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竹中 信幸*; 浅野 等*; 藤井 照重*; 後 俊彦*; Iwatani, Junji*; 村田 裕*; 持木 幸一*; 田口 亮*; 松林 政仁; 鶴野 晃
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 377(1), p.174 - 176, 1996/07
被引用回数：1 パーセンタイル：23.5(Instruments & Instrumentation)金属容器内及び熱交換器内における液体窒素の沸騰二相流をJRR-3M熱中性子ラジオグラフィ装置において武蔵工業大学が開発した動画像処理装置を用いて可視化及び画像処理・解析した。金属容器内液体窒素プール中におけるアルミニウム垂直シリンダーからの核沸騰及び膜沸騰の様子が実時間で疑似カラーを用いて観察された。また、アルミニウム製のフィンを用いたタイプの熱交換器では液体窒素の分布が画像処理により得られ、質量流束条件の違いによる液体窒素の流れ方の違いが良く観察された。これらの実験結果より、中性子ラジオグラフィが低温沸騰二相流の可視化及び低温熱交換器の設計に応用できることが示された。
松林 政仁; 市川 博喜; 小林 久夫*; 鶴野 晃
Fifth World Conf. on Neutron Radiography, 0, p.275 - 282, 1996/00
JRR-3M中性子ラジオグラフィ装置の高性能を活かす高解像度撮像システムを現在開発中である。本システムは蛍光コンバータ、石英鏡、レンズ、冷却型CCDカメラから構成される。冷却型CCDカメラは、線型応答性、ダイナミックレンジの応さ、画像歪みの無さ等の点において優れている一方、放射線に対する感度が高いため、ホワイトスポットの発生という問題を抱えている。この問題の解決には、中央値フィルタに判断能力を持たせたフィルタを開発し対処した。また、蛍光コンバータの試作を行い、高解像度化を進めた。さらに、本システムの応用例としてCTを行い、良好な結果が得られた。
三島 嘉一郎*; 日引 俊*; 藤根 成勲*; 米田 憲司*; 神田 啓治*; 西原 英晃*; 松林 政仁; 鶴野 晃
Fifth World Conf. on Neutron Radiography, 0, p.140 - 147, 1996/00
近年、X線ラジオグラフィと相補的な性格を持つ中性子ラジオグラフィが、熱流動科学において量子工学に基づく革新的な可視化・計測技術として注目されている。しかしながら現在使用されている実時間中性子ラジオグラフィの撮像速度が30フレーム/秒であることから、高速の過渡現象を可視化・計測するには撮像速度が致命的であった。本研究では、高速の過渡現象を可視化・計測するためにJRR-3Mを定常中性子源として用いた高速度中性子ラジオスコピーシステムを開発した。本システムを用いてアルミニウム製矩形ダクト中の空気-水二相流及び重水中における溶融金属の振る舞いの可視化を1000フレーム/秒で行った。得られた画像の質は、流れの振る舞いを観察し、ボイド率、気泡上昇速度、気泡サイズの分布を計測するのに十分であった。
浅野 等*; 竹中 信幸*; 藤井 照重*; 村田 裕*; 持木 幸一*; 田口 亮*; 松林 政仁; 鶴野 晃
Fifth World Conf. on Neutron Radiography, 0, p.623 - 629, 1996/00
実時間中性子ラジオグラフィを用いて冷凍機の診断を行った。実験ではJRR-3M熱中性子ラジオグラフィ装置及び武蔵工業大学が開発した実時間画像処理装置を用いた。冷凍機運転状態での蒸発器におけるフレオンの蒸発、凝縮器における凝縮流、キャピラリーチューブ内のフラッシング及びアキミュレータ内の流れが可視化され、動的振る舞いが明らかとなった。キャピラリーチューブの内径は0.8mmで、冷却型CCDカメラを用いて可視化を行った。
西 義久*; 木下 泉*; 古谷 正裕*; 竹中 信幸*; 松林 政仁; 鶴野 晃
Fifth World Conf. on Neutron Radiography, 0, p.548 - 555, 1996/00
高速炉用の蒸気発生器として1次ナトリウムで加熱した液体金属と水との直接接触伝熱を利用したものが提案されている。この蒸気発生器は、従来型の伝熱管を介して水とナトリウムが熱交換する蒸気発生器と比較して、ナトリウム-水反応対策設備の大幅な合理化が可能でコンパクトであり、高速増殖炉の建設コストの低減が期待できる。これまで、溶融金属中に水を注入する伝熱実験が行われてきたが、溶融金属中の水の蒸発のメカニズムについては既存研究も見あたらず、それに関する知見もなかった。したがって従来は、不活性ガスの挙動に関する研究や温水中のフロンの蒸発に関する研究からの類推で検討を行うことが多かった。今回JRR-3M中性子ラジオグラフィ装置を用いて溶融金属中の水の蒸発現象を可視化し、従来の実験とは異なった知見が得られた。
