「パルス中性子による物質材料および空間場の組織構造・物理量イメージング」

• 研究課題/領域番号: 23246166
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 原子力学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 鬼柳 善明 北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (80002202)
• 研究分担者: 古坂 道弘 北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (60156966) ; 篠原 武尚 日本原子力研究開発機構, J-PARCセンター, 研究員 (90425629)
• 研究期間 (年度): 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円); 2011年度: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
• キーワード: 放射線工学 / 中性子ビーム科学 / イメージング / 結晶組織構造 / 磁場

研究概要

パルス中性子を用いたエネルギー分析型イメージングでは、物質内部の結晶歪、配向、結晶子サイズ、元素などの情報、また、磁場や磁気ドメインなどの情報を、バルクマテリアルに対して実空間イメージとして与えることができる。本研究では、この手法を発展させるために必要な技術を開発し、物質材料の総合評価手法としてのベースを確立し、先進的応用研究を進め、材料開発、製品高度化などの産業利用への貢献を図ることを目的としている。
基盤研究(S)として引き継がれる本課題が本年度5月までに実施した研究は、ブラッグエッジイメージングに関するもので、中世に作成された金属製品の透過実験と合金など金属材料の組成・処理法による結晶組織構造の変化を見るための測定である。測定はイギリスのISISのROTAXビームラインで実施した。今年は震災で日本のJ-PARC中性子源が稼働出来なかったため、ISISでビームタイムを取得できたことは非常に幸運であった。測定を行なった日本刀は16世紀に製作されたものであり、刃の部分から峰に向かって、透過スペクトル強度の変化が予想されるようになっていること、また、スペクトル形状に変化があることが明らかとなり、そのスペクトル解析から鉄の結晶子サイズなどの情報を得て行く予定である。それからこれまで破壊実験で求めていた結果と比較し、非破壊で広い範囲を一度に分析する手法としての有用性を検討していく。さらに、異なった時代、産地の日本刀についても測定を行ない、日本刀の金属学的観点からの評価を行う予定である。また、Ni-Cu合金などの結果から、成分による結晶組織構造の違いが透過スペクトルから示されており、今後、詳細なスペクトル解析を結晶組織構造分析を実施していく。