Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
黒野 泰平*; 高見 誠一*; 久保 正樹*; 栗田 圭輔; 飯倉 寛; 原山 勲
Journal of Supercritical Fluids, 235, p.106978_1 - 106978_9, 2026/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Chemistry, Physical)Supercritical water (SCW) is widely used as a reaction medium in various chemical processes; consequently, direct observation of reactants, including their phase and mixing behaviors under SCW conditions, has attracted significant interest. In this study, we visualized the behavior of water in a batch-type reactor during heating to supercritical conditions. A batch-type reactor with an elongated shape was used, and neutron radiography was applied to observe the behavior of water inside the reactor. The results show that water in a vertically oriented reactor exhibits bumping behavior at around 130
C during heating, whereas no such behavior is observed when the reactor is positioned horizontally.
伊能 慶太*; 梅川 尚嗣*; 網 健行*; 原山 勲; 栗田 圭輔; 飯倉 寛
混相流, 40(2), p.150 - 158, 2026/06
Recently, microchannel heat exchangers have begun to be used in air-conditioning units instead of ordinary fin-tube type heat exchangers. Although the microchannel heat exchanger offers several advantages, such as a large specific surface area, it also has disadvantages. One of them is the maldistribution of flow among parallel channels. To understand these phenomena, measuring the flow rate in each channel is quite important, but direct measurement has been very difficult. In this paper, the flow rate in each channel is evaluated using visualization images obtained by neutron radiography. The results provide information on flow characteristics, such as maldistribution and flow oscillation, and also confirm the validity of methods for estimating the flow rate.
栗田 圭輔; 飯倉 寛; 原山 勲; 土川 雄介; 諸岡 聡; 甲斐 哲也; 篠原 武尚; 大平 直也*; 伊藤 大介*; 齊藤 泰司*; et al.
Proceedings of 12th World Conference on Neutron Radiography; Springer Proceedings in Physics, Vol.348, p.244 - 251, 2026/06
被引用回数：0JRR-3の再稼働後、CNRFではイメージングプレートを用いた撮像しか実施できなかった。イメージングプレートを用いた撮像では、高精細な画像を取得できる。しかしながら、CT撮像や動画撮像等で必要となる連続的な撮像や、定量性の高い画像の取得には不向きであった。このため、CNRF用の新たな撮像系としてカメラシステムを導入した。カメラは浜松ホトニクス製のORCA Flash4.0である。これに暗箱やシンチレータ(SCINTACOR製)を組み合わせることでカメラシステムを構築した。本発表では、このカメラシステムの性能評価に加え、CNRFの利用実績や撮像例について紹介する。
麓 耕二*; 大久保 建斗*; 大島 章太朗*; 畑本 明彩未*; 栗田 圭輔; 原山 勲; 飯倉 寛
Journal of Visualization, 29(1), p.1 - 12, 2026/02
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Computer Science, Interdisciplinary Applications)Self-heating in electronic devices and machinery poses a critical challenge for thermal management. To address this issue, we developed a Meander-Shaped Low-Fill Heat Pipe (MLFHP) as a novel cooling solution. The MLFHP, fabricated from aluminum alloy and filled with water as the working fluid, features a serpentine microchannel structure that enables effective heat transport even at a filling ratio as low as 10 vol.%. Although previous studies have demonstrated its superior thermal performance compared to conventional cooling systems, including pulsating heat pipes (PHPs), the internal flow and heat transfer mechanisms remain unclear. In this study, we employed neutron radiography to non-invasively visualize the working fluid behavior inside the MLFHP during operation. This paper presents the results of the visualization experiments and offers new insights into the unique thermal transport mechanism of the MLFHP.
小澤 孝拓*; 原山 勲; 福谷 克之; 他3名*
Science Advances (Internet), 11(47), p.eady8495_1 - eady8495_7, 2025/11
被引用回数：4 パーセンタイル：31.96(Multidisciplinary Sciences)Quantum-mechanical properties have a significant impact on the dynamics of light particles. Hydrogen diffusion in metals is one of the suitable platforms to study the quantum characters because the temperature dependence of the hopping rate provides a clue to understanding the quantum effects. However, in spite of the importance of the correlation in hydrogen-related materials between hydrogen and its surrounding environment such as electrons and phonons, it is not yet well understood due to the difficulty of directly detecting hydrogen in solids. Taking advantage of nuclear reaction analysis and resistance measurement, we successfully observed H(D) atoms hopping from tetrahedral to octahedral sites in Pd hydrides synthesized at low temperature. While the D hopping is substantially suppressed below 70 K, the H hopping is still observed owing to the quantum tunneling. Detailed analysis of the H tunneling rate reveals a slightly positive temperature dependence above 20 K and a slightly negative temperature dependence below 20 K. The former is explained by the phonon effects, and the latter is attributed to the non-adiabatic effect of conduction electrons, whose coupling constant 
was derived to be 0.41 
0.03 from its temperature (
) dependence described as 
.
