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阿部 浩之; 下村 拓也; 徳平 真之介*; 島田 幸洋*; 竹仲 佑介*; 古山 雄太*; 西村 昭彦; 内田 裕久*; 大道 博行; 大島 武
Proceedings of 7th International Congress on Laser Advanced Materials Processing (LAMP 2015) (Internet), 4 Pages, 2015/08
短パルスレーザー(ナノ秒,フェムト秒)を水素吸蔵合金表面層に照射し、水素吸蔵能向上を目指す表面改質実験を行った。レーザー条件をパルス幅100fsec、エネルギー0.2-3.4mJ/pulseとして、水素吸蔵合金LaNi
Al
合金に照射することで表面の局所構造を変化させ、この吸蔵合金の初期水素吸蔵反応とレーザー照射との相関について調べた。その結果、フルエンスで2.0mJ/cm
付近でのレーザー照射したサンプルは未照射サンプルに比べ、1.5-3.0倍水素吸蔵初期反応速度が速くなり水素吸蔵能が向上することを見いだした。これによりレーザー照射は水素吸蔵材料の表面改質に有効であると結論づけられる。
島田 幸洋; 西村 昭彦
Journal of Laser Micro/Nanoengineering, 8(1), p.110 - 114, 2013/01
被引用回数：7 パーセンタイル：35.38(Nanoscience & Nanotechnology)フェムト秒レーザーを使用した微細加工によって、耐熱性のある光ファイバーブラッググレーティング(FBG)センサーを製作した。さらに炭素繊維テープによって製作したFBGセンサーを強化した。その結果、センサーは機械的強度と取扱性が向上した。このセンサーを600
Cまでの温度環境において試験を行い、温度と歪が測定できることを確認した。このセンサーを実際の原子力プラントの高温配管において実装するための開発課題を考察した。
西村 昭彦; 寺田 隆哉; 島田 幸洋; 米本 幸弘*; 山田 知典
Proceedings of 20th International Conference on Nuclear Engineering and the ASME 2012 Power Conference (ICONE-20 & POWER 2012) (DVD-ROM), 5 Pages, 2012/07
レーザー技術を用いた計測法を原子力プラントの冷却系の保守保全のために開発している。計測技術としては、光ファイバセンサ技術を用いることで地震に対する振動計測が可能であることを明らかにした。さらに放射光X線による吸収コントラスト法を用いることにより、レーザー溶接補修の際の溶融池の内部の対流現象を解明した。一方で、表面制御技術としては、熱交換器伝熱管のレーザー肉盛り溶接補修が可能な新型プローブ装置を開発を進めた。また、レーザー蒸発は配管表面の汚染除去に有効であることを明らかにした。これらのレーザー技術は、原子炉の冷却配管の保守保全に役立つことが期待される。
西村 昭彦; 島田 幸洋
Proceedings of 19th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-19) (CD-ROM), 7 Pages, 2011/10
レーザー加工技術を高速増殖炉の熱交換器の保守保全のために発展させた。超短パルスレーザー加工により光ファイバのコアに回折格子を作製し、これを配管の地震モニターとして適用した。ファイバレーザーと組合せた最新のロボットシステムは熱交換器の内壁の割れを補修できる。これらの最新レーザー加工技術が熱交換器の運転の安全性を高める。これらの技術は次世代の高速増殖炉の保守保全技術に適用可能である。
西村 昭彦; 菖蒲 敬久; 岡 潔; 山口 智彦; 島田 幸洋; Mihalache, O.; 田川 明広; 山下 卓哉
レーザ加工学会誌, 17(4), p.207 - 212, 2010/10
