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及川 健一; 佐藤 博隆*; 渡辺 賢一*; Su, Y. H.; 篠原 武尚; 甲斐 哲也; 鬼柳 善明*; 長谷美 宏幸
Journal of Physics; Conference Series, 2605, p.012013_1 - 012013_6, 2023/10
Spectral data of Bragg-edge imaging, which is one of the energy-resolved neutron imaging methods, can be analyzed by single-edge analysis and full-pattern analysis with the Bragg-edge analysis code RITS developed by Sato et al. This program has a function to generate neutron transmission data considering wavelength-dependent pulse-shape function, atomic number density, crystalline structure, etc., and to extract these parameters from the measured data by the nonlinear least-squares fitting. Last year, we worked on updating the operating environment of the platform Scientific Linux 6 and the language Python 2, which have been discontinued, to Windows 10 and Python 3, and added some functions to improve usability. GUI-RITS for the windows platform has been released to users. In this presentation, we will show concrete examples of the results of the analysis of the same data by the old and new programs, and compare the efficiency of data analysis.
土川 雄介; 甲斐 哲也; 阿部 雄太; 及川 健一; Parker, J. D.*; 篠原 武尚; 佐藤 一憲
Journal of Physics; Conference Series, 2605, p.012022_1 - 012022_6, 2023/10
中性子断面積の大きいホウ素の面密度分布を、エネルギー分析型中性子イメージングにより取得する方法を開発した。一般に、中性子感度が非常に高い元素の測定では、元素量が多くなると中性子の自己遮蔽効果が無視できず、定量的な測定が困難になる。この効果を回避するために、既知の断面積データを用いたエネルギースペクトル解析を試み、J-PARCの物質・生命科学実験施設において、定量的な二次元イメージング像の取得を実証した。本発表では、一例として福島第一原子力発電所のシビアアクシデントの研究において得られた模擬溶融試験体デブリの測定結果を紹介する。この取り組みは、溶融過程における制御棒からのホウ素の挙動を調査するものである。ホウ素の中性子断面積は、広い範囲で中性子エネルギーの平方根に反比例し、模擬燃料集合体に含まれる他の物質とは大きく異なる。試料の中性子透過率を中性子イメージング検出器で測定し、二次元的なホウ素の面密度分布を得た。同様に、鉄やジルコニウム等比較的感度の低い他元素の面密度分布も導出することを試みた。
栗田 圭輔; 飯倉 寛; 土川 雄介; 甲斐 哲也; 篠原 武尚; 大平 直也*; 伊藤 大介*; 齊藤 泰司*; 松林 政仁
Journal of Physics; Conference Series, 2605, p.012005_1 - 012005_6, 2023/10
2021年2月26日にJapan Research Ractor-3(JRR-3)の運転が再開され、2021年7月には利用運転が再開された。JRR-3の運転再開に伴い、TNRFとCNRFと呼ばれる2つのイメージング施設も利用を再開している。本発表では、これら2つの中性子施設の詳細について報告する。
伊藤 大介*; 大平 直也*; 伊藤 啓*; 齊藤 泰司*; 栗田 圭輔; 飯倉 寛
Journal of Physics; Conference Series, 2605, p.012024_1 - 012024_6, 2023/10
多くの熱交換器において発現する気液二相流という現象を理解するためには、二相流のダイナミクスを明らかにする必要がある。本研究では、高速中性子イメージングを二相流ダイナミクスの計測に適用し、ボイド率計測の精度を検討した。
齊藤 泰司*; 伊藤 大介*; 大平 直也*; 栗田 圭輔; 飯倉 寛
Journal of Physics; Conference Series, 2605, p.012028_1 - 012028_6, 2023/10
中性子イメージングで流速分布を観察するためには、適切なトレーサーが必要である。その要件は、密度,視認性,濡れ性(液体金属に適用する場合)である。金カドミウムトレーサーは、Pb-Bi二相流に適用するために開発されたが、粒子径や測定システムによっては、可視性が検証されていない。トレーサー粒子の候補として、Ag, Cd, Au-Cd, Ag-Cdを組成と粒径を変えてテストした。その結果、1mm以上の粒子径であれば、十分な視認性が得られることがわかった。また、Cdトレーサー粒子を流動層に適用し、流動層材料として直径1mmのステンレス鋼製の金属粒子を用いた。Cdトレーサーの直径は約1.5mmである。中性子イメージングにより、トレーサーの視認性は流動層内の速度分布を測定するのに十分であることが確認された。
篠原 武尚; 甲斐 哲也; 及川 健一; Su, Y. H.; 土川 雄介; 林田 洋寿*; Parker, J. D.*; 松本 吉弘*; 鬼柳 善明*
no journal, ,
The energy-resolved neutron imaging system, RADEN, in J-RARC was constructed to provide the most suitable environment to perform energy-resolved neutron imaging experiments, which utilize energy-dependent neutron transmission analysis to extract physical quantities and visualize their spatial distributions by using the short-pulsed neutrons' features. We are also continuing development of imaging techniques and related devices together with the user program. In this presentation, we will describe the current status of RADEN and our technical development. In addition, we will present results of application studies conducted at RADEN.
Su, Y. H.; Parker, J. D.*; 篠原 武尚; 及川 健一; 甲斐 哲也; Gong, W.; Harjo, S.; 川崎 卓郎; 相澤 一也; 鬼柳 善明*
no journal, ,
Fatigue damage is known as one of the major concerns in maintaining the integrity of large-scale engineering components. The nonlinear strain/stress distribution around a fatigue crack tip has a great impact to understand the fatigue and crack growth behavior of engineering component. We consider that it is possible to reveal local variations in strain and microstructure around a fatigue crack tip throughout the thickness of the material by using the non-destructive Bragg-edge imaging and diffraction probes. To investigate the influence of austenitic and ferritic phases on the changes in the strain and microstructure of steels during cyclic fatigue, we selected a typical single austenite stainless steel SUS304 and a duplex stainless steel SUS329J4L. The fatigue tests on the compact-tension samples were conducted with a servo-hydraulic fatigue testing machine. The pulsed Bragg-edge imaging experiment on the fatigued samples was performed at BL22 RADEN in MLF/J-PARC. The time-of-flight neutron diffraction strain mapping was performed at BL19 TAKUMI in MLF/J- PARC. Two-dimensional maps of inhomogeneous residual strain and microstructure for the samples, which had been under different fatigue loading conditions, were determined by Bragg-edge spectral analysis. The obtained Bragg-edge imaging results were quantitatively compared with those determined by diffraction. Surface strains measured by digital image correlation during the fatigue tests will also be presented.
栗田 圭輔; 齊藤 泰司*; 伊藤 大介*; 大平 直也*; 飯倉 寛
no journal, ,
液体金属プール内の気泡または水滴の上昇速度を推定する実験を行った。溶融合金中で蒸発する二相気泡の動的挙動を500fpsの高フレームレート中性子イメージングにより明瞭に観察することができた。高フレームレート(500fps)の中性子イメージングを使用して明確に観察された。抵抗係数の測定は、単一の窒素ガス気泡と、液体金属中で蒸発する二相気泡を含む水滴に対して行われた。その結果から、溶融ニュートン合金中の単一気泡・液滴の上昇速度の関係を、気泡・液滴の形状を考慮しながら詳細に明らかにした。