- telescope ERDA原山 勲; 廣瀬 靖*; 関場 大一郎*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 554, p.165435_1 - 165435_6, 2024/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Instruments & Instrumentation)-テレスコープERDA(Elastic Recoil Detection Analysis:反跳原子検出法)は、複数の軽元素を含む薄膜の組成分析に有効なイオンビーム表面分析手法である。複合アニオン化合物中の組成比O/Nの決定を目的とし、-テレスコープERDA装置を開発した。本装置では、反跳原子をガス電離箱で測定する。ガス電離箱では、通常用いられる平板形状の陰極ではなく、電極サイズを小さくしたU字形状の陰極を用いた。U字形状の陰極は、電離電子を陽極に収束して移動させる電場を形成するため、電極が小さくても電離電子を全量回収することができる。電極の小型化は、ガス電離箱自体のコンパクト化につながる。一方で、電離電子の収集効率や、ERDAの定量性など、陰極形状の違いによる影響については今まで検証されてこなかった。そこで本研究では、平板形状とU字形状の陰極でそれぞれ標準試料であるSrTiO
基板について、-テレスコープERDA測定を実施することで、陰極形状の違いによる影響の評価を行った。いずれの陰極形状においても、Oの信号強度は誤差範囲で一致しており、Oの定量結果は陰極形状によらず同じ結果を示すことが分かった。これは、ガス電離箱の電極形状が非平行平板であっても定量性を損なうことなく、また、ある程度電極形状は自由度を持つことを意味している。今後、非平行平板を用いることで、ビームラインへの設置が簡便な、よりコンパクトなガス電離箱の開発が期待される。
松本 亮介*; 藤川 直人*; 小田 豊*; 栗田 圭輔; 飯倉 寛; 原山 勲
no journal, ,
This study investigates frosting and defrosting behavior on a flat-tube heat exchanger using neutron radiography. Under high humidity, frost primarily accumulated at the front edges of fins. During defrosting with a 10 C coolant, meltwater penetrated residual frost layers due to capillary action and was later discharged outside the exchanger. A temperature gradient across the fins helped retain frost structure temporarily and enabled meltwater drainage without significant residue. These findings suggest that defrosting while utilizing meltwater penetration into the frost layer can reduce retained water and improve the overall defrost efficiency in flat-tube heat exchangers.
伊藤 大介*; 大平 直也*; 齊藤 泰司*; 原山 勲; 栗田 圭輔; 篠原 武尚; 大澤 崇人; 鬼柳 善明*
no journal, ,
Neutron imaging is a powerful non-destructive tool for analyzing not only industrial products but also historical items such as paleontological fossils and cultural heritage artifacts. For fossils, reconstructing their internal morphology is crucial for estimating their characteristics. Similarly, it can be used to investigate the internal structure of cultural heritage artifacts from archaeological sites. Furthermore, prompt gamma-ray analysis (PGA) can determine the elemental composition, providing insights into the original materials, manufacturing techniques, and provenance. While X-ray analysis has been widely applied to such samples, establishing a significant body of knowledge, our study incorporates neutron-based methods. In this study, we performed neutron imaging on dinosaur tooth fossils, shell fossils, and metal artifacts from Japanese burial mounds. We complemented these measurements with PGA and comparative X-ray analyses to obtain findings unattainable through conventional methods alone.
