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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, 12 Pages, 2025/11
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.
三浦 永祐*; 弘中 陽一郎*; 栗田 隆史*; 菖蒲 敬久; 城 鮎美*; 宮西 宏併*; 尾崎 典雅*; 渡利 威士*; 重森 啓介*
SPring-8/SACLA利用研究成果集(インターネット), 13(5), p.283 - 288, 2025/10
数100Jの高パルスエネルギーレーザーを用いてレーザーピーニング加工されたステンレス鋼の残留応力分布を測定した。直径3mmの集光径で照射した場合、圧縮残留応力層は表面から1.5mmに達し、その形状は円錐形であると推測された。この結果はレーザー照射域外周からの希薄波の侵入による衝撃波の減衰が、無視できないことを示している。2つの異なる強度を持つ同心円状のレーザー照射域を形成することで、直径1mmの集光径でも圧縮ひずみ層は1.2mmに達した。外側の照射領域で駆動される衝撃波がその外周からの希薄波の侵入を妨げ、内側の照射域で駆動される衝撃波の深部への伝搬をもたらしたと考えられる。レーザーピーニングの残留応力分布は、レーザー強度分布により制御できることが実証された。
三浦 永祐*; 弘中 陽一郎*; 栗田 隆史*; 菖蒲 敬久; 冨永 亜希; 宮西 宏併*; 尾崎 典雅*; 渡利 威士*; 重森 啓介*
SPring-8/SACLA利用研究成果集(インターネット), 13(5), p.293 - 298, 2025/10
中空のビームパターンを持つレーザーによってレーザー駆動衝撃波を材料深部に伝搬させる手法を考案した。中空ビームパターン持つレーザーによってレーザーピーニング加工したチタン合金試料の残留応力分布を測定し、深さ方向の残留応力分布にレーザー未照射域の半径と同じ深さからプラトーが見られ、衝撃波が深部に伝搬したことが示された。この結果は2次元流体シミュレーションによっても裏付けられており、中空ビームパターンを持つレーザーによる衝撃波制御を実証すると共に、その挙動を明らかにすることができた。
三浦 永祐*; 弘中 陽一郎*; 栗田 隆史*; 菖蒲 敬久; 城 鮎美*; 宮西 宏併*; 尾崎 典雅*; 渡利 威士*; 重森 啓介*
SPring-8/SACLA利用研究成果集(インターネット), 13(5), p.302 - 305, 2025/10
高出力レーザーを金属材料に照射し、レーザーピーニングされた試料内部の加工状態を分析するため、一面を光学精度で研磨した2つの金属片を密着させて一体化してバルク材料を模擬する"割子"と呼ぶピーニング加工試料回収用ターゲットを考案した。レーザーによって金属平板材料内部と割子の密着面に形成されるひずみ分布を測定し、割子を用いた残留応力分布測定の妥当性を検証するための実験結果について報告する。
Sweet, M.*; Mishima, Kenji*; 原田 正英; 栗田 圭輔; 飯倉 寛; 田崎 誠司*; 菊池 伯夫*
Quantum Beam Science (Internet), 9(2), p.11_1 - 11_17, 2025/04
中性子ビームは電気的に中性で透過性が高いため、植物、種子、微生物などの生物種への照射に独自の利点がある。われわれは、核破砕、原子炉、小型中性子源のJ-PARC BL10、JRR-3 TNRF、KUANSのシミュレーションを使用して、遺伝子変異を誘発する中性子照射の可能性を包括的に調査した。
C and 500C高木 穂乃香*; 薮塚 武史*; 林田 洋寿*; Song, F.; 甲斐 哲也; 篠原 武尚; 栗田 圭輔; 飯倉 寛; 山本 典央*; 中島 稔*; et al.
