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偏極パルス中性子を用いた交流磁場イメージング手法の開発

Development of AC magnetic field imaging technique using polarized pulsed neutrons

廣井 孝介; 篠原 武尚; 林田 洋寿*; 及川 健一; 原田 正英; 甲斐 哲也 ; 新井 正敏

Hiroi, Kosuke; Shinohara, Takenao; Hayashida, Hirotoshi*; Oikawa, Kenichi; Harada, Masahide; Kai, Tetsuya; Arai, Masatoshi

J-PARCにおいて偏極パルス中性子を用いた定量的磁気イメージング手法の開発を行ってきた。本手法 を稼働中のモーターなど工業製品内の磁場の測定に応用するためには、時間的に強度が変化する交流磁場の解析手法を確立する必要がある。本発表ではBL10"NOBORU"において行った偏極パルス中性子を用いた交流磁場の定量化実験結果について報告する。小型コイルに52.5Hzの交流電流を印加し、コイルがつくる交流磁場の定量化を試みた。コイルに印加する交流電流の開始時間を記録することで中性子が通過してきた交流磁場の位相を計算し、各位相における偏極度分布像とその波長依存性を取得した。実験で得られた偏極度分布像に関してコイル中心位置の偏極度の波長依存性を調べ、交流磁場の各位相に関して磁場強度を見積もった結果、位相0$$sim$$2$$pi$$ radで一周期分の正弦波形を描くことを確認し、その磁場強度は印加した電流値から予想される値とよく一致した。この結果から、本手法により50Hz付近の交流磁場強度の定量評価が可能であることを確認した。

We have been developing a quantitative magnetic field imaging technique at J-PARC. Applying this method to observation of a magnetic field in industrial products, it is necessary to extend this technique to an AC magnetic field driving at a frequency of commercial power supply. In this study, we tried to visualize an AC magnetic field quantitatively. The AC magnetic field was produced by applying an AC electric current to a small solenoid coil. By recording a start time of the AC field, we calculated a phase of the field in which polarized neutron traverse and obtained polarization distribution images at each phase and its wavelength dependence. We analyzed the wavelength dependence of polarization and estimated the field strength at each phase. As a result, sinusoidal waveform of the AC field was successfully reproduced and its strength was almost corresponded to the value that expected from applied AC current.

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