• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

ポテンシャル散乱エネルギー領域中性子による元素・核種イメージングの実現

Research Project

Project/Area Number 17J01054
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Nuclear engineering
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

石川 裕卓  北海道大学, 大学院工学院, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords中性子イメージング / 軽元素 / 複数元素 / 元素弁別 / 定量イメージング / パルス中性子透過分光法 / 評価済核データ / 元素密度
Outline of Annual Research Achievements

中性子は、強い物質透過能力とその反応性が元素・核種によって異なるという特徴を持ち、X線や電子線等では難しい、厚い物体内部にある元素・核種のイメージングを行える可能性を持つ。しかし、従来の中性子イメージング手法では、複数の構成元素を持ち、かつその中に軽元素が含まれるような物体(例えばリチウムイオン電池や燃料ペレット)に対しては、元素・核種イメージングを行うことが困難であった。本研究では、ポテンシャル散乱エネルギー領域の中性子に着目し、軽元素を含む複数の構成元素・核種を持つ実用製品に対し、元素・核種イメージングが行える手法の開発を目的として研究を実施してきた。
本年度は、本研究で開発した手法により評価可能な物質(元素や核種を含む)の組み合わせを調べるため、2物質間における中性子全断面積のエネルギー依存性の違いを示す「全断面積形状差度(DCS)」というパラメータを導入した。そして、様々なDCSを持つ多数の2物質試料を作成し、開発手法を適用した。その結果、DCSが大きい組み合わせ程、開発手法による複数物質の評価精度が高く、DCSがおよそ0.2以上の組み合わせであれば、誤差10%以内で複数物質の評価が行える可能性があることがわかった。従って、開発手法により評価可能な複数物質の指標を得ることができた。
また、開発手法による軽元素を含む複数物質の定量イメージングを実証するため、アルミリチウム合金で作成した様々な試料に、開発手法を適用した。作成した試料は、厚さが同じで組成が異なる一連の試料と、異なる厚さを持つ階段状試料とした。定量イメージングの結果、実際の量から10%以内の精度で、試料中のリチウムとアルミニウムの量を妥当にイメージングできた。従って、本研究で開発した手法により、従来の中性子イメージング手法では行えていなかった、軽元素を含む複数物質の定量イメージングが実現できることを実証した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Neutron spectrum change with thermal moderator temperature in a compact electron accelerator-driven neutron source and its effects on spectroscopic neutron transmission imaging2019

    • Author(s)
      Ishikawa Hirotaku、Kai Tetsuya、Sato Hirotaka、Kamiyama Takashi
    • Journal Title

      Journal of Nuclear Science and Technology

      Volume: 56 Issue: 2 Pages: 221-227

    • DOI

      10.1080/00223131.2018.1561339

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A new method to quantify multiple elements by pulsed epithermal neutron transmission spectroscopy2018

    • Author(s)
      H. Ishikawa, H. Sato, T. Kamiyama
    • Journal Title

      Phyasica B: Condensed Matter

      Volume: 印刷中 Pages: 355-358

    • DOI

      10.1016/j.physb.2018.04.010

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Evaluation of areal densities of two elements in a composite by epithermal neutron transmission spectroscopy2018

    • Author(s)
      Ishikawa Hirotaku、Kai Tetsuya、Sato Hirotaka、Oikawa Kenichi、Shinohara Takenao、Kamiyama Takashi
    • Organizer
      11th World Conference on Neutron Radiography
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] パルス中性子透過分光法による化合物の組成分析2017

    • Author(s)
      石川裕卓、佐藤博隆、加美山隆
    • Organizer
      第54回アイソトープ・放射線研究発表会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of a multi-element quantification method by pulsed epithermal neutron transmission spectroscopy2017

    • Author(s)
      H. Ishikawa, H. Sato, T. Kamiyama
    • Organizer
      2017 International Conference on Neutron Scattering
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 小型加速器中性子源HUNSでのパルス中性子イメージング装置における遮蔽体系の検討2017

    • Author(s)
      石川裕卓、佐藤博隆、加美山隆
    • Organizer
      日本原子力学会2017年秋の大会 学生ポスター発表
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi