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論文

Microstructure distribution of Japanese sword cross sections analyzed by the diffractometer TAKUMI at J-PARC

及川 健一; Harjo, S.; Pham, A. H.*; 川崎 卓郎; 森戸 茂一*; 鬼柳 善明*; 篠原 武尚; 甲斐 哲也; 大庭 卓也*; 伊藤 正和*

JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011062_1 - 011062_6, 2021/03

The metallurgy of historic melee weapons is one of the most interesting topics in archaeometallurgy. In particular, Japanese swords are paid great admiration in the world as the honor of classical technology and of the art. There have been many reports in the past that tried to elucidate this Japanese sword's microstructure and/or manufacturing process scientifically. In this study, we tried to use neutron diffraction as the non-destructive testing method. TOF neutron diffraction experiment was performed at TAKUMI of J-PARC. The gauge volume for the mapping was limited to 2 $$times$$ 2 $$times$$ 2 mm. Data sets for the normal and transverse direction and the normal and axial direction were obtained for the four pieces of sliced Japanese sword. All diffraction data were analyzed by the Rietveld refinement program to obtain lattice constants, phase volume fractions, preferred orientation, the crystallite size and the microstrain from the line-broadening. Detailed analysis results will be presented.

論文

Pulsed neutron imaging based crystallographic structure study of a Japanese sword made by Sukemasa in the Muromachi period

及川 健一; 鬼柳 善明*; 佐藤 博隆*; 大前 良磨*; Pham, A.*; 渡辺 賢一*; 松本 吉弘*; 篠原 武尚; 甲斐 哲也; Harjo, S.; et al.

Materials Research Proceedings, Vol.15, p.207 - 213, 2020/02

Japanese swords are very attractive not only as a work of art but also a metallurgical point of view. Since Japanese vintage swords became valuable, it is indispensable to establish non-destructive analysis method to identify some peculiar characteristics. Bragg edge imaging gives real-space distributions of bulk information in a crystalline material as well as neutron tomography. In this work, we investigated crystallographic information of a Japanese sword made by Sukemasa in Izumi province in the first quarter of the 16th century. The experiments have been performed at RADEN at J-PARC. The Sukemasa sword was measured with a counting-type 2D detector and with a CCD camera. We are now analyzing the measured 2D-transmission spectra using RITS code to obtain spatial distribution of the crystallite size, the texture variation, the d110 shift and its broadening. Complementary data analysis using white beam tomography is also on going. Detailed analysis results will be presented.

論文

High temperature oxidation test of simulated BWR fuel bundle in steam-starved conditions

山崎 宰春; Pshenichnikov, A.; Pham, V. H.; 永江 勇二; 倉田 正輝; 徳島 二之*; 青見 雅樹*; 坂本 寛*

Proceedings of Annual Topical Meeting on Reactor Fuel Performance (TopFuel 2018) (Internet), 8 Pages, 2018/10

燃料集合体の酸化及び水素吸収はその後の事故進展挙動に影響を与えることから、PWR燃料集合体では、実効的な水蒸気流量としてg-H$$_{2}$$O/sec/rodという単位が導入されており、事故進展評価の重要なパラメータといて用いられている。一方BWRにおいては、燃料集合体の構成がPWRとは異なることにより、PWRで用いられている規格化された水蒸気流量ではチャンネルボックスの内外での酸化及び水素吸収の差が正確に評価できない。そのため、PWRで用いられているg-H$$_{2}$$O/sec/rodという規格化された水蒸気流量に代わる、適切な評価パラメータがBWRでも必要である。そこで、ジルカロイの水蒸気枯渇条件での酸化及び水素吸収データを取得するため、実機を模擬したBWRバンドル試験体を用いて高温酸化試験を行なった。BWRにおける水蒸気流量を規格化するため、水蒸気流路断面積を考慮したパラメータを検討した。

論文

Cesium, iodine and tritium in NW Pacific waters; A Comparison of the Fukushima impact with global fallout

Povinec, P. P.*; 青山 道夫*; Biddulph, D.*; Breier, R.*; Buesseler, K. O.*; Chang, C. C.*; Golser, R.*; Hou, X. L.*; Je$v{s}$kovsk$'y$, M.*; Jull, A. J. T.*; et al.

