Tracer diffusion coefficient measurements on NASICON-type Lithium-ion conductor LAGP using neutron radiography between 25C 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

https://doi.org/10.1016/j.ssi.2024.116716

Tracer diffusion coefficients of lithium-ions in the sintered samples of LiAlGe(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 1.4710 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.

エンジン内を駆け巡るオイルを可視化する

呉田 昌俊

波紋, 24(特別号), 2 Pages, 2014/11

本報では、中性子イメージング技術の基礎と利用例、中性子3次元CT技術による立体的観察と3次元測定、パルス中性子イメージングによる最先端技術について現状を纏める。運転中のエンジン内部の観察とオイル分布の計測は中性子イメージング技術を産業利用した一例である。その他、混相流の可視化や計測技術として利用されてきている。3次元観察技術はコンクリートの研究などに利用されている。J-PARCのパルス中性子を利用したイメージング技術は、従来技術では困難であった元素識別型イメージングや金属材料別イメージングなどを可能としている。また、新たにパルス中性子イメージング専用の共用装置が整備中であることを紹介する。

ATR実証炉燃料の出力急昇後照射後試験(その1.IFA-591非破壊照射後試験結果報告)

上村 勝一郎; 矢野 総一郎

PNC TN8410 97-066, 300 Pages, 1997/02

PNC-TN8410-97-066.pdf:114.19MB

新型転換炉(ATR)実証炉燃料の開発の一環として、実証炉用MOX燃料の標準燃料及び改良型燃料(Zrライナー付き被覆管)について破損限界及び出力過渡変化時の照射挙動を調べることを目的として、ハルデン炉においてATR実証炉仕様燃料の出力急昇試験(IFA-591)を実施した。この出力急昇試験後の燃料について、非破壊の照射後試験を実施し、その結果を解析・評価した。得られた結果は、以下の5点である。(1)外観観察からは、異常な傷、クラック、変形等は認められず、被覆管が健全であることを確認した。なお、出力急昇試験を通じて一部の被覆管表面の酸化が進行した。(2)プロフィロメトリの結果、燃料ロッドには特に異常は観察されなかった。なお、各燃料ロッドに平均で0.10.4%の外径増加があった。(3)渦電流探傷の結果、被覆管には異常な信号変化は認められず、健全であることを確認した。確認された信号の乱れや変化は、スペーサー部の酸化膜、端栓等の構成部材によるものであることを確認し、特にペレット高さに対応した周期的な変動は、ペレットリッジ部でのPCMIによるものと推定した。(4)スキャニングの結果、特異な事象は観察されなかった。軸方向の燃焼度分布について、ほぼ一定であるか、軸方向上部に向かって低下することを確認した。また、Csがランプ試験を通じて、ペレットから放出され、ペレット界面へ移動したことが観察された。(5)中性子ラジオグラフィの結果、11本中8本の燃料ロッドについて、最上段ペレットの上面にペレットの破砕が観察されたが、これ以外には燃料スタック及び被覆管とも異常は観察されなかった。また、これらの結果をもとに引き続き予定されている破壊試験について、サンプルの設定根拠をまとめた。

Applied techniques based on neutron radiation in JAERI

石川 勇

Proc. of 11th KAIF/KNS Annual Conf., 0, p.611 - 619, 1996/00

日本原子力研究所、アイソトープ部が、民間企業、公的機関、原研の基礎研究グループと協同で開発した、Cf線源を用いる中性子応用技術のうち、いくつかの注目すべき応用例についての報告である。1)高精度コークス水分計として、Cfからの中性子とガンマ線の同時透過測定をパルス波形弁別技術により実現した。2)中性子吸収トレーサ技術を石炭液化実験プラントにおいて、石炭スラリーの流れの観測のために採用した。3)中性子の多重散乱や十分な熱化によって、鉄板ではさまれたプラスチックフィルムの厚さ計を開発した。4)原研で開発された中性子イメージングプレートの応用技術に関することなどの内容を紹介した。

Imaging plate neutron detector

新村 信雄*; 唐澤 裕子*; 田中 伊知朗*; 宮原 諄二*; 高橋 健治*; 斉藤 浩樹*; 小泉 智; 日高 昌則*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 349, p.521 - 525, 1994/00

https://doi.org/10.1016/0168-9002(94)91220-3

中性子捕獲物質として、Li、及びGdを用いた、中性子イメージングプレート検出器を開発した。イメージングプレートは、X線検出器として、ダイナミックスレンジが10、位置分解能0.2mm以下として優れた性能があるため、生体物質のX線結晶構造解析に使われ、この分野の大きな発展に寄与した。今回、開発した中性子イメージングプレートは、それと同程度の性能を有することが判明したので、生体物質の中性子結晶構造解析に大きな力を発揮することが期待される。又、中性子ラジオグラフィーへの応用の可能性も指摘された。

