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藤田 博喜; 野島 健大; 永岡 美佳; 大澤 崇人; 横山 裕也; 小野 洋伸*
KEK Proceedings 2016-8, p.168 - 172, 2016/10
平成25年1月から平成27年3月までの期間において、復興促進プログラム(マッチング促進)として、「環境試料中ストロンチウム-90(
Sr)分析用自動化システムの開発」に取り組んだ。灰試料(農畜産物及び海水産物)を対象としてストロンチウムを単離するまでの工程を自動化することはできたが、実際の試料中Sr濃度測定を行うことができていなかったため、本システムによる分析を実施し、作業者による分析・測定結果と比較することにした。また、システムを改良し、各分析工程における装置の性能を向上させることができたので、その内容についても報告する。
Si with XPS and XAS江坂 文孝; 野島 健大; 鵜殿 治彦*; 間柄 正明; 山本 博之
Surface and Interface Analysis, 48(7), p.432 - 435, 2016/07
被引用回数：17 パーセンタイル：37.86(Chemistry, Physical)X線光電子分光法(XPS)は、固体試料の非破壊化学状態分析に広く用いられている。この方法では、イオンビームスパッタリングを併用することにより深さ方向分析が可能である。しかし、スパッタリングはしばしば偏析や選択的な原子の放出を引き起こし、正確な情報が得らえない場合がある。一方、放射光からのエネルギー可変X線の利用は、スパッタリングなしでの深さ方向分析を可能とする。本研究では、放射光X線を励起源としたXPSおよびX線吸収分光法(XAS)による深さ方向分析法について、MgSi単結晶の表面酸化層の分析を例に、検討を行った。その結果、本法により非破壊での深さ方向分析が可能であり、MgSi単結晶の表面酸化層としてSi-OあるいはSi-O-Mg層が形成されることがわかった。
野島 健大; 藤田 博喜; 永岡 美佳; 大澤 崇人; 横山 裕也; 小野 洋伸*
KEK Proceedings 2015-4, p.111 - 115, 2015/11
Sr分析を放射性ストロンチウム分析法(文部科学省、放射能測定法シリーズ2)に従って、環境レベルのSr濃度を自動で分析するシステムを開発したので、その成果を報告する。本研究では、この分析における湿式灰化、化学分離、イオン交換に係るそれぞれの工程を、ロボットや自動加熱装置等を組み合わせて、自作の制御プログラムにより、自動で分析できるようになった。
Faenov, A.*; 松林 政仁; Pikuz, T.*; 福田 祐仁; 神門 正城; 安田 良; 飯倉 寛; 野島 健大; 酒井 卓郎; 塩澤 方浩*; et al.
High Power Laser Science and Engineering, 3, p.e27_1 - e27_9, 2015/10
被引用回数：10 パーセンタイル：46.81(Optics)This paper describes an overview of our recent discovery - clear demonstration that LiF crystals can be efficiently used as a high-performance neutron imaging detector based on optically stimulated luminescence of color centers generated by neutron irradiation. It is shown that the neutron images we have obtained are almost free from granular noise, have a spatial resolution of 5.4 
m and a linear response with a dynamic range of at least 10
. The high contrast and good sensitivity of LiF crystals allow us to distinguish two holes with less than 2% transmittance difference. We propose to use such detectors in areas where high spatial resolution with high image gradation resolution is needed, including diagnostics of different plasma sources such as laser and z-pinch produced plasmas.