Biogeosciences, 10(8), p.5481 - 5496, 2013/08

 被引用回数:81 パーセンタイル:95.22(Ecology)

北西太平洋の海水中の放射性物質の分布に関して福島第一原子力発電所事故による影響を大気圏内核実験からのグローバルフォールアウトと比較した。2011年6月における国際航海中に採取した海水中の$$^{134}$$Cs, $$^{137}$$Cs, $$^{129}$$I, $$^{3}$$Hが分析された。福島沖合の表層海水の$$^{137}$$Cs, $$^{129}$$I, $$^{3}$$Hは、それぞれ0.002-3.5Bq/L, 0.01-0.8$$mu$$Bq/L, 0.05-0.15Bq/Lの範囲だった。この3核種が分析された海岸から40km離れた採取地点では、福島事故影響はグローバルフォールアウトによるバックグランドのそれぞれ1000倍, 30倍, 3倍だった。また、鉛直分布データからは、既に水深300mまで輸送されていることを示した。$$^{137}$$Csの表層及び鉛直分布の観測値は海洋大循環モデルでの計算値とよい一致を見せ、福島沿岸から東へ輸送されたことを示した。海洋での滞留時間に起因して、福島由来の放射性物質は北西大西洋の水塊輸送に関する海洋研究に有益なトレーサーになるだろう。

論文

Certified reference material IAEA-418; $$^{129}$$I in mediterranean sea water

Pham, M. K.*; Betti, M.*; Povinec, P. P.*; Alfimov, V.*; Biddulph, D.*; Gastaud, J.*; Kieser, W. E.*; L$'o$pez, Guti$'e$rrez, J. M.*; Possnert, G.*; Sanchez-Cabeza, J. A.*; et al.

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 286(1), p.121 - 127, 2010/10

 被引用回数:13 パーセンタイル:69.89(Chemistry, Analytical)

本論文は認証標準物質IAEA-418(地中海海水)中の$$^{129}$$I濃度測定結果について報告するものである。この海水は9機関に配布され、8機関は加速器質量分析法(AMS)で、1機関は中性子放射化分析法(NAA)で$$^{129}$$I濃度を測定した。$$^{129}$$I濃度の認証は、NAAでは海水中の$$^{129}$$I濃度が検出限界以下であったこと、またAMSで測定した機関の内1機関の測定値が棄却検定によって棄却されたため、7機関の測定結果によって行われた。この認証標準物質に与えられた$$^{129}$$I濃度は中央値が2.3$$times$$10$$^{8}$$atom/Lであり、95%信頼区間では(2.2$$sim$$2.8)$$times$$10$$^{8}$$atom/Lであった。

論文

Isovector giant resonances in $$^{6}$$He, $$^{12}$$B, $$^{90}$$Y, $$^{120}$$In and $$^{208}$$Tl observed in the ($$^{7}$$Li, $$^{7}$$Be) charge-exchange reaction

Annakkage, T.*; J$"a$necke, J.*; Winfield, J. S.*; Berg, G. P. A.*; Brown, J. A.*; Gawley, G. A.*; Danczyk, S.*; 藤原 守; Mercer, D. J.*; Pham, K.*; et al.

Nuclear Physics A, 648(1-2), p.3 - 44, 1999/03

 被引用回数:21 パーセンタイル:46.05(Physics, Nuclear)

($$^{7}$$Li, $$^{7}$$Be)及び($$^{7}$$Li, $$^{7}$$Be$$gamma$$)核反応が50AMeVの入射ビームエネルギーにおいて$$^{6}$$Li, $$^{12}$$C, $$^{90}$$Zr, $$^{120}$$Sn, $$^{208}$$Pb原子核を標的として測定された。アイソベクトル型の巨大共鳴が観測され、それらの微分断面積の角度分布が歪曲波近似を用いた散乱理論によって解析された。準弾性散乱に対応する連続状態を解析することにより、反応に関与する有効陽子数を求めた。

口頭

中性子回折を用いたミクロ組織評価による日本刀の製作過程の解明

及川 健一; Harjo, S.; 鬼柳 善明*; 川崎 卓郎; 森戸 茂一*; 伊藤 正和*; 大庭 卓也*; Pham, A.*; 篠原 武尚; 甲斐 哲也

no journal, , 

日本刀のミクロ組織は主に、刃側は高い硬度のマルテンサイトであり、背面側は比較的低い硬度のフェライトであることが知られている。ミクロ組織のタイプは、同じような位置でも刀ごとに異なり、製造方法の違いによるものと考えられている。今回、30年以上前に光学顕微鏡分析およびXRDを用いて研究された4種の日本刀試料片を用い、中性子回折実験を行った。顕微鏡分析から相分率分布は評価されず、またX線回折は定性的にのみ利用され、格子定数、相分率、構成相の転位密度は評価されなかった。そこで我々は、MLFのTAKUMIを用い、マッピング測定を3つの直交する方向に実施した。マッピング測定におけるゲージボリュームは、2mm角とした。Z-Rietveldを用いた解析により、試料毎に可能な相(フェライト, マルテンサイト, セメンタイトなど)の格子定数、相分率、選択配向のマッピングを行った。当日はこれら解析結果の概略を紹介し、過去の報告と比較を行う。

