| 研究課題/領域番号 |
20K04156
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
鈴木 賢治 新潟大学, 人文社会科学系, 教授 (30154537)
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| 研究分担者 |
城 鮎美 (瀬ノ内鮎美) 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 放射光科学研究センター, 主任研究員(定常) (60707446)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 二重露光法 / 高エネルギー放射光Ｘ線 / 応力測定 / オーステナイト系ステンレス鋼 / 焼きはめ応力 |
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| 研究実績の概要 |
細粒で均質等方の粉末の回折では、連続した回折が得られるので、回折系で高精度の角度測定を行い、結晶のひずみを測定することができた。しかし、粗大粒、集合組織、溶接材では連続した回折考えられず、回折像は斑点状になってしまうために、Ｘ線による応力測定は困難とされていた。本研究の二重露光法は、回折Ｘ線を前方(P1)及び後方(P2)に設置した二次元検出器で測定し、P1とP2の画像から、回折角を決定する測定手法である。この手法の特徴は、回折斑点を直接利用して回折角度を決定することにある。
初年度においては、新型コロナウイルスの感染により、大型放射光施設SPring-8の利用制限で予定されていた2020A期の実験が実施できなかった。そのため、研究の重点を切り替え、電源装置等を組み込んだ新たなCdTeピクセル検出器(95x100)の利用とその検出器による測定データの解析のアプリケーション開発に重点をおいて研究を進めた。2020A期の実験を2020B期に特別に実施する機会を得て、本研究の一部を遂行することができたのは、不幸中の幸いである。
本研究では、高エネルギー領域(90, 80, 70 keV単色Ｘ線)の領域でCdTeピクセル検出器を用いて二重露光法を実施して、オーステナイト系ステンレス鋼の焼きめ応力を測定した(量子研究機構専用ビームラインBL14B1)。同様の実験を70 keV単色Ｘ線で検出器をCCDカメラに変えて行った(原子力機構専用ビームラインBL22XU)。BL14B1の実験では、P1とP2の距離を400 mmにして二重露光法により斑点状の回折を測定し、その画像処理から焼きばめ応力を測定することができた。CCDカメラでは、P1とP2の距離を150 mmに設定したので、精度が低かった。
以上のように、これまで未達成だった70 keV高エネルギーＸ線において二重露光法が実証できた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
初年度に新型コロナウイルスの感染が拡大し、新潟大学においては、在宅勤務の要請、出張の制限があり、前期の研究が困難であった。また、放射光施設SPring-8の実験も中止になり、後期にようやく実験の機会を得て実施できた。しっかりとした検査体制と予防接種が確立し感染の心配のないようになることを祈っている。
予定していた学会発表は年度前半は中止、後半は非対面となった。国際会議も全て中止となり、海外の研究動向についても、把握することが困難であった。研究調査、成果発表などの研究活動も大きな制限を受けた。
このような困難な状況においても、可能な限り発表や研究調査を実施するように努めた。特に、新たな検出器が開発されたのに伴い、新型検出器に対応した新しい解析の手法の開発に重点を置いて研究を進め、その解析ツールシステムを公開している。これらは、自然とからの研究に大いに役立つものと期待している。
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| 今後の研究の推進方策 |
2021年度は、さらに感染の第4波が来ており、研究実施が不透明になっている。新潟大学においては、実験のための出張に対して自粛要請を求められているが、本研究の実施を遂行するために、できる限りの防護対策を取りながら、研究の遂行を行う所存である。研究調査、成果発表についても予断を許さない状況にあり、今後の研究の推進については、感染の状況を見ながら実験等の機会を増やすように努力する。
一方、東日本大震災以降、研究炉が運転を停止していたが、2021年度より再稼働する運びとなった。放射光やラボＸ線では測定できない内部の残留応力を測定できる中性子を利用した実験が可能となるので、本研究の新しい方法として採用することを考える。なお、原子力機構・東海研究所のJRR-3の実験においても、新型コロナウイルスの感染問題が付随するので、不安が残る。なお、ラボＸ線を利用した研究についても進める予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウイルスのために、大型放射光施設SPring-8において2020年度前期予定の実験課題が延期となり、その実験の費用が未使用になったことが、次年度使用額の生じた原因である。2020年度前期の実験課題を後期に延長して実施した。なお、2021年度は、前期から実験課題を遂行しているが、新型コロナウイルス感染の第4波もあり予断を許さない。また、緊急事態宣言地区・大阪・兵庫を経由して実験するので、帰ったのちに隔離のためホテルに泊して、PCR検査を受け安全確認をして復帰するなどの科学的根拠に基づいた安全対策をするなどの工夫の必要性も感じている。
2020年度の実験では、大規模データの解析にかなりの時間を要したので、計算サーバーなどの準備が必要となり、その対応などにも使用を計画している。
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| 備考 |
本サイトは、CdTeピクセル検出器のデータ解析システム開発の成果を公開し、自由にプログラムを利用できる。
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