Si crystals with XAS and XPS山本 博之; 野島 健大; 江坂 文孝
Photon Factory Activity Report 2014, Part B, P. 112, 2015/00
シリコンを材料とする電子デバイスのうち、金属シリサイドはその有効性から幅広く研究されている。その材料表面の化学状態の分析は、優れたホモエピタキシャル膜作製の上で重要である。本研究では、MgSi単結晶を対象に、X線光電子分光法(XPS)および部分電子収量によるX線吸収分光法(XAS)を用い、非破壊で表面の深さ方向の化学状態分析を行った。その結果、Si 1s XPSスペクトルからは、SiOが表面に形成されていることが示された。また、SiOに起因するピークは観測されなかった。さらに、Si K吸収端XASスペクトルにおいてもSiO構造に起因するピークが得られた。以上の結果より、MgSiの表面にはSiO酸化層が形成されていることを明らかにした。
酒井 卓郎; 安田 良; 飯倉 寛; 野島 健大; 江夏 昌志; 佐藤 隆博; 石井 保行; 大島 明博*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 332, p.238 - 241, 2014/08
被引用回数：3 パーセンタイル：25.59(Instruments & Instrumentation)プロトンマイクロビームによる微細加工技術を利用して、微細な六角柱による周期構造を有する蛍光板の作製を行った。その手順としては、紫外線硬化樹脂に蛍光体粉を混入し、原子力機構-TIARAにおいて3MeVプロトンマイクロビームのパターン照射を行った。照射後の試料はエタノールで洗浄し、未照射部位の紫外線硬化樹脂を取り除き、さらに塩酸によるエッチング処理を施した。作製した蛍光板は、可視光・紫外線照明下での光学顕微鏡と走査型電子顕微鏡で観察を行った。その結果、ミクロンオーダーの微細な構造を有する蛍光板が作製できていることが確認できた。この新たな蛍光板は、中性子やX線,イオンビーム等の高分解能な検出素子として利用できると思われる。
山本 博之; 野島 健大; 江坂 文孝
Photon Factory Activity Report 2013, Part B, P. 227, 2014/00
本研究では、部分電子収量法をX線吸収分光法(XAS)に応用することにより、従来まで困難であった化学状態の情報を含む非破壊深さ方向プロファイリングを実現させることを目的とした。Si(100)基板上に蒸着したAu(1-10nm)を試料として用い、測定する電子エネルギーを5-50eVの範囲で変化させることによりXASスペクトルを得た。この結果、電子エネルギーの変化に対応してSi/Au比は大きく変化することを明らかにした。本手法は化学状態を含む非破壊深さプロファイリング法として有効であることが期待される。
酒井 卓郎; 安田 良; 飯倉 寛; 野島 健大; 松林 政仁; 加田 渉; 江夏 昌志; 佐藤 隆博; 大久保 猛; 石井 保行; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 306, p.299 - 301, 2013/07
被引用回数：8 パーセンタイル：50.48(Instruments & Instrumentation)Proton Beam Writing (PBW) is a direct-write technique for producing high-aspect-ratio micro- and nano-structures in resist material. This technique is a promising method for micromachining of commodity plastics such as acrylic resin. In this paper, we introduce fabrication of microscopic devices made of a relatively thick (
75 m) acrylic sheet. An optimization of the fluence of 3 MeV proton beam to induce the chain scission in the sheet was performed at Takasaki Advanced Radiation Research Institute, JAEA. A software program that converts image pixels into coordinates data has been developed, and a fine jigsaw puzzle was fabricated on the sheet. The piece size of jigsaw puzzle is 50 
50 m. For practical use, A line and space test-chart for spatial resolution measurement on neutron radiography was also successfully created.
飯倉 寛; 筒井 紀彰*; 齋藤 泰司*; 野島 健大; 安田 良; 酒井 卓郎; 松林 政仁
Physics Procedia, 43, p.161 - 168, 2013/00
被引用回数：5 パーセンタイル：86.01(Physics, Applied)In neutron imaging, to enhance brightness of a neutron detector is one of the important factors which lead to shortening of imaging time, or improvement in image quality. Recently, we devised a technique to increase the light intensity of reception for a camera by adding brightness enhancement films (BEF) on the output surface of the scintillator. By using the BEF (BEF II 90/24, Vikuiti 3M), brightness was enhanced, but spatial resolution was reduced. In this study, we compared the brightness and spatial resolution using several types of BEFs with different film thicknesses and prism pitch. In brightness, although the further enhancement was observed, most influences of film thickness or a prism pitch were not recognized. In spatial resolution, when film thickness became thin, the tendency for spatial resolution to improve was recognized.
酒井 卓郎; 安田 良; 飯倉 寛; 野島 健大; 松林 政仁
Physics Procedia, 43, p.223 - 230, 2013/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Applied)Improvement of spatial resolution is one of the most energetic issues on neutron radiography. In this paper, two novel devices for the imaging technique will be introduced. One is high-performance optical lens for video camera systems. The lens system has 1:1 magnification and the F value of 3. The optical resolution is less than 5 micron. The other is high resolution fluorescent plate that converts neutrons into visible light. The thickness of the plate is up to 30 micron.
安田 良; 松林 政仁; 酒井 卓郎; 野島 健大; 飯倉 寛; 片桐 政樹*; 高野 勝昌*; Pikuz, T.; Faenov, A.*
Physics Procedia, 43, p.196 - 204, 2013/00
被引用回数：1 パーセンタイル：51.62(Physics, Applied)A device for evaluating spatial resolution of a neutron imaging system was developed. By laser processes the line-pair patterns were fabricated on the 5 micrometer thick Gd film evaporated on a glass plate. Large line-pairs ranging from 0.2 to 2 mm wide were machined by Nd:YVO
laser with 30 micometer in spot size and displayed on a brightness field. Small line-pairs ranging from 0.01 to 0.1 mm wide were done by eximer laser as a dark field. In the results of SEM observation, although the large line-pairs machined by Nd:YVO laser chipped on the corner of the Gd bars, difference between the measured and designed line-pair eidthe controled within 20 micormeter absolutely. In small line-pairs below 0.1 mm processed by the eximer laser, sharper edge could be formed than that in the large line-pairs. In neutron imaging tests using a LiF/ZnS(Ag) scintillator and a CCD camera system, good contrast images were obtained at brightness field even in 5 micrometer thick. Small line-pairs on the dark field were observed at a LiF single crystal detector, which has ultra-high spatial resolution around 5 micrometer. Split of the small line-pairs even in 0.01 mm wide were shown with good contrast on the image.