口頭

Consideration for modeling of Zry oxidation and hydrogen uptake in steam-starved conditions

山崎 宰春; Pshenichnikov, A.; Pham, V. H.; 永江 勇二; 倉田 正輝

no journal, , 

燃料集合体の酸化及び水素吸収はその後の事故進展挙動に影響を与えることから、PWR燃料集合体では、実効的な水蒸気流量としてg-H$$_{2}$$O/sec/rodという1rodあたりの単位が導入されており、事故進展評価の重要なパラメータとして用いられている。一方BWRにおいては、燃料集合体の構成がPWRとは異なることにより、PWRで用いられている1rodあたりの水蒸気流量ではチャンネルボックスの内外での酸化及び水素吸収の差が正確に評価できない。そのため、PWRで用いられている規格化された水蒸気流量に代わる、適切な評価パラメータがBWRでも必要である。そこで、ジルカロイの水蒸気枯渇条件での酸化及び水素吸収データを取得するため、4本の燃料棒をチャンネルボックスで囲んだ試験体を用いて水蒸気枯渇条件にて高温酸化試験を行なった。BWRにおける水蒸気流量を規格化するため、水蒸気流路断面積を考慮したパラメータを検討した。

口頭

中性子回折による日本刀の組織マッピング

Harjo, S.; 及川 健一; Pham, A.*; 森戸 茂一*; 川崎 卓郎

no journal, , 

本研究では、日本刀の微細構造を定量的に解明するため、中性子回折法を用いた非破壊での測定を行った。本研究では4種類の日本刀(政光, 忠廣, 忠重及び國光)から切り出した試験片を用いた。中性子回折の実験マッピング測定はJ-PARCの匠にて実施し、刀を立てて2$$times$$2$$times$$2mm$$^3$$ゲージ体積で棟から刃に亘って行なった。得られた回折パターンをMAUDのRietveld法によって構成相の結晶構造, 格子定数, 体積率等, 結晶子サイズ等を求めた。発表では本研究の詳細及び結果を報告し、中性子回折の適用可能性について議論する。

口頭

Archaeometallurgy study of Japanese sword using neutron diffraction

Harjo, S.; 及川 健一; 川崎 卓郎; Grazzi, F.*; 篠原 武尚; 田中 眞奈子*; Pham, A.*; 森戸 茂一*; 鬼柳 善明*; 伊藤 正和*

no journal, , 

We used neutron diffraction mapping measurements to elucidate the Japanese sword's microstructure and discuss the manufacturing procedures. Mapping measurements using pulsed neutron diffraction with time-of-flight method were performed on a full-shape and test pieces of Japanese sword. The obtained diffraction patterns are analyzed by the Rietveld refinement and a line profile analysis. The constituent phases in the area closer to the back of the blade (ridge) are found to be ferrite and cementite, composing pearlite, while the area close to the edge is composed by martensite and austenite. The distributions of constituent phases are well explained with the distributions of dislocation density and crystallite size.

口頭

Japanese-sword crystallographic study based on pulsed neutron imaging at J-PARC

及川 健一; 鬼柳 善明*; 佐藤 博隆*; Pham, A.*; 渡辺 賢一*; 松本 吉弘*; 篠原 武尚; 甲斐 哲也; Harjo, S.; 大沼 正人*; et al.

no journal, , 

Japanese swords are paid great admiration in the world as the honor of classical technology and of the art. There have been many reports in the past that tried to elucidate this Japanese sword's microstructure or manufacturing process scientifically. These reports were mainly done by destructive testing methods, such as the microscopic and chemical analyses on the cross sections of swords after mechanical cutting and polishing. Neutron tomography and neutron diffraction are commonly used as a non-destructive investigating method to see inside of the object and evaluate its microstructure. In J-PARC, Bragg edge imaging, a 2D mapping method based on analysis of thousands of position-dependent transmission spectrum data, is actively used to elucidate the crystallographic structure of Japanese swords. Recent research project works by the authors using J-PARC instruments will be introduced.

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