小澤 守*; 梅川 尚嗣*; 松田 健*; 竹中 信幸*; 松林 政仁; 鶴野 晃
Fifth World Conf. on Neutron Radiography, 0, p.610 - 616, 1996/00
流動層熱交換器に関してボイド率の分布は、一つの重要な設計要因である。この分野における最近の研究の進展により、特に熱交換用管群周りのボイド率の動的挙動把握の重要性が強調されている。本研究では、実時間中性子ラジオグラフィ及び画像処理を模擬流動層内の管群周りの流動に適用し、実時間二次元ボイド率分布の計測を行った。その結果、画像データから流動層熱交換器周りの定量及び定性的な流動情報が得られ、中性子ラジオグラフィの流動層への適用の有用性が確認された。
竹中 信幸*; 浅野 等*; 藤井 照重*; 和田 哲昌*; 松林 政仁; 鶴野 晃
Fifth World Conf. on Neutron Radiography, 0, p.118 - 125, 1996/00
中性子ラジオグラフィのCT法を用いて軽水炉燃料を模擬した4
4ロッドバンドル内スペーサ近傍の空気-水二相流の3次元ボイド率分布を計測した。ロッドバンドル内スペーサ近傍の二相流の振る舞いは軽水炉の安全性研究において重要でありながら他の手法によっては観察が困難であったが、本計測により明りょうに可視化された。その結果、スペーサの影響がはっきりと観察され、中性子ラジオグラフィを軽水冷却原子炉の安全性研究のための熱水力研究における計測に応用できることが分かった。
松林 政仁; 鶴野 晃; 古平 恒夫; 小林 久夫*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 377, p.107 - 110, 1996/00
被引用回数：14 パーセンタイル：74.17(Instruments & Instrumentation)JRR-3M中性子ラジオグラフィ装置は、コリメータ比及び熱中性子束において優れた性能を有している。これらの性能を有効に引出すために高解像静的撮像システムが開発中である。このシステムでは、冷却型CCDカメラを撮像系として使用している。この冷却型CCDカメラは応答の線形性、ダイナミックレンジ及び画像歪みにおいて優れた性能を有しており、静止画像を高精度で撮像可能である。その一方、CCDチップの中性子、
線等の放射線に有感であることからチップの保護及びS/N向上の点からも十分な遮蔽は不可欠である。しかしながら光学的レイアウト等の点から十分な遮蔽は困難であり、放射線の影響が画像上にホワイトスポットとして残る。このためホワイトスポットの特徴及び量子ノイズによる揺らぎを考慮したフィルタを作成し、その有効性を実験により確認した。
竹中 信幸*; 浅野 等*; 藤井 照重*; 村田 裕*; 持木 幸一*; 田口 亮*; 松林 政仁; 鶴野 晃
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 377, p.153 - 155, 1996/00
被引用回数：8 パーセンタイル：58.86(Instruments & Instrumentation)実時間中性子ラジオグラフィ及び実時間画像処理を用いて気液二相流の実時間における二次元ボイド率分布の計測を行った。本研究では、JRR-3M熱中性子ラジオグラフィ装置と武蔵工業大学が開発した動画像処理装置を用いた。また、二次元及び断面のボイド率分布を計算するための画像処理法を提案した。ボイド率分布は、中性子ラジオグラフィ画像の非線型処理により計算され、実時間で擬似カラーを用いて表示された。実験では、気液二相流は矩形容器内の水プールの底に取付けた針を通してガスを注入することにより発生させた。実験及び解析の結果、本研究において開発された手法は、従来から行われている二相流研究における基礎研究と同様に工業利用にも有効であることが分かった。
小澤 守*; 梅川 尚嗣*; 松田 健*; 竹中 信幸*; 鶴野 晃; 松林 政仁
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 377, p.144 - 147, 1996/00
被引用回数：7 パーセンタイル：55.23(Instruments & Instrumentation)操作性及び環境保護の点から石炭用そしてまた焼却炉の燃焼用としての流動層式燃焼型ボイラーの開発に注目が集まっている。このような流動層システムにおいて熱交換器を設計するためには、管群内における適切な熱伝達相関を得る必要がある。このため本研究では、模擬流動層内管群周りの流れの可視化をJRR-3M熱中性子ラジオグラフィ装置を用いて行った。さらに可視化された画像に画像処理を施し、管群内のボイド率プロファイルを得た。その結果、観察された流動様式及びボイド率プロファイルにより、流動層熱交換器においては管の配置が重要であることが分かった。