野島 健大; 安田 良; 竹中 信幸*; 片桐 政樹*; 飯倉 寛; 酒井 卓郎; 松林 政仁
Physics Procedia, 43, p.282 - 287, 2013/00
被引用回数：2 パーセンタイル：67.56(Physics, Applied)発電中のJARI標準燃料電池のガス流路内における水の挙動を可視化するために、従来に比べてノイズが低いリアルタイム撮像システムを開発した。この撮像システムは、EM-CCDカメラ、高輝度LiF/ZnS(Ag)コンバータ及び小角スリットシステムで構成されている。EM-CCDカメラは、数秒オーダーで生じる燃料電池内部の事象を捉えることができる。高輝度LiF/ZnS(Ag)コンバータは原子力機構が開発したコンバータであり、TNRFで通常使用している市販のNRコンバータと比較し、高い輝度を有する。また、スリットシステムにより
線由来のホワイトスポットの低減を可能とし、画像データ上のピクセルにおけるミスカウントが抑止され、定量評価をするうえで効果が得られる。これらを用いて、発電中における燃料電池の可視化を行い、流路中の水分挙動をその場観察を行った。
野島 健大; 安田 良; 竹中 信幸*; 林田 洋寿; 飯倉 寛; 酒井 卓郎; 松林 政仁
JAEA-Technology 2011-037, 33 Pages, 2012/02
JAEA-Technology-2011-037.pdf:4.12MB
JRR-3に設置されている熱中性子ラジオグラフィ装置(TNRF)で発電中における燃料電池可視化実験を行うため、TNRF専用の燃料電池発電システムを整備した。水素検知器やインターロック等の機器の装備により水素ガスリーク等の事故を抑制し、TNRFが設置されている原子炉施設内で安全に実験可能な仕様とした。JARI(日本自動車研究所)標準セルを用いた特性試験の結果、発電システムが仕様通りに動作することを確認し、その後中性子ラジオグラフィ実験に供して発電中における電池内部の水の可視化に成功した。
松林 政仁; Faenov, A. Ya.*; Pikuz, T.*; 福田 祐仁; 加藤 義章*; 安田 良; 飯倉 寛; 野島 健大; 酒井 卓郎
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 651(1), p.90 - 94, 2011/09
被引用回数：9 パーセンタイル：54.99(Instruments & Instrumentation)中性子ラジオグラフィで標準試料として広く使用されているSensitivity Indicator(SI)をLiF結晶のカラーセンター形成による中性子イメージングに適用した。撮影はJRR-3熱中性子ラジオグラフィ装置において、SIをLiF結晶と中性子イメージングプレート(NIP)とともに直径5mmのピンホールでコリメートした熱中性子ビームに120分間照射することにより行った。過露光となったNIPからの画像読出しには連続繰返し読出し法を適用し、50mの画素サイズで読み出した。一方、LiFの画像は共焦点レーザー顕微鏡を用いて画素サイズ1.38mで読み出した。LiFとNIPにより撮影したSIの中性子透過画像を比較すると、SIのすべてのギャップ(最大250m,最小12.5m)は両者ともにはっきりと確認することができた。ステップの下にある小さな孔については、NIPでは確認できなかった。実験の結果、LiF結晶は中性子イメージング検出器として、高感度,高空間分解能,広いダイナミックレンジ等、優れた特性を有していることが確認できた。
安田 良; 日塔 光一*; 小長井 主税*; 塩澤 方浩*; 竹中 信幸*; 浅野 等*; 村川 英樹*; 杉本 勝美*; 野島 健大; 林田 洋寿; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 651(1), p.268 - 272, 2011/09
被引用回数：7 パーセンタイル：46.65(Instruments & Instrumentation)中性子ラジオグラフィは、燃料電池内部の水分布可視化に有効な技術である。本研究では、高輝度・高空間分解能中性子イメージング検出器の中性子イメージインテンシファイアを用いて、小型燃料電池内部を発電開始からフラッディングに起因すると考えられる電圧降下までの過程を連続的に観察した。発電過程において、電池中心部から水が生成し、徐々に流路端部の両側から滞留していく様子を確認した。一方で、発電時の電池電圧は水分の滞留とともに低下し、流路端部の水滴が結合した直後に急激な電圧降下が生じ発電を停止している。本稿では、こうした結果に加え、発電に伴う生成水の挙動と電圧変化との相関に関する考察したことについて述べる。
安田 良; 野島 健大; 飯倉 寛; 酒井 卓郎; 松林 政仁
Journal of Nuclear Science and Technology, 48(7), p.1094 - 1101, 2011/07
被引用回数：5 パーセンタイル：36.74(Nuclear Science & Technology)JRR-3に設置された熱中性子ラジオグラフィ装置の
/
を向上させるために、ピンホールスリットシステムを開発した。/は中性子ラジオグラフィ装置における空間分解能にかかわる性能値であり、/が増大すると画像上のぼけが小さくなり、良好な解像度の画像を取得することができる。本研究で開発されたピンホールスリットシステムは、TNRFのビームライン上に設置され、開口部を小さくすることにより、/を向上させている。特性試験の結果、が10mm以下の場合では、が小さくなるにつれて、画像のぼけが小さくなり、が10mm以上となった場合、画像上のぼけにほとんど差が確認できなくなった。また、実効的なビーム領域は、約25mm20mmであり、高空間分解能の画像を取得できる十分な視野が得られることも確認した。
百留 忠洋*; 吉田 弘*; 月岡 哲*; 青木 太郎*; 飯倉 寛; 野島 健大; 安田 良; 酒井 卓郎; 松林 政仁; 前川 康成; et al.
