-determination of high-temperature heat capacity and thermal expansivity of Mg2SiO4 ringwoodite: Implication for clapeyron slope of post-spinel transition

    • Author(s)
      Kojitani, H., Ohhata, M., Shimada, H., Inoue, T., and Akaogi, M.
    • Organizer
      Asia Oceania Geosciences Society
    • Place of Presentation
      Brisbane, Australia
    • Invited
  • [Presentation] 熱力学的手法によるMg2SiO4のポストスピネル相転移境界の再決定

    • Author(s)
      糀谷 浩,井上徹,赤荻正樹
    • Organizer
      日本鉱物科学会2013年年会・総会
    • Place of Presentation
      筑波大学
  • [Presentation] 下部マントル条件下で安定なAlに富む高圧含水鉱物

    • Author(s)
      井上徹,林晃平,圦本 尚義
    • Organizer
      日本鉱物科学会2013年年会・総会
    • Place of Presentation
      筑波大学
  • [Presentation] 下部マントル最上部におけるAlに富む高圧含水鉱物

    • Author(s)
      井上徹,林晃平,圦本尚義
    • Organizer
      第54回高圧討論会
    • Place of Presentation
      新潟コンベンションセンター
  • [Presentation] 高温高圧下におけるMgCO3 + SiO2系の反応と溶融

    • Author(s)
      柿澤翔,井上徹,末次秀規,CAI Nao,山田明寛,亀卦川卓美
    • Organizer
      第54回高圧討論会
    • Place of Presentation
      新潟コンベンションセンター
  • [Presentation] Thermal equation of state of lawsonite under high pressure and high temperature

    • Author(s)
      Nao CAI, Toru INOUE, Takumi KIKEGAWA
    • Organizer
      第54回高圧討論会
    • Place of Presentation
      新潟コンベンションセンター
  • [Presentation] 高圧下におけるNaAlSi3O8ガラスの局所構造変化

    • Author(s)
      山田明寛,井上徹,亀卦川卓美
    • Organizer
      第54回高圧討論会
    • Place of Presentation
      新潟コンベンションセンター
  • [Presentation] ポストスピネル相境界から制約されるMg2SiO4リングウッダイト中の陽イオン無秩序

    • Author(s)
      糀谷浩,井上徹,赤荻正樹
    • Organizer
      第54回高圧討論会
    • Place of Presentation
      新潟コンベンションセンター
  • [Presentation] 室温圧縮下の含水石英ガラスのX線回折実験

    • Author(s)
      浦川啓,井上徹,亀卦川卓美
    • Organizer
      第54回高圧討論会
    • Place of Presentation
      新潟コンベンションセンター
  • [Presentation] Al-bearing dense hydrous minerals under mantle transition zone and uppermost lower mantle conditions

    • Author(s)
      Inoue, T., Hayashi, K. and Yurimoto, H.
    • Organizer
      AGU Fall Meeting 2013
    • Place of Presentation
      San Francisco, USA
  • [Presentation] New high-pressure neutron beamline PLANET at J-PARC

    • Author(s)
      Hattori, T., Sano-Furukawa, A., Arima, H., Inamura, Y., Nahgai, T., Katayama, Y., Inoue, T., Kagi, H. and Yagi, T.
    • Organizer
      International conference on neutron scattering (ICNS2013)
    • Place of Presentation
      Edinburgh, UK
  • [Presentation] New Tool for Investigating High-Pressure and High-Temperature States of Matter at Intense Pulsed Neutron Source J-PARC

    • Author(s)
      Hattori, T., Sano-Furukawa, A., Arima, H., Inamura, Y., Yamada, A., Komatsu, K., Nahgai, T., Katayama, Y., Inoue, T., Kagi, H. and Yagi, T.
    • Organizer
      THERMEC 2013 (the 8th international conference on advanced materials)
    • Place of Presentation
      Las Vegas, USA
  • [Presentation] 地球内部の「水」を見るツール~超高圧中性子ビームラインPLANET~

    • Author(s)
      服部高典,佐野亜沙美,有馬寛,井上徹,鍵裕之,八木健彦
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2014
    • Place of Presentation
      横浜
  • [Presentation] J-PARC高圧中性子ビームライン(PLANET)の地球惑星科学への応用

    • Author(s)
      鍵裕之,飯塚理子,小松一生,八木健彦,永井隆哉,井上徹,佐野亜沙美,服部高典
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2014
    • Place of Presentation
      横浜
  • [Presentation] 沈み込む堆積岩層中の含水相topaz-OHの高温高圧下における状態方程式の決定

    • Author(s)
      新里 美月,井上 徹,蔡 閙,末次秀規,亀卦川卓美
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2014
    • Place of Presentation
      横浜
  • [Presentation] Aluminum incorporation into phase A - a new hydrous silicate in the deep upper mantle

    • Author(s)
      Cai, N., Inoue, T., Fujino, K., Ohfuji, H., Kuribayashi, T., H. Yurimoto
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2014
    • Place of Presentation
      横浜
  • [Presentation] Dehydration boundary and the EoS of chlorite under high pressure and temperature

    • Author(s)
      Suenami, H., Inoue, T., Kakizawa, S., Kikegawa, T.
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2014
    • Place of Presentation
      横浜
    • Invited
  • [Book] 地球内部の物質科学. In 地球ダイナミクス(山本明彦編)2014

    • Author(s)
      井上徹
    • Total Pages
      155-174
    • Publisher
      朝倉書店
  • [Remarks] 愛媛大学地球深部ダイナミクス研究センター

    • URL

      http://www.ehime-u.ac.jp/~grc/

URL: 

Published: 2015-05-28  

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