竹中 信幸*; 浅野 等*; 藤井 照重*; 和田 哲昌*; 松林 政仁; 鶴野 晃
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 377, p.115 - 118, 1996/00
被引用回数：15 パーセンタイル：76.22(Instruments & Instrumentation)軽水炉の安全性にとってロッドバンドル中の二相流の振る舞いは、重要である。その中でも特に、ロッドバンドル中のスペーサ近傍の二相流の振る舞いが重要である。これまでは、X線や線を用いてBWR又はPWRと同サイズのロッドバンドル中の同じ圧力、同じ温度条件下での二相流のボイド率測定が行われてきた。さらに、断面におけるボイド率分布を得るためにCT法も用いられてきた。本研究では、スペーサの材料である金属板を透過し、二相流を可視化できる中性子ラジオグラフィを用いて軽水炉燃料を模擬した44ロッドバンドル中のスペーサ近傍の空気-水二相流の可視化を行い、一次元の平均ボイド率分布及びCT法による3次元ボイド率分布を得た。
竹中 信幸*; 浅野 等*; 藤井 照重*; 本村 康哲*; 小野 厚夫*; 松林 政仁; 鶴野 晃
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 377, p.156 - 160, 1996/00
被引用回数：7 パーセンタイル：55.23(Instruments & Instrumentation)液体金属流の可視化とベクトル場を測定するための画像処理法が実時間中性子ラジオグラフィにより行われている。本研究では中性子ラジオグラフィ装置としてJRR-3M熱中性子ラジオグラフィ装置、作動流体として鉛-ビスマス共融混合物を用いた。可視化のためのトレーサーとして金-ガドミウムの金属間化合物を用い、流れのベクトル場は画像処理法を用いて求めた。液体金属の流れのベクトル場は液体金属による中性子の減衰が1/e未満であり、トレーサーの粒径が画像処理のためにデジタル化された画像の1ピクセルより大きい場合に実時間中性子ラジオグラフィにより得た。
持木 幸一*; 宇野 貴之*; 村田 裕*; 小林 久夫*; 松林 政仁; 鶴野 晃
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 377, p.126 - 129, 1996/00
被引用回数：2 パーセンタイル：31.89(Instruments & Instrumentation)ハイビジョン用テレビカメラとしても利用されている高性能を有するHARPICON管が中性子ラジオグラフィ用の武蔵工業大学画像処理システムに装備された。画像サイズ20482048ピクセルの条件下でEIAJテストチャートAを用いて垂直方向分解能1600TV本が得られた。本システムはJRR-3M熱中性子ラジオグラフィ装置で中性子ラジオグラフィ実験に用いられ、高画質の中性子ラジオグラフが得られた。さらに中性子及びガンマ線に対するHARPICON管カメラの耐久性が実験により実証された。
持木 幸一*; 村田 裕*; 竹中 信幸*; 小林 久夫*; 松林 政仁; 鶴野 晃
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 377, p.130 - 132, 1996/00
被引用回数：1 パーセンタイル：23.5(Instruments & Instrumentation)気液二相流の中性子ラジオグラフィ動画像用に二つのデジタル処理機能が武蔵工業大学動画像処理システムに追加された。一つは検査対象物の平均厚さを得るための対数変換機能であり、他方は二相流のボイド率を実時間で計算する機能である。本システムは、JRR-3M熱中性子ラジオグラフィ装置で中性子ラジオグラフィ実験に用いられ、有効性が実証された。特に気液二相流の実験において、液膜の厚さを実時間で計測する必要がある場合、ボイド率の時間変動を記録する必要がある場合等に本システムは有効である。
浅野 等*; 竹中 信幸*; 藤井 照重*; 村田 裕*; 持木 幸一*; 田口 亮*; 松林 政仁; 鶴野 晃