Solid State Ionics, 417, p.116716_1 - 116716_7, 2024/12
被引用回数：3 パーセンタイル：35.05(Chemistry, Physical)Tracer diffusion coefficients of lithium-ions in the sintered samples of Li
Al
Ge(PO
)
(LAGP) have been measured through the neutron radiography (NR) technique in the wide temperature range from 25C to 500C. The diffusion data above and below 300C were collected using pulsed and reactor-generated neutrons, respectively, which coincide with each other at 300C exhibiting a single curve in the Arrhenius plot. The room-temperature diffusion coefficient and the activation energy below 300C are obtained as 1.47
10
cm
s
and 0.37 eV, respectively. The activation energy of the conductivity diffusion coefficient almost agrees with the tracer one, and the deduced Haven ratio of 0.40 is consistent with the concerted migration model of the lithium-ions.
齊藤 泰司*; 伊藤 大介*; 大平 直也*; 栗田 圭輔; 飯倉 寛
Journal of Physics; Conference Series, 2605, p.012028_1 - 012028_6, 2023/10
中性子イメージングで流速分布を観察するためには、適切なトレーサーが必要である。その要件は、密度,視認性,濡れ性(液体金属に適用する場合)である。金カドミウムトレーサーは、Pb-Bi二相流に適用するために開発されたが、粒子径や測定システムによっては、可視性が検証されていない。トレーサー粒子の候補として、Ag, Cd, Au-Cd, Ag-Cdを組成と粒径を変えてテストした。その結果、1mm以上の粒子径であれば、十分な視認性が得られることがわかった。また、Cdトレーサー粒子を流動層に適用し、流動層材料として直径1mmのステンレス鋼製の金属粒子を用いた。Cdトレーサーの直径は約1.5mmである。中性子イメージングにより、トレーサーの視認性は流動層内の速度分布を測定するのに十分であることが確認された。
伊藤 大介*; 大平 直也*; 伊藤 啓*; 齊藤 泰司*; 栗田 圭輔; 飯倉 寛
Journal of Physics; Conference Series, 2605, p.012024_1 - 012024_6, 2023/10
多くの熱交換器において発現する気液二相流という現象を理解するためには、二相流のダイナミクスを明らかにする必要がある。本研究では、高速中性子イメージングを二相流ダイナミクスの計測に適用し、ボイド率計測の精度を検討した。
栗田 圭輔; 飯倉 寛; 土川 雄介; 甲斐 哲也; 篠原 武尚; 大平 直也*; 伊藤 大介*; 齊藤 泰司*; 松林 政仁
Journal of Physics; Conference Series, 2605, p.012005_1 - 012005_6, 2023/10
2021年2月26日にJapan Research Ractor-3(JRR-3)の運転が再開され、2021年7月には利用運転が再開された。JRR-3の運転再開に伴い、TNRFとCNRFと呼ばれる2つのイメージング施設も利用を再開している。本発表では、これら2つの中性子施設の詳細について報告する。
