| 研究課題/領域番号 |
21KK0095
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分34:無機・錯体化学、分析化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 群馬大学 |
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研究代表者 |
鈴木 宏輔 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (90580506)
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| 研究分担者 |
伊藤 直史 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (20223159)
Varnava Maria 群馬大学, 重粒子線医学推進機構, 助教 (40913108)
田代 睦 群馬大学, 重粒子線医学推進機構, 教授 (60447274)
酒井 真理 群馬大学, 重粒子線医学推進機構, 助教 (70727338)
櫻井 浩 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (80251122)
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| 研究期間 (年度) |
2021-10-07 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)
2024年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2023年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2022年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | X線イメージング / 非破壊測定 / 符号化開口 / コンプトン散乱 / M配列 / 放射光X線 / イメージング / X線 / 高エネルギーX線 / リチウム電池 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
脱炭素化社会の実現に向け世界中でモビリティの電動化が進んでいる。モビリティの電動化に向けては動力源である蓄電池の性能向上は不可欠である。本研究では、高エネルギーX線コンプトン散乱用の符号化開口を初めて設計・作製し、高い空間分解能で大型実用蓄電池の電気化学反応をその反応下で可視化し、反応に寄与するイオンを定量的に解析する測定手法を開発する。高エネルギーX線コンプトン散乱用の符号化開口の実現のため、設計、シミュレーション、作製、実験検証のそれぞれに専門性を有する研究分担者らとの国際共同研究を実施するとともに、国際共同研究を通じて若手研究者の国際的研究ネットワークの形成を支援する。
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| 研究成果の概要 |
本研究の目的は、符号化開口を用いた新たなコンプトン散乱イメージング法を開発することである。その目的の実現のため、高エネルギーX線用の符号化開口を新たに設計・作製し、ピンホールを用いた場合に比べ百倍程度の散乱X線検出効率を達成することを目指す。実際にLIGA微細加工技術を用いて、0.25mm厚の金板上にM配列の規則に従い512個の開口を加工した符号化開口を作製した。金板のサイズは約3 mm四方で、開口の直径は0.08 mmとした。原理実証実験として、点光源を仮定した試料からの散乱パターンに対して再構成アルゴリズムを適用することで元画像を再構成することに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
コンプトン散乱法は高エネルギー放射光X線を用いることが大きな特徴である。高エネルギーX線は高い物質透過能を持ち、100 keVのX線で数cmのステンレス板を透過することができる。また、高エネルギーX線を使用することで、X線と物質との相互作用におけるコンプトン効果の割合を相対的に高めることができ、X線を用いて軽元素を測定することが可能となる。しかし、これまでの測定手法ではX線の検出効率が低い問題点があった。本研究により符号化開口を森いつことで検出効率を従来の約100倍改善することが可能であることがわかった。これは大型構造物内の軽元素の変化過程を非破壊で可視化する手法としての応用が期待される。
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