Cf中性子ラジオグラフィーにおける実効線源寸法

和田 延夫; 榎本 茂正; 立川 登; 野尻 利明*

非破壊検査, 26(2), p.91 - 95, 1977/02

http://ci.nii.ac.jp/naid/40003263693

ラジオグラフ像形成のさいの幾何学的ボケに関係する実効線源寸法をCf熱中性子ラジオグラフィーの場合について検討した。この中性子ラジオグラフィー系は、160mgCf中性子源、水減連材、およびカドミウムで内張りしたivergent$型$コリメータよりなっている。熱中性子像検出にはLiFシンチレータと高感度X線フィルムとの組合せで行い、直接露出法を用いた。像質の表示にはレスポンス関数を用い、これはエッジ状カドミウム板のラジオグラフ像から求めた。系をレスポンス関数的に考察すると、幾何学的および固有のボケに関するレスポンス関数の積で表現でき、これから熱中性子源の実効寸法に関係する幾何学的ボケが求められる。実行線源寸法は用いたコリメーターの入口直径の80~90%であった。

Visualization of grease fluidity in a ball bearing using neutron imaging technology

酒井 一泉*; 緒方 塁*; 木村 信治*; 松本 吉弘*; 栗田 圭輔

no journal, , 

軸受トルク特性を決定する軸受内グリースの流動性を可視化するために、中性子イメージング技術を適用した。本研究では、増粘剤の異なる2種類のリチウム(Li)グリースを使用した。Li複合増粘剤のグリースは、省エネ性能に関連する軸受トルクを低下させることに優れていた。軸受回転後、軸受内に分布するグリースの中性子ラジオグラフィーとCT(コンピュータ断層撮影)測定を実施した。Li complex greaseのベアリングボールへの付着は極めて限定的であり、グリースの大部分はボール間のケージ表面に留まった。また、グリースが流れる瞬間をとらえるために、軸受の回転を伴う中性子ラジオグラフィーを実施した。軸受の回転を伴う中性子ラジオグラフィー観察の結果、もう一方のグリースは、軸受の回転開始時からではなく、徐々に流れていくことがわかった。これらの結果をもとに、潤滑機構を提案する予定である。

あと施工アンカーの長期付着特性評価のための基礎研究

菖蒲 敬久; 向井 智久*; 有木 克良*; Choe, H.*; 山本 慎*; Han, B.*; 諸岡 聡; 栗田 圭輔; 飯倉 寛

no journal, , 

本研究では、材料に対する透過力が非常に高い中性子を用いて、施工後のアンカーの長期接着特性を評価するための基礎研研究を実施した。その結果、CT測定では、約0.2mmの空間分解能で約60mmの鉄筋コンクリート内部の観測が評価できることを明らかにした。一方、負荷中のひずみ分布ではアンカーのひずみ分布に単調な変化を示さなかったため、いくつかの問題があることが明らかにした。

吸湿した毛髪の乾燥過程の中性子ラジオグラフィ測定

大野 正司*; 三浦 克也*; 三戸 瑞稀*; 宮田 登*; 三田 一樹*; 栗田 圭輔

no journal, , 

毛髪中の水分は毛髪の性質を決める重要なパラメーターの1つであり、吸湿した毛髪の乾燥過程における水の挙動を調べることは、ヘアケア製品開発において重要である。本研究では、中性子ラジオグラフィによる吸湿した毛髪の乾燥過程の可視化を検討した。事前に毛髪束を97%RHの飽和塩溶液雰囲気下で15時間吸湿させた。乾燥空気の流入口と流出口を設けたアルミ製の密閉容器内に毛髪束を貼り付け、乾燥空気を流し始めた時間からの経時変化の中性子ラジオグラフィ測定を実施した。測定はJRR-3のTNRFで冷却CCDカメラを使用し、5分おきに180分後まで測定した。ブリーチ処理と未処理の毛髪の経時変化の違いを、小角中性子散乱の結果を含めて議論する。

JRR-3中性子ラジオグラフィ装置に導入したCMOSカメラの性能評価

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0.1100fps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。