Problems in neutron strain measurement with large gauge volume

大きい測定体積による中性子ひずみ測定における問題

鈴木 裕士  ; 秋田 貢一; Vladimir, L.*

Suzuki, Hiroshi; Akita, Koichi; Vladimir, L.*

飛行時間法及び角度分散法を用いて厚さ50mmの曲げ試験片及び焼鈍し試験片のひずみ測定を行い、大きい測定体積を用いた中性子ひずみ測定における問題を検討した。その結果、測定体積が大きくなると、測定体積内の回折強度重心位置の変化に伴う重み付き平均効果によって、ひずみ分布が見かけの変化をすることを確認した。また、試料表面近傍のひずみ分布測定においては、測定体積形状の幾何学的変化に伴う見かけのひずみ変化を生じることを確認したが、測定体積が試料完浴状態においても、中性子線の減衰に伴う回折強度重心位置の変化によって、同様の見かけのひずみ変化を生じることを確認した。測定体積が変化すると、これらの見かけのひずみ変化の傾向や大きさは変化するが、従来のモデル計算に加えて、測定体積エッジ部におけるビームの発散及び波長分布を考慮することにより、これらの現象を説明することができる。

Problems in neutron strain measurement with large gauge volume were discussed based on strain measurements of a 50 mm thick bent bar and an annealed specimens using the TOF and the angular dispersive methods. It was experimentally verified that the change in the neutron-weighted center of gravity position (ncog position) by the neutron attenuation effect caused an apparent shift in strain distribution due to the weighted average effect in the gauge volume. Furthermore, typical pseudo-strain distribution near the sample surface due to the geometrical effect was observed in a surface strain scanning, and the pseudo-strains were also observed even when perfectly immersing the gauge volume in the sample due to a change in a ncog position by the neutron attenuation effect. The trend and magnitude of the pseudo-strain distribution were shifted with a change in the gauge size, and it can be explained by typical modeling with consideration of effects of the incident neutron beam divergence and the wavelength distribution at the edge around a gauge volume.