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陽電子寿命測定による高分子材料の変形・ひずみのオペランド分析

研究課題

研究課題/領域番号 17K05123
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 量子ビーム科学
研究機関早稲田大学

研究代表者

小林 慶規  早稲田大学, 理工学術院総合研究所(理工学研究所), 客員上級研究員(研究院客員教授) (90357012)

研究分担者 山脇 正人  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 (30526471)
岡 壽崇  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究副主幹 (70339745)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード高分子構造・物性 / 陽電子 / 非破壊欠陥分析 / 放射線 / オペランド分析
研究成果の概要

陽電子寿命測定は、高分子中のサブナノ空孔、金属中の欠陥分析に有効な実験手法であるが、従来の陽電子寿命測定では、試料の切り出しが必要であった。我々は、試料の切り出しを必要としないアンチコインシデンス法を考案した。 高分子の陽電子寿命測定では、アンチコインシデンス法により、従来法と同等なデータが得られることを確認した。また、アンチコインシデンス測定を金属材料に適用した場合、陽電子寿命データの時間原点のシフトから金属材料の欠陥についての知見が得られることを見出した。オペランド分析・非破壊検査への適用のため、アンチコインシデンス可搬型陽電子寿命装置を試作した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

陽電子寿命測定は、高分子中のサブナノ空孔、金属中の欠陥分析に有効な実験手法であることから、動作環境下での材料中の超微細空孔や欠陥のオペランド分析や非破壊その場計測への適用が期待されてきた。しかしながら、従来の陽電子寿命測定では、試料片二枚が必要なため、その場計測には適用できなかった。我々は、試料の切り出し不要のアンチコインシデンス法を考案した。本研究では、アンチコインシデンス法により従来法と同等のデータが得られることを確認するとともに、アンチコインシデンス法を用いた小型可搬型陽電子寿命装置を試作した。陽電子寿命測定法による材料のオペランド分析や非破壊分析の可能性が開けたと考えられる。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Feasibility study of non-destructive defect analysis by positron annihilation lifetime measurement2020

    • 著者名/発表者名
      Yamawaki Masato、Uesugi Naoya、Kobayashi Yoshinori
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 59 号: 6 ページ: 066502-066502

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ab9163

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a method for positron annihilation lifetime measurement in thin polyethylene films using a Na-22 source2020

    • 著者名/発表者名
      Yamawaki Masato、Uesugi Naoya、Oka Toshitaka、Nagasawa Naotsugu、Ando Hirokazu、O’Rourke Brian E.、Kobayashi Yoshinori
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 59 号: 11 ページ: 116504-116504

    • DOI

      10.35848/1347-4065/abc02e

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Drift compensation in dual start/stop data acquisition positron lifetime measurements2020

    • 著者名/発表者名
      M. Yamawaki, N. Uesugi, H. Ando and Y. Kobayashi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 59 号: 3 ページ: 036501-036501

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ab6f2d

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Importance of starting time for defect analysis using positron annihilation lifetime measurements2019

    • 著者名/発表者名
      M. Yamawaki, N. Uesugi and Y. Kobayashi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 号: 12 ページ: 126501-126501

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab4fbb

    • NAID

      210000157403

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural evolution of deformed polyethylene studied with positrons2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kobayashi, M. Yamawaki, T. Oka, K. Sato, N. Uesugi, K. Hattori, N. Nagasawa and M. Washio
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 2182 ページ: 0500201-0500205

    • DOI

      10.1063/1.5135863

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural evolution of deformed polyethylene studied with positrons2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kobayashi, M. Yamawaki, T. Oka, K. Sato, N. Uesugi, K. Hattorim N. Nagasawa and M. Washio
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 陽電子寿命測定システムによるショットピーニング評価2017

    • 著者名/発表者名
      山脇正人、上杉直也
    • 雑誌名

      ショットピーニング技術

      巻: 29-3 ページ: 34-38

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 陽電子寿命測定を用いた格子欠陥評価2020

    • 著者名/発表者名
      山脇正人、上杉直也
    • 学会等名
      日本ばね学会秋季講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 金属材料の一成分解析寿命から得られるΔT0の評価2019

    • 著者名/発表者名
      山脇正人、上杉直也、小林慶規
    • 学会等名
      第56回アイソトープ・放射線研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 高分子・シリカガラス中のパラポジトロニウム2019

    • 著者名/発表者名
      小林慶規、佐藤公法、山脇正人、岡壽崇、鷲尾方一
    • 学会等名
      第56回アイソトープ・放射線研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Para-positronium in polymers and silica glass2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Kobayashi, K. Sato, M. Yamawaki, T. Oka and M. Washio
    • 学会等名
      15th International Workshop on Slow Positron Beam Techniques and Applications
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dual start/stop data acquisitionを用いた陽電子寿命スペクトルのドリフト補正2019

    • 著者名/発表者名
      山脇正人、上杉直也、安藤太一、小林慶規
    • 学会等名
      京都大学複合原子力科学研究所専門研究会「陽電子科学とその理工学への応用」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Fitting Analysis of Lifetime Spectra using an Exponential Function with a Single-Component2019

    • 著者名/発表者名
      M. Yamawaki, N. Uesugi, Y. Kobayashi
    • 学会等名
      4th Japan-China Joint Workshop on Positron Science
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ポジトロニウム形成に関与する物理と化学2019

    • 著者名/発表者名
      小林慶規
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会一般シンポジウム「最先端の物理的・化学的手法から探る凝縮相の放射線分解・反応ダイナミックス
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural evolution in deformed polyethylene studied with positrons2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Kobayashi, M. Yamawaki, T. Oka, K. Sato, M. Fujimoto, N. Uesugi, k. Hattori, N. Nagasawa and M. Washio
    • 学会等名
      18th International Conference on Positron Annihilation
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金属材料の一成分寿命解析における一考察(ΔT0評価)2018

    • 著者名/発表者名
      山脇正人、小林慶規、上杉直也
    • 学会等名
      京都大学複合原子力科学研究所専門研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Long-term oxidative degradation of electron beam irradiated high density polyethylene studies by positron annihilation technique2018

    • 著者名/発表者名
      Toshitaka Oka, Naotsugu Nagasawa, Yasushi Kino and Tsutomu Sekine
    • 学会等名
      The 13th International symposium on Ionizing Radiation and Polymers (IRaP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Degradation of gamma-ray irradiated polyethylene films studied by positron annihilation2018

    • 著者名/発表者名
      Toshitaka Oka, Naotsugu Nagasawa, Yasushi Kino and Tsutomu Sekine
    • 学会等名
      Degradation and Stabilization of Polymers (MoDeSt2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Commercial system of positron annihilation lifetime measurements2017

    • 著者名/発表者名
      山脇正人、伊藤賢志、服部兼久、上杉直也
    • 学会等名
      JWPS
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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