no journal, ,
海洋研究開発機構(JAMSTEC)では、航続距離が数千キロ規模の次世代巡航型無人探査機開発のために閉鎖型燃料電池等の研究開発を行っている。原子力機構は共同研究として量子ビームを用いた架橋・グラフト重合技術を用いて発電効率及び耐久性に優れた電解質膜の開発並びに閉鎖環境における発電状態を把握するために中性子ラジオグラフィによりナフィオン膜を用いた燃料電池セルの発電状態での生成水の挙動を可視化する実験を担当している。開発膜の性能評価では、高分子基材をグラフト重合化した膜が燃料電池システムで使用可能であることが示唆された。また、2種類の膜のうち、全炭化水素系膜の方が適していることが確認できた。中性子ラジオグラフィによる可視化実験の結果では、発電中の生成水の挙動が確認でき、飽和水発生に伴う発電量低下の状態が確認できた。
野島 健大; 安田 良; 竹中 信幸*; 片桐 政樹*; 飯倉 寛; 酒井 卓郎; 松林 政仁
no journal, ,
燃料電池開発を進めるにあたり、発電中の内部における水の挙動を理解することは重要である。本研究では、中性子ラジオグラフィを用いて発電中の燃料電池内部を可視化し、燃料電池の性能に水がどのように影響するかを調査する。また、排圧制御が発電特性にどのように影響するのかを評価する。
安田 良; 野島 健大; 片桐 政樹*; 飯倉 寛; 酒井 卓郎; 松林 政仁; 竹中 信幸*
no journal, ,
燃料電池は、MEA,拡散層,セパレータ等の部材により構成されており、それぞれの部材における水分挙動と発電特性との相関に関する知見を得ることが重要な課題となっている。中性子ラジオグラフィは、燃料電池内部の生成水挙動を非破壊で可視化するための有効な手法である。本研究では、発電中の流路水における水分挙動を調べるために、EM-CCDカメラ,コリメータスリット等を用いた新規の中性子撮像システム(以下、本システム)を開発した。本システムは、可視化対象であるJARI標準電池の流路は、深さ1mm,幅1mmのサーペンタイン型の1本流路で、観察領域は50mm50mmであり、これらを十分に観察できる空間分解能と撮像領域を有している。また、燃料電池発電時に観察される急激な電圧降下を可視化するための1秒以下の短時間撮像も可能である。本発表では、本システムの仕様の詳細,特性試験の方法及び試験の結果について報告する。
安田 良; 酒井 卓郎; 野島 健大; 飯倉 寛; 松林 政仁; 日塔 光一*; 小長井 主税*; 塩澤 方浩*; 村川 英樹*; 杉本 勝美*; et al.
no journal, ,
燃料電池は、水素と酸素との化学反応を直接電気エネルギーに変換するシステムで、副生成物が水であることから、次世代のクリーンエネルギー源として期待されている。しかし、生成物である水分挙動が電池性能に影響を及ぼすことから、その水の適切な管理・制御が必要とされ、発電中の水分挙動を把握・理解するための可視化ツールが強く望まれている。これまでわれわれは、電池内部の水分挙動を可視化するために、さまざまな中性子ラジオグラフィシステムを開発してきた。本稿では、近年開発されたボロンタイプの中性子イメージインテンシファイアをベースに構築したイメージングシステム、及びそれを用いて実施した燃料電池内部の水分布評価の結果を中心に報告する。
