| 研究課題/領域番号 |
23K23371
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| 補助金の研究課題番号 |
22H02103 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分34020:分析化学関連
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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) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2024年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2022年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | イメージング / X線 / 符号化開口 / コンプトン散乱 / イメージング技術 / リチウムイオン電池 / 高エネルギーX線 / M系列 / 非破壊測定 / X線イメージング / 後方散乱イメージング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
蓄電デバイスの高性能化は、持続可能な社会の実現に不可欠であるが、蓄電デバイスの高性能化を妨げる要因として、イオン分布の偏りがある 。本研究は、これまで申請者らが開発してき た高エネルギー放射光X線コンプトン散乱法による非破壊定量分析法に符号化開口イメージング技 術を導入することで、実用蓄電デバイス内部の動的な構造変化やイオン分布の偏りを非破壊かつ、高い時間分解能で測定し、イオン分布の偏り を定量的に可視化するとともに、その抑制指針を得ることを目指す。本研究に より符号化開口を用いた高エネルギー放射光X線イメージング分 野を構築し、持続可能な社会の実現を加速化する高性能な蓄電デバイス設計指針を示す。
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| 研究実績の概要 |
本研究は、これまで開発を行なってきた高エネルギー放射光X線コンプトン散乱法による非破壊測定法に符号化開口を導入した新たなイメージング手法を開発することである。本年度は、符号化開口を用いたコンプトン散乱実験を行い散乱パターンの観測、ならびに、再構成の妥当性を検証した。試料は材質の異なるペンシル状の試料を用いた。材質は銅、アルミニウム、アクリルである。ペンシル状試料の先端に100keVの放射光X線を照射し、試料から散乱されるX線を、符号化開口を通して二次元検出器で測定した。符号化開口は、M系列の規則に従い約500個の開口を有している。実験から符号化開口パターンに対応した散乱X線パターンを観測することができた。また、散乱X線パターンに逐次近似法を適用することでペンシル状試料の先端形状を再構成することができた。また、本研究で使用する二次元検出器は検出素子毎にX線のエネルギースペクトルを測定することができる。得られたエネルギースペクトルを比較した結果、試料の材質の違いによりコンプトン散乱X線エネルギースペクトルの形状が異なっており、散乱X線強度の解析のみならずコンプトン散乱X線エネルギースペクトルの形状の解析や弾性散乱強度とコンプトン散乱強度比の解析も可能なことがわかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
今年度、符号化開口を用いたコンプトン散乱実験を行い散乱パターンの観測、ならびに、再構成の妥当性を検証することを目的とし、実際に再構成画像を得ることができたため、おおむね目的を達成することができたが、ピンホールを用いて得られる画像に比べると符号化開口により得られる画像は劣化していたため改善の余地があると考えている。以上より現在までの研究の進捗状況はおおむね順調に進展していると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の研究の推進方法として、材質の異なる試料から得られた散乱X線エネルギースペクトルを解析し、物質の特定が可能かを検討する。またピンホールに比べて得られる画像が劣化する原因についても検討し符号化マスクを改善することを考えている。
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