高速増殖炉の熱交換器伝熱管に発生する微小亀裂を検査し補修するため、複合型光ファイバスコープを用いたプローブ試作機を開発した。本プローブはレーザー加工ヘッドと渦電流探傷装置も構成品に加えられている。超短パルスレーザー蒸発は、材料表層の加工硬化層の除去に用いることができる。加えて、スポットレーザー溶接が微小亀裂の補修に用いられた。このプローブシステムは、熱交換器の寿命を延ばすことにより、安全かつ経済的な選択肢を高速増殖炉の保守保全に与えることができる。
島田 幸洋; 西村 昭彦; 吉川 将成*; 小林 喬郎*
Journal of Laser Micro/Nanoengineering, 5(1), p.99 - 102, 2010/02
被引用回数：9 パーセンタイル：38.45(Nanoscience & Nanotechnology)超短パルスレーザー加工によってファイバーブラッググレーティングの製作加工がなされた。その加温前後の特性が測定された。反射スペクトルは600C, 1時間の加温前後で大きな違いはなかった。一本のファイバー内に3個のFBG構造が作成されて、多点計測の可能性を示した。このような高温耐性のあるファイバーブラッググレーティングセンサと波長可変光源の組合せは、原子力発電所における冷却配管の状態監視における強力な手段となることを示した。
西村 昭彦; 岡 潔; 山口 智彦; 赤津 朋宏*; 関 健史*; Mihalache, O.; 島田 幸洋; 田川 明広; 山下 卓哉
日本保全学会第6回学術講演会要旨集, p.250 - 253, 2009/08
高速増殖炉の熱交換器伝熱管の保守保全のため、新型のプローブシステムの設計及び製作を行った。本報告ではシステムの要素技術のうち、複合型光ファイバスコープとレーザー及び画像撮影システムを結合させるカップリング装置及びレーザー加工ヘッドとECT探勝システムを動作させるソフトウェアの開発について述べる。
猿田 晃一; 月森 和之; 島田 幸洋; 西村 昭彦; 小林 喬郎*
日本保全学会第6回学術講演会要旨集, p.219 - 222, 2009/08
フェムト秒レーザを使用してシングルモード光ファイバのコアに形成した耐熱fiber Bragg grating(FBG)のひずみ計測性能の評価を行った。耐熱FBGとひずみゲージを金属片に取り付け、4点曲げ法によって負荷を与えてBragg波長シフトとひずみ量を計測した。Bragg波長は、開発したBragg波長決定アルゴリズムによりスペクトラム強度を重み付けに利用して求めた。市販されている常温用FBGセンサとの比較実験の結果、耐熱FBGのひずみ感度は0.34pm/
であり、常温用FBGセンサの約1/4の感度であったが、実験値の標準偏差から推定したひずみ計測精度は、
3となり、開発したアルゴリズムを用いることにより、常温用FBGセンサの精度2と同程度の精度が得られることが示された。
pulse generation in an X-ray tube with a plasma cathode induced by a femtosecond laser pulse山田 秀尚; 村上 洋; 島田 幸洋
Radiation Physics and Chemistry, 78(6), p.375 - 379, 2009/06
被引用回数：1 パーセンタイル：9.75(Chemistry, Physical)時間分解X線分光システムに用いるパルスX線源の開発を行った。このX線源では、超短パルスレーザーで発生させたプラズマ電子を静電圧で加速し、これをCu電極に衝突させてX線を得る。本論文は、この種のパルスX線源について、X線フォトン数,スペクトル特性,パルス時間特性,プラズマ電子のダイナミクスを詳しく調べた初めてのものである。プラズマの発生は数10マイクロジュールのフェムト秒紫外パルスをCu電極に集光照射して行った。加速電圧は50kVとし、その結果得られたX線パルスは10
photons/4pisr/pulseであった。X線はほぼCuK線であり、パルス幅は約100nsであった。時間分解プラズマ発光スペクトル分析の結果、発生させたレーザープラズマでは、印加電圧によりプラズマの静電遮蔽効果が徐々に弱まるとともにプラズマ粒子が衝突励起されており、これがX発生と同じく100nsの時間スケールで起きていることが明らかとなった。