Cs in river water榎本 一之*; 保科 宏行*; 笠井 昇*; 栗田 圭輔; 植木 悠二*; 長尾 悠人*; 尹 永根*; 鈴井 伸郎*; 河地 有木*; 瀬古 典明*
Chemical Engineering Journal, 460, p.141696_1 - 141696_9, 2023/03
被引用回数：3 パーセンタイル：16.51(Engineering, Environmental)本研究では、モリブドリン酸アンモニウム(AMP)を放射線グラフト重合した繊維状のCs吸着フィルターとCe:GdAl
GaO
シンチレータを用いた
線検出器を組み合わせて、連続水流中のCsの放射能濃度をその場で測定する方法を開発した。
伊藤 大介*; 大平 直也*; 伊藤 啓*; 齊藤 泰司*; 栗田 圭輔; 飯倉 寛
混相流, 37(1), p.73 - 78, 2023/03
気液二相流は、気相と液相の相互作用が関与する非常に複雑な流れ現象である。最近、二相流の正確なシミュレーション技術が開発された。ただし、実験データが少ないため、シミュレーション結果の検証は不十分である。時空間変動が大きい界面挙動を測定することは特に困難である。このような現象を理解するには、空間的・時間的分解能の高い計測手法が必要である。中性子イメージングは、二相流の視覚化のための強力なツールである。この研究では、狭い長方形の流路内の二相流を高速中性子イメージングによって可視化した。
細川 隆行*; 安江 歩夢*; Kim, J.*; 栗田 圭輔; 兼松 学*
コンクリート構造物の補修,補強,アップグレード論文報告集(CD-ROM), 22, p.113 - 118, 2022/10
本研究では、乾湿繰り返しを行ったコンクリートの水分状態が鉄筋腐食に及ぼす影響を明らかにすることを目的とし、その前段階として、乾湿繰り返しにおける乾燥程度の違いが相対含水率に及ぼす影響を検討した。加えて、水分移動の影響が大きいひび割れ部に関して解析を行った。実験結果より、試験体中央の鉄筋軸垂直方向10mm範囲において、6時間吸水後40Cの乾燥を42および90時間行った場合の相対含水率は、0
5%程度しか差が生じず、20Cの乾燥を90および186時間行った場合、1020%程度の差が生じた。また、ひび割れを有する試験体では、ひび割れ部における相対含水率は健全部と比較して、1015%程度高くなった。
黒田 陸斗*; 松本 亮介*; 小田 豊*; 深井 吾央*; 木田 健太*; 飯倉 寛; 栗田 圭輔
2022年度日本冷凍空調学会年次大会講演論文集, 6 Pages, 2022/09
霜の形成は、熱交換器の熱伝達性能に熱抵抗を引き起こす。本研究では、カーエアコンシステムに使用される熱交換器上の着霜分布を中性子ラジオグラフィにより評価した。着霜の初期段階では、熱交換器の上流側に霜が発生したが、時間の経過とともに熱交換器の下流側に霜が付着していった。
樋口 恭子*; 栗田 圭輔; 酒井 卓郎; 鈴井 伸郎*; 佐々木 実莉*; 香取 摩耶*; 若林 優奈*; 間嶋 勇太*; 齋藤 彰宏*; 大山 卓爾*; et al.
Plants (Internet), 11(6), p.817_1 - 817_11, 2022/03
被引用回数：3 パーセンタイル：19.48(Plant Sciences)植物は様々な鉄獲得機構を発達させてきたが、植物による鉄獲得速度の遺伝的多様性については植物種や遺伝子型間で広く調査されていない。我々は、
Feを用いたライブオートラジオグラフィー技術を用いて、オオムギ品種における極低濃度のFe溶液からのFe吸収速度を直接評価した。この結果、オオムギの品種間において、低濃度Fe溶液からFeを獲得する能力が、必ずしもFe欠乏に対する耐性を決定する唯一の要因ではないことが明らかとなった。
草野 完也*; 一本 潔*; 石井 守*; 三好 由純*; 余田 成男*; 秋吉 英治*; 浅井 歩*; 海老原 祐輔*; 藤原 均*; 後藤 忠徳*; et al.
