Visualization of magnetic field direction in an electric motor using polarized pulsed neutron imaging

偏極パルス中性子イメージングによる電気モーター内部の磁場方向分布の可視化

廣井 孝介  ; 篠原 武尚   ; 林田 洋寿*; Parker, J. D.*; 及川 健一   ; 原田 正英   ; 甲斐 哲也   ; 新井 正敏*

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

モーター, トランス等の磁気実用製品内部の磁場評価に向けた、偏極パルス中性子を利用した定量的磁気イメージング手法の開発を行ってきた。磁気製品のエネルギー損失を低減するためには磁場強度のみならず、磁場の方向分布の情報も定量的に評価することが重要となる。そこで本研究では偏極中性子イメージングによる小型モデルモーター内部の磁場方向分布の定量評価を試みた。磁気イメージング実験はJ-PARCセンター・物質生命科学実験施設(MLF)内に設置されたBL10"NOBORU"にて実施した。実験では偏極中性子の量子化軸方向をスピン回転子により変化させ、モーター内部の磁場に対して量子化軸方向を様々に変化させて偏極度分布像を取得した。その結果、量子化軸の方向に依存した偏極度の変化を位置ごとに解析することで、モデルモーター内の磁場方向の定量的分布像の取得に成功した。

We have been developing an imaging technique using polarized pulsed neutron for quantitative evaluation of magnetic field in industrial equipment, e.g. an electric motor and an electric transformer, etc. To reduce the power loss of these products, it is important to quantitatively evaluate not only strength of an internal field but also directional distribution. In this study, we attempt to evaluate direction of a field in the gap between the rotor and the stator of a model electric motor. Magnetic imaging experiment was performed at BL10 "NOBORU" in Materials and Life science experimental Facility (MLF) of J-PARC. In this experiment, we changed the quantized axis of a neutron spin using spin-rotators and obtained polarization images with various neutron spin directions. By analyzing change in polarization depending on neutron spin direction, we successfully obtained field-direction distribution image in the model motor.