山田 秀尚; 村上 洋; 島田 幸洋
表面科学, 29(7), p.413 - 417, 2008/07
時間分解蛍光X線分光のために、フェムト秒レーザー駆動X線源及びX線集光システムの開発を行った。開発したX線源は10
-W/cm
のレーザーパルスに誘起されたプラズマ陰極が電子源のX線管で、10
photons/4
sr/pulseのCu K
線を供給する。そのX線パルスの時間幅は約200nsと測定された。プラズマ陰極の発光分光分析をもとに、このX線パルス時間特性は、X線管の印加電圧に対して静電遮蔽下にあるプラズマ粒子のダイナミクスにより説明された。X線集光システムに関しては、ポリキャピラリレンズによる集光スポットサイズを測定し、レンズによる蛍光X線の増強効果を実証した。
Pirozhkov, A. S.; 森 道昭; 小倉 浩一; 西村 昭彦; 村上 洋; 島田 幸洋; 匂坂 明人; 織茂 聡; 木村 豊秋; 大道 博行
Advanced Solid-State Photonics; OSA Technical Digest Series (CD-ROM), p.MC8_1 - MC8_3, 2008/01
We report on the design and performance of a highly accurate, easy-to-align Transient-Grating FROG apparatus capable to measure amplified pulses with the duration shorter than 10 fs and longer than 1 ps.
西村 昭彦; 島田 幸洋
石橋 久義*; 鈴木 宏和*
【課題】センサーと測定対象物との間の接着剤の厚さを均一に保持し、接着剤の接着力を均一に保つと共に、測定対象物と接着剤の間や接着剤とセンサーの間で、熱膨張差による接着剤の剥離現象が生じるのを防止する。 【解決手段】本発明は、高温の測定対象物13に接着剤14を介して取り付けられるセンサー10であって、検知部を有するセンサー本体11と、センサー本体11をモールドで一体成形して形成されるブロック体12と、を備え、ブロック体12は接着剤14と同一のセラミック系接着剤から構成され、ブロック体12の測定対象物13側には接着剤14の接着面12Aが形成されていることを特徴とする。
島田 幸洋; 西村 昭彦; 猿田 晃一; 月森 和之; 小林 喬郎*
no journal, ,
光ファイバのコア中に作成した周期的屈折率構造はBraggの回折条件で決定される特定の波長の光を反射する。この波長は温度又は歪みの変化の影響を受けることからセンサとして使用することが可能であり、これをFBG(fiber Bragg grating)センサという。遠隔計測が可能、電気雑音の影響を受け難い等の優れた特徴を持つことから、建築物等のヘルスモニタリングセンサとして既に広く実用化されているが、一般に商品化されているFBGセンサは紫外光の干渉露光によってコア中の屈折率変化を誘起しているため、200C以上の高温下では屈折率変調構造が消失するので使用することは困難である。一方近年のフェムト秒レーザ微細加工技術の進歩により、高脆化材料への光の波長程度の精度での加工が可能となった。われわれはpoint-by-point法によって短周期型のFBGを直接加工作成し、反射波長及び温度特性の測定を行った。
西村 昭彦; 伊東 富由美; 寺田 隆哉; 島田 幸洋
no journal, ,
平成19