Earth, Planets and Space (Internet), 73(1), p.159_1 - 159_29, 2021/12
被引用回数：7 パーセンタイル：32.38(Geosciences, Multidisciplinary)PSTEPとは、2015年4月から2020年3月まで日本国内の太陽・地球惑星圏に携わる研究者が協力して実施した科研費新学術領域研究である。この研究枠組みから500以上の査読付き論文が発表され、様々なセミナーやサマースクールが実施された。本論文では、その成果をまとめて報告する。
尹 永根*; 森 欣順*; 鈴井 伸郎*; 栗田 圭輔; 山口 充孝*; 三好 悠太*; 長尾 悠人*; 芦苅 基行*; 永井 啓祐*; 河地 有木*
New Phytologist, 232(5), p.1974 - 1984, 2021/12
被引用回数：15 パーセンタイル：64.76(Plant Sciences)イネ植物(
)は中空の器官を持ち、これが水上の葉から水没した器官へ空気を供給する経路として機能すると推定される。しかし、イネにおけるガス移動はリアルタイムで可視化されていない。本研究では、部分的に水没したイネの葉に窒素13標識窒素([
N]N)トレーサーガスを供給し、葉身、葉鞘、節間に沿って下方に移動するガスの動きを経時的に観察した。
栗田 圭輔; 酒井 卓郎; 鈴井 伸郎*; 尹 永根*; 杉田 亮平*; 小林 奈通子*; 田野井 慶太朗*; 河地 有木*
Japanese Journal of Applied Physics, 60(11), p.116501_1 - 116501_4, 2021/11
被引用回数：2 パーセンタイル：8.60(Physics, Applied)本研究では、生きた植物におけるRI動態をイメージングするために、蛍光体粉末(ZnS:Ag)を用いたオートラジオグラフィシステム「Live-autoradiography」を開発した。このシステムは、無傷の植物における元素の移動と蓄積を、光環境下で連続的に可視化する。イメージングテストでは、10-100kBqのCs点線源を測定した。この結果から、画像強度とCsの放射能との間に良好な線形性が確認できた。さらに、無傷のダイズ植物中におけるCsの動態イメージングを4日間行った。その結果、植物の節,葉脈,成長点にCsが蓄積している様子を観察できた。今回開発したシステムは、植物の生理現象の研究に利用できるだけでなく、放射性核種の定量的な測定にも利用できる。
C-imaging revealed the spatiotemporal variability in the translocation of photosynthates into strawberry fruits in response to increasing daylight integrals at leaf surface三好 悠太*; 日高 功太*; 尹 永根*; 鈴井 伸郎*; 栗田 圭輔; 河地 有木*
Frontiers in Plant Science (Internet), 12, p.688887_1 - 688887_14, 2021/07
被引用回数：18 パーセンタイル：69.23(Plant Sciences)本研究では、イチゴ果実への光合成産物の輸送を陽電子放出トレーサーイメージング装置(PETIS)を用いて非侵襲的に繰り返し可視化し、日照時間の増加に伴う輸送動態の時空間的な変動を評価した。本研究は、C-放射性同位体を用いて、ソース葉から個々のシンク果実への光合成産物輸送の時空間変動を、高い時空間分解能で明らかにした初めての研究である。
栗田 圭輔; 三好 悠太*; 長尾 悠人*; 山口 充孝*; 鈴井 伸郎*; 尹 永根*; 石井 里美*; 河地 有木*; 日高 功太*; 吉田 英治*; et al.
QST-M-29; QST Takasaki Annual Report 2019, P. 106, 2021/03
Research on the distribution and dynamics of photoassimilates in plants, especially those in fruits, is important for improving food production. Positron emission tomography (PET) and carbon-11 (C) isotope technique are valuable to obtain 3-D images of photoassimilates. For plant experiments, however, it is important to adjust a system to plant's growth environment. General PET devices, even small-animal PET devices, are not suitable for plant studies. This can be solved by using a small OpenPET prototype which is a compact PET device that has an open space in its field of view (FOV). In this work, we upgraded the OpenPET system for the PET study of fruits and successfully realized the 3-D imaging of a photoassimilate labeled with CO in a fruit of a strawberry plant.
栗田 圭輔; 飯倉 寛
波紋, 31(1), p.11 - 13, 2021/02
原子力機構の応力・イメージング研究グループでは、2台の中性子ラジオグラフィ装置(TNRF: Thermal Neutron Radiography Facility、CNRF: Cold Neutron Radiography Facility)の管理を行っている。このTNRFとCNRFについて、その概要や過去の測定例、さらに現在行われている更新作業について簡潔にまとめ、本装置の紹介を行うものである。
