2015 Fiscal Year Annual Research Report
レーザー駆動光核反応中性子による大型検体非破壊検査技術の開発
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26246043
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
西村 博明 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センタ, 教授 (60135754)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中井 光男 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センタ, 教授 (70201663)
余語 覚文 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センタ, 准教授 (50421441)
有川 安信 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センタ, 講師 (90624255)
三間 圀興 光産業創成大学院大学, その他の研究科, その他 (30033921)
阪部 周二 京都大学, 化学研究所, 教授 (50153903)
大竹 淑恵 国立研究開発法人理化学研究所, その他部局等, その他 (50216777)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 中性子ラジオグラフィ / レーザー駆動中性子源 / 光核反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、レーザー生成高速電子が物質を運動する過程で放つ高エネルギー制動放射X線により、二次的に発生する中性子の発生数を向上させるとともに、時間分解中性子イメージング検出器を開発することにより、最終的に30cm厚さの鉄筋コンクリートの中性子ラジオグラフィの可能性を調べることにある。本年度は大阪大学ペタワットレーザーを用いた光核反応中性子発生に関する実験を行った。レーザー照射Taブロック(1x1x1mm)表面に金製のコーンを付加することにより発生中性子数が1桁向上し、10＾10個／ショットの発生に成功した。また、LFEX実験の派生的成果としてレーザーパルスのコントラスト向上ならびに大きなレーザースポットによる一次元プラズマ（横方向広がりを抑制したプラズマ）生成が、高エネルギー粒子発生に極めて効果的であることを見出し、高エネルギーイオンを用いた新しい中性子発生の可能性を広げた。
平行して、ハニカム構造材に液体シンチレータを浸潤させたパネルからの出力画像をゲート付きCCDカメラで撮像する「時間分解中性子画像装置」を開発した。大阪大学LINACを用いて制動放射X線ならびに光核反応中性子を発生させ、コンクリートやプラスティックブロック、水を満たしたバケツなどの撮像を行い、時間分解性画像ならびに中性子ラジオグラフの撮像に成功した。また、理研小型加速器中性子源RANSを用いた撮像実験も実施し、鉄筋コンクリートを検体とした中性子画像の撮像に成功した。これらの研究により、時間分解２次元中性子画像装置に関する今後の開発課題を明らかにすることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
レーザー照射を受けるターゲット構造を工夫することにより、光核反応中性子の発生数が1桁向上した。中性子ラジオグラフィの実用化を目指した際、発生効率の向上は、駆動レーザーへの要求値を低下させ、装置の開発コストを大幅に低下させることができる。また、派生的成果として新しい中性子発生法の着眼を得た。
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| Strategy for Future Research Activity |
時間分解中性子画像装置に関して光量を増すための工夫（例：キャピラリー内面の光沢向上）を図り、より良好な画像取得ができるよう改善を進める。こうして完成した装置を用いて、 LFEXレーザー駆動光核励起中性子を線源とした撮像実験を行う。検体としては鉄筋コンクリート片とする。レーザー照射によりターゲットから発生する中性子に加え、プラズマ発生チェンバー壁からの中性子ならびに散乱中性子が重畳するため、ターゲット構造、中性子コリメーション、時間弁別など、取得画像の質を向上する工夫を行う。
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Research Products
(21 results)
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[Journal Article] Ion Acceleration via Nonlinear Vacuum Heating by the Laser Pulse Obliquely Incident on a Thin Foil Target2016
Author(s)
A. Yogo, S. V. Bulanov, M. Mori, K. Ogura, T. Zh. Esirkepov, A. S.Pirozhkov, M. Kanasaki, H. Sakaki, Y. Fukuda, P. R. Bolton, H. Nishimura, K. Kondo
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Journal Title
Plasma Physics and Controlled Fusion
Volume: 58
Pages: 025003-1～7
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Direct measurement of kilo-tesla level magnetic field generated with laser-driven capacitor-coil target by proton deflectometry2016
Author(s)
K. F. F. Law, M. B.-Grandvaux, A. Morace, S. Sakata, K. Matsuo, S. Kojima, S. Ho Lee, X. Vaisseau, Y. Arikawa, A. Yogo, K. Kondo, Z. Zhang, C. Bellei, J. J. Santos, S. Fujioka, H. Azechi
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Journal Title
Appl. Phys. Lett.
Volume: 108
Pages: 091104-1~4
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Meso-scale characterization of lithium distribution in Li-ion batteries using Ion Beam Analysis techniques2015
Author(s)
R. Gonzalez-Arrabal, M. Panizo-Laiz, K. Fujita, K. Mima, A. Yamazaki, T. Kamiya, Y. Orikasa, Y. Uchimoto, H. Sawada, C. Okuda, Y. Kato, and J. M. Perlado
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Journal Title
Journal of Power Source
Volume: 299
Pages: 587-595
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] パルス中性子源を用いた大型検体中性子シャドウグラフ技術の開発2016
Author(s)
有川安信, 松原秋登, 加藤祐亮, 安部勇輝, 坂田匠平, 小島完興, 余語覚文, 藤岡慎介, 中井光男, 西村博明, 疇地宏, 大竹淑恵, 川瀬啓悟
Organizer
日本物理学会第７１回年次大会
Place of Presentation
東北学院大学（泉キャンパス）
Year and Date
2016-03-19 – 2016-03-22
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[Presentation] LFEXを用いたレーザー駆動中性子発生実験2016
Author(s)
加藤祐亮, 有川安信, 安部勇輝, 松原秋登, AlessioMorace, 余語覚文, 中井光男, 西村博明, 疇地宏
Organizer
日本物理学会第７１回年次大会
Place of Presentation
東北学院大学（泉キャンパス）
Year and Date
2016-03-19 – 2016-03-22
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