21年にかけての原子力システム研究開発事業では、FBR伝熱管の溶接部分を渦電流探傷により検査し、発見した割れをファイバレーザ溶接により補修する新型プローブシステムを開発した。この技術を発展させ、ファイバスコープによる目視観察とパルスレーザによるLIBS分光分析が可能な新型プローブシステムの開発を進めている。これにはレーザと画像及び分光技術を統合するカップリング装置が重要である。本報告では、パルスレーザによるLIBS分光技術と光ファイバによる狭隘部分の映像観察技術を組合せを行う。これにより、装置本体とプローブ先端に10m以上の距離を設けることができる。プローブ先端は、100Sv/hrを超える高放射線量の福島第一原子力発電所損傷炉心内部に挿入する。これまで、光ファイバによる観察とLIBS分析を行い、ステンレス,銅,アルミニウム,低クロム鋼など種々の金属を判別が可能であることが判明している。
伊東 富由美; 西村 昭彦; 米本 幸弘*; 寺田 隆哉; 島田 幸洋
no journal, ,
LIBSを伝熱管内壁の酸化被膜に適用すると極表面の酸化被膜の剥離が生じる。低エネルギーのLIBS、高エネルギーのアブレーション、そしてMTによる欠陥の検査等の技術の組合せを実施する。
西村 昭彦; 島田 幸洋*; 鈴木 宏和*
no journal, ,
光ファイバのコアに超短パルスレーザ加工により回折格子(ファイバブラッググレーティング: FBG)を作製した。このFBGは温度及び歪を感受するセンサとして機能する。このFBGセンサを配管表面にセラミック系高温接着剤で固定した。センサを固定した低クロム鋼材に対して、荷重負荷試験を温度400度から600度の高温で実施した。このFBGセンサは、原子炉や化学プラントなどの高温の配管システムの構造健全性を監視することに役立つ。
阿部 浩之; 徳平 真之介*; 下村 拓也; 島田 幸洋*; 竹仲 佑介*; 古山 雄太*; 西村 昭彦; 大道 博行; 内田 裕久*; 大島 武
no journal, ,
ナノ秒やフェムト秒といった短パルスレーザーを利用し、水素吸蔵合金の水素吸蔵能向上を目指すための表面改質実験を行った。本研究ではレーザー(パルス幅100fsec、エネルギー0.23.4mJ/pulse)をLaNi
系のLaNiAl合金に照射することで表面の局所構造を変化させた。その結果、レーザー照射した試料は未照射試料に比べ、1.53.0倍程度吸蔵能が向上することを見いだした。これよりレーザー照射は水素吸蔵材料の表面改質に有効であると結論できた。
増住 考志; 月森 和之; 島田 幸洋; 西村 昭彦
no journal, ,
一般に市販されているFBG(Fiber Bragg Grating)は、高温で使用される高速炉機器には使用できない。一方、既報において、フェムト秒レーザーによる非熱加工で石英ガラス板中に作製した周期的屈折率構造は、約1000Cにおいても耐性があることを報告した。本報告では、一般のFBGとフェムト秒レーザーによる非熱加工で試作した耐熱FBGについて加熱試験を行い、耐熱特性を比較評価する。
山田 秀尚; 村上 洋; 島田 幸洋
no journal, ,
本研究では化学反応における電子移動や構造変化などの動的過程を観測するために、時間分解X線分光システムの構築を行っている。そのためのパルスX線源として開発したフェムト秒レーザー駆動X線管の特徴、及び、これを用いたX線分光システムの開発状況について報告する。本X線源は、おもに銅の特性X線(CuK線)パルスを発生する。X線パルス幅は照射レーザーフルエンスにより数十ナノ秒以上から数十ピコ秒以下に変化する。構築中の分光システムでは、X線を全反射を利用したポリキャピラリレンズによって試料に集光照射し、試料からの蛍光(もしくは透過)X線を、Si結晶により高分解能で分光し、スペクトルをX線CCDでシングルショット計測する。発表では、ポリキャピラリレンズの性能評価,分光システムの分解能評価等の結果について詳しく述べる。
島田 幸洋; 西村 昭彦
no journal, ,
われわれは原子炉等における配管の経年劣化評価・耐震保全のため、fiber Bragg grating(FBG)センサシステムの基盤技術を開発している。本方法はレーザー微細加工技術を用いて光ファイバー内にFBGセンサを直接作成する方法であり、高温耐性が有る、設計の自由度が大きい等の優れた特徴を持つ。今回は振動測定に最適化した、波長可変ファイバーレーザーを中心としたFBG計測システムの製作と配管への実装方法の検討について報告する。
公開特許公報