栗田 圭輔; 原山 勲; 飯倉 寛; 土川 雄介; 甲斐 哲也; 篠原 武尚
no journal, ,
JRR-3の炉室に設置されているTNRF(Thermal Neutron Radiography Facility)は、熱中性子を利用するラジオグラフィ装置である。広い照射野(縦305mm
横255mm)と高い中性子束(1.010
n/cm
/sec)が特徴であり、短時間でのCT(Computed Tomography)や高速動画撮像を得意としている。一方、ビームホールに設置されているCNRF(Cold Neutron Radiography Facility)は、冷中性子を利用する装置であり、TNRFに比べコントラストの高い画像が得られやすい。2021年のJRR-3運転再開後、これらの2台の装置について様々な高度化を進めてきた。CNRFにおいては、蛍光コンバータ(ZnS/
LiF)とCMOSカメラを用いた撮像システムを導入し、CT測定を可能にした。TNRFにおいても、CMOSカメラの導入により高解像度な動画撮像を実施可能とした。本発表では、これまでの高度化における成果だけでなく、今後の高度化計画、最近の利用状況について紹介する。
原山 勲
no journal, ,
接着系あと施工アンカーは構造主要部への適用が拡大しているが、載荷中の接着剤の挙動は未だ明らかにされていない部分が多い。本研究では、水素に高感度な中性子イメージングを用い、引抜過程におけるアンカー内部の接着剤挙動の中性子CTを実施した。その結果、引抜荷重のピークを境に接着剤の移動経路が半径方向から軸方向へと遷移する現象を捉えることに成功した。この挙動の変化が引抜荷重の低下に影響していることを明らかにし、付着メカニズム解明における中性子CTの有効性を実証した。
原山 勲; 栗田 圭輔; 西脇 洸瑠*; Choe, H.*; 向井 智久*; 菖蒲 敬久
no journal, ,
接着系あと施工アンカー(以下、接着系アンカー)は、既存構造物へのあと施工が可能であることから、耐震補強工事における部材接合に広く用いられてきた。近年、建築基準法告示の改正に伴い、構造主要部への適用拡大が期待されており、さらなる高性能化と信頼性向上が求められている。しかし、付着性能の向上に向けた具体的な設計指針を策定するには、内部破壊メカニズムの解明が不可欠であるものの、コンクリート内部の接着剤の動的挙動は未解明な部分が多い。本研究ではアンカー筋の節形状が付着性能に与える影響に着目している。既往の研究において、水素含有物に対して高い感度を持つ中性子イメージングが、接着剤の3次元可視化に極めて有効であることを示してきた。本発表では、同手法を用いて引抜過程における接着剤の挙動を連続的に可視化することで、引抜に伴う接着剤の挙動観察に成功したたため、その結果について報告する。
菖蒲 敬久; 向井 智久*; Choe, H.*; 高野 慶貴*; 坂下 雅信*; 中村 聡宏*; 諸岡 聡; 栗田 圭輔; 原山 勲; 飯倉 寛
no journal, ,
あと施工アンカーは、耐震改修工事に利用される技術として一般的であり、増改築などのリニューアル工事等にも広く適用可能範囲が拡大されることが期待されている。本研究では、材料に対する透過力が非常に高い中性子を利用し、負荷中の鉄筋のひずみ分布等の測定結果からあと施工アンカーの長期付着特性について評価を行った。
麓 耕二*; 大久保 建斗*; 大島 章太朗*; 畑本 明彩未*; 栗田 圭輔; 原山 勲; 飯倉 寛
no journal, ,
電気機器や機械の自己発熱は大きな課題である。それを解決するために革新的な冷却ソリューションとして超低充填率ヒートパイプ(ULFR-HP)が開発された。アルミニウム合金で作られ、作動流体として水を使用するULFR-HPは、蛇行した流路を備えている。加熱されると、作動流体はこの経路を循環し、熱を効果的に発生源から遠ざける。これまでの研究では、従来の冷却方法と比較してULFR-HPの優れた熱伝達係数が実証されているが、流体の流れと熱輸送の根本的なメカニズムは不明のままであった。これらのプロセスを解明するために、ULFR-HP内部の様子を中性子ラジオグラフィで観察した。
酒井 一泉*; 内海 雄*; 松本 吉弘*; 原山 勲; 栗田 圭輔
no journal, ,
Neutron imaging technology was applied to bearings lubricated with lithium (Li) based greases. After bearing rotation, computed tomography (CT) measurements of the greases distribution within the bearings were performed. Neutron radiography during bearing rotation was also conducted to capture the moments of grease flow. Based on these results, lubrication mechanisms will be proposed.