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 377, p.170 - 173, 1996/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Instruments & Instrumentation)装置内の混相粒の流動様式が産業用機械の性能、例えば熱伝達係数、圧力損失等に大きな影響を与える。流動現象の可視化は熱流動現象を研究するための、また使用状態における機器中の混相流の動的振る舞いを確認するための有効な手段である。今回、可視化の手法としてJRR-3M中性子ラジオグラフィ装置及び武蔵工業大学の中性子ラジオグラフィ用撮像システムを用いて一体型の冷凍機中の気液二相流の可視化を行った。可視化を行った部分は、蒸発器部、コンデンサー部、キャピラリーチューブ及びアキュムレーター部であり、可視化により、それぞれの部分において機器の使用条件下での動的振る舞いが明らかとなった。この中で、0.8mm内径のキャピラリーチューブの可視化では現在開発中の冷却型CCDカメラを用いた撮像システムを使用した。
三島 嘉一郎*; 日引 俊*; 藤根 成勲*; 米田 憲司*; 鶴野 晃; 松林 政仁; 傍島 眞
日本機械学会論文集,B, 61(591), p.161 - 168, 1995/11
金属管内の高速流動現象の可視化実験を3種類の時間分解能を有する中性子ラジオグラフィー技術を用いて行い、さらにそれぞれの技術について限界時間分解能を明らかにした。パルス中性子源を用いたフィルム法では、矩形管内における空気-水二相流の中性子ラジオグラフィーの瞬間画像の撮影に成功した。パルス中性子源及び定常中性子源を用いた中性子ラジオグラフィー高速度撮像法では、500フレーム/秒の撮影速度で円管内の沸騰水の二相流の可視化に、1000フレーム/秒の撮影速度で矩形管内の空気-水二相流の可視化にそれぞれ成功した。得られた画像は流動現象を観察するには十分であり、時間分解能の限界は使用したコンバータの感度及び蛍光の減衰特性並びに統計的な中性子の計測誤差に依存して分類することができた。
鶴野 晃; 松林 政仁
第1回放射線シンポジウム講演論文集, 0, p.124 - 127, 1995/00
JRR-3M中性子ラジオグラフィ装置は平成3年に完成した新装置であり、その性能は世界第一級である。フィルム法、電子撮像法による撮像が可能であるが、特に電子撮像法を用いたリアルタイムの動態観察が鮮明な画像で行えるのが特長である。本装置の概要とその特性を紹介するとともに、これまで行われた実験のなかから若干の成果をVTRにより示す。
古平 恒夫; 鶴野 晃; 松林 政仁
原子力工業, 41(2), p.29 - 36, 1995/00
現在、所内外の研究者により活発なR&Dが展開されているJRR-3M中性子ラジオグラフィ装置の現状を概説した。ここでは、その製作にあたっての設計基本方針、安全設計に言及し、つぎに、熱中性子ラジオグラフィ装置、冷中性子ラジオグラフィ装置等の概要が述べられている。さらに、世界第1級にランクされる同装置の特性紹介があり、様々な分野での利用状況そして今後の研究開発動向が展望されている。
鶴野 晃; 松林 政仁; 古平 恒夫; 小林 久夫*
Proc. of 2nd Int. Topical Meeting on Neutron Radiography System Design and Characterization, 0, p.288 - 289, 1995/00
JRR-3M中性子ラジオグラフィ装置では、画像取得はフィルム法および電子撮像法を用いている。動画像を目的とした実験の増加や冷却CCDカメラによる鮮明な静止画像が得られること、さらに取得したデータの画像処理が容易であることなど、電子撮像法の利用が多くなりつつある。蛍光コンバータは電子撮像法における画像取込みの第一段階であり、以後の解像度を支配する。このためTVカメラの解像度向上が著しい現在、蛍光コンバータの高解像度化は急務である。今回、LiF-ZnS系蛍光コンバータの解像度を高める開発研究の一環として、これらの粒径を微細化するとともに塗布量の異なるコンバータを試作し、実験により解像度を評価したので報告する。なお、評価法はフィルム法および冷却CCDカメラ電子撮像法によりGdシャープエッジのレスポンス関数を用いた。
三島 嘉一郎*; 日引 俊*; 藤根 成勲*; 米田 憲司*; 神田 啓治*; 西原 英晃*; 鶴野 晃; 松林 政仁; 傍島 眞
Proc. of 2nd Int. Topical Meeting on Neutron Radiography System Design and Characterization, 0, p.309 - 315, 1995/00
高速過渡流動現象の可視化を目的に高時間分解能中性子ラジオグラフィ撮像系を構築し、(A)パルス中性子を用いたフィルム法による金属製矩形管内空気-水二相流の瞬間画像、(B)パルス中性子を高速度ビデオを用いた金属製円管内沸騰水二相流の連続画像、(C)10
および10
/cm
secの定常中性子と高速度ビデオを用いた金属製矩形管内空気-水二相流の連続画像、の撮像実験を行い、本法の限界時間分解能の推定を行った。