宮田 登*; 三戸 瑞稀*; 三田 一樹*; 中西 洋平*; 宮崎 司*; 竹中 幹人*; 栗田 圭輔; 原山 勲; 飯倉 寛
no journal, ,
量子ビーム分析アライアンス(QBAA)は、民間企業13社と研究施設、学術界で構成される産学施設連携組織である。中性子ラジオグラフィに加え、中性子およびX線による小角散乱、反射率など多数のプローブを活用し、企業間の共通課題や各企業の個別課題の解決を図ることで、量子ビーム大型実験施設発のイノベーション創出を目指している。熱中性子ラジオグラフィについては2025年度までの約5年間にわたり継続的に使用した結果、参画企業間で独自かつ特徴的な活用が可能となっただけでなく、プレスリリースや社内表彰など一定の成果も得られている。一方で、新たな実験手法の開発に向けて、混練りデモ機、液体注入装置などの試料環境装置の整備も進め、ゴムの混練り過程の観察や軽水・重水の混合過程などの観測を実施した。これらの成果は、中性子活用技術の高度化および産業応用への展開に向けた基盤構築に貢献するものである。
原山 勲; 栗田 圭輔; 飯倉 寛; 土川 雄介; 甲斐 哲也; 篠原 武尚; 松林 政仁; 大平 直也*; 伊藤 大介*; 齊藤 泰司*
no journal, ,
研究用原子炉JRR-3では、2種類の中性子ラジオグラフィ装置を運用している。熱中性子を利用するTNRF(Thermal Neutron Radiography Facility)は炉室に設置され、広い照射野(縦305mm横255mm)と高い中性子束(1.010
n/cm
/s)が特徴である。そのため、短時間でのCT(Computed Tomography)や高速動画撮像に有効である。冷中性子を利用するCNRF (Cold Neutron Radiography Facility)はビームホールに設置され、中性子束は1.710
n/cm/sとなる。TNRFに比べコントラストの高い画像が得られ、物質の厚み・濃度・密度差や薄膜材料を詳細に調べる際に有効である。TNRFとCNRFに、CMOSカメラ(Hamamatsu Photonics, ORCA Flash 4.0 V3)を新たに導入した。このCMOSカメラの撮像速度は0.1
100fpsである。そのためTNRFでは、既存の高速度カメラ(Photron, ASTCAM SA1, 撮像速度(フルピクセル)607000fps)では得られなかった、空間分解能に優れた撮像が可能になった。一方、CNRFではCMOSカメラによる撮像システムを導入したことで、既存のイメージングプレートによる撮像システムでは対応できなかった画像の定量評価や動画撮像が可能になった。本発表では、CMOSカメラを用いた撮像システムの詳細や性能評価、最近の装置設備の状況について紹介する。
土川 雄介; 栗田 圭輔; 長谷美 宏幸; 原山 勲; 高橋 慎吾*
no journal, ,
中性子イメージングは、学術研究(工学、物理学、農学、医学、文化財)や産業応用等、幅広い分野で用いられる透過測定法であり、研究用原子炉黎明期から今日に至るまで先端研究を支えてきた。一方で、近年における中性子研究の高度化は著しく、それに伴う測定技術の進化が強く求められている。定量性や元素弁別能は代表的な要請であり、それらを実現する手段の一つとして、異種の量子ビームを用いたマルチモーダルイメージング法に着目し、MLFやJRR-3等で実現可能性の検証をはじめた。ILL等のイメージングビームラインで既に実施されているマルチモーダルイメージングでは、100keV程度のX線源を用いている。しかしながら、特に産業応用や工学研究においては、典型的に110cmオーダーの金属製試料を用いることが多く、そのような試料に対しては透過性が不十分である。そこで、原子炉などの中性子ビームに混入しているMeVオーダーのガンマ線を用いることで、そのような高密度試料への透過性を確保し、また中性子・ガンマ線といった異種の量子線に対する透過率相関を利用することで、元素同定能や定量評価能を獲得することが期待される。特に鉛や炭素等、中性子とガンマ線が共に不得手とする元素に対する同定及び定量性能の実現は意義深い。マルチモーダルイメージングでは、単体量子線での測定限界を、それらの複合によって突破することが期待できる。例えばMeVガンマ線と5A中性子線を仮定すると、ある元素に関して試料厚さ毎に中性子・ガンマ線透過率相関曲線が一意に決まる。これをステンレス等に含まれる鉄などの代表的な金属元素と、鉛・炭素(cmオーダー)に関して比較すると、後者は前者の金属元素に対して優位に異なるローカスを描くため、元素弁別能と定量性能が期待される。MLFの中性子ビームラインを始めとした種々のビームラインで、マルチモーダルイメージング用検出器開発と、中性子・ガンマ線同時測定によるマルチモーダルイメージング試験を行った。本発表では、これらの開発と、MeVガンマ線・長波長中性子を用いた元素弁別・定量性能評価について報告する。
原山 勲; 栗田 圭輔; 飯倉 寛; 土川 雄介; 甲斐 哲也; 篠原 武尚; 松林 政仁; 大平 直也*; 伊藤 大介*; 齊藤 泰司*
no journal, ,
研究用原子炉JRR-3では、2種類の中性子ラジオグラフィ装置を運用している。TNRF(Thermal Neutron Radiography Facility)は広い照射野(縦305mm横255mm)と高い中性子束(1.010n/cm/sec)が特徴である。そのため、短時間でのCT(Computed Tomography)や高速動画撮像に有効である。一方、CNRF(Cold Neutron Radiography Facility)の中性子束は1.710n/cm/secとなる。TNRFに比べコントラストの高い画像が得られ、物質の密度差を詳細に調べる際に有効である。TNRFでは主にZnS/
LiFの蛍光コンバータとカメラを用いたシステム、CNRFではイメージングプレートを撮影で用いる。TNRFの空間分解能は、冷却CCDカメラ(Andor製iKon-L 936)を使用して視野を70mm70mmに調整した場合、約200
mであった。CNRFではイメージングプレートを用いた場合、約80mである。いずれの装置も外部利用者の研究課題を広く募集しており、本年度採択された課題件数は、現在TNRF: 24件、CNRF: 6件である。本発表では、外部利用者受け入れ状況の詳細や、最近の装置設備や装置性能、撮像例について紹介する。
江坂 裕貴*; 薮塚 武史*; 高井 茂臣*; 飯倉 寛; 栗田 圭輔; 原山 勲
no journal, ,
酸化物系リチウムイオン伝導体は全固体電池用固体電解質への応用を目指して現在精力的に研究が行われている。NASICON型構造を持つLATP(Li
Al
Ti
(PO
))は10
Scm
のオーダーのイオン伝導率を示すものの、更なるイオン導電率の向上が期待される。我々はLATPにLaPO粒子を微分散させ、絶縁体分散効果により室温で電気伝導率が3倍程度向上することを見出した。絶縁体粒子界面近傍でイオンが高速で移動すると考えられることから、Li/Li安定同位体の中性子透過係数の違いを利用した中性子ラジオグラフィによる、トレーサー拡散係数測定を300C500Cの温度領域で行い、両者を比較した。その結果、LaPO分散LATPコンポジットでは母体に比べて拡散係数の向上は観測できたものの、3倍までの向上には至らなかった。これは高温ではバルク拡散の向上が著しいため、絶縁体分散効果の寄与が相対的に小さくなるためと考えられた。そこで絶縁体分散効果による拡散係数の変化を明らかにするために、室温におけるトレーサー拡散係数を測定することにした。本発表では母体のLATPの室温トレーサー拡散係数測定の結果を報告する。
原山 勲; 栗田 圭輔; 永堀 和久; 菖蒲 敬久; 高野 慶貴*; 西脇 洸瑠*; Choe, H.*; 向井 智久*
no journal, ,
接着系あと施工アンカー(以下、接着系アンカー)は、孔をあけたコンクリートにアンカー筋を挿入し、注入した接着剤によって両者を接合する建築技術である。既存構造物に後から施工できるため、耐震用補強材の接合に古くから用いられてきた。近年、既存構造物の長期利用や施工の合理化を目的に建築基準法告示が改正され、構造物主要部の部材接合への利用拡大が期待される。こうした背景を踏まえ、高性能な接着系アンカーの開発が望まれる一方で、高性能化のための具体的な条件は未だ明確ではない。そこで本研究では、アンカー筋の節形状に着目し、節形状が付着強度に与える影響を明らかにすることを目的とする。具体的には、中性子イメージングを用いてアンカー載荷時における接着剤の挙動を可視化し、接着剤の挙動と付着強度との関係性を解明する。実験は、JRR-3に設置されているTNRF(Thermal Neutron Radiography Facility)を用いて実施した。CT(Computed Tomography)撮影にはCMOSカメラを使用し、「アンカー筋を一定の距離引抜→CT撮影」という手順を繰り返すことで、節周辺の接着剤挙動を三次元的に観察した。その結果、アンカー筋節の引抜、移動に伴い、接着剤に空隙が発生することや、接着剤がコンクリート側に膨張することが確認された。当日の発表では、接着系アンカー載荷時の接着剤挙動の観察結果や、最新のTNRFにおけるCTの空間・時間分解能について紹介する。
