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1
Reliability estimation of neutron resonance thermometry using tantalum and tungsten
甲斐 哲也; 廣井 孝介; Su, Y.; 篠原 武尚; Parker, J. D.*; 松本 吉弘*; 林田 洋寿*; 瀬川 麻里子; 中谷 健; 及川 健一; et al.
Physics Procedia, 88, p.306 - 313, 2017/06
Neutron resonance thermometry, which measures material temperature by analyzing the Doppler broadening of a neutron resonance peak, is one of the applications of energy-resolved neutron imaging at RADEN of J-PARC. Although this technique is promising, advantages and disadvantages have not been discussed in practical applications. The authors measured neutron transmission rates of tantalum and tungsten foils in a heater chamber up to 300 degrees Celsius at RADEN. The energy-dependent neutron transmission rates with different statistics were obtained after the measurements by selecting arbitrary measuring intervals from one measurement, and the temperatures of the foils were estimated from those transmission rates with different statistics. The reliability of the neutron resonance thermometry with statistical accuracy, irradiation time and spatial resolution are discussed.
2
中性子ビジュアルセンシング技術
呉田 昌俊; 瀬川 麻里子
ぶんせき, 2014(6), p.283 - 289, 2014/06
中性子線を利用して複合材料や機械部品等の内部を可視化し、記録した情報を分析することにより有意な物理量を測定する技術を中性子ビジュアルセンシング技術と呼ぶ。本稿では、技術の基礎と著者が研究開発した手法や装置を用いた応用事例について、次に大強度陽子加速器施設J-PARCを利用した最先端技術の研究開発の現状と応用について全体像を記し、最後に放射線利用装置開発のノウハウを企業による微量元素分析装置開発に生かし製品化に成功した事例を紹介する。
3
Neutron resonance imaging of a Au-In-Cd alloy for the JSNS
大井 元貴; 勅使河原 誠; 甲斐 哲也; 原田 正英; 前川 藤夫; 二川 正敏; 橋本 英子*; 瀬川 麻里子; 呉田 昌俊; Tremsin, A.*; et al.
Physics Procedia, 43, p.337 - 342, 2013/04
JSNSの新しいデカップラー材料として、Au-In-Cd合金が提案されている。本研究に先立ち、Au-In-Cd合金の製造を行い、予定通りの組成の合金製造に成功した。製造した合金組成は金74.9%、インジウム0.5%、カドミウム24.6%である。本研究では、中性子の共鳴吸収イメージングにより、製造した材料内の元素分布を測定し、各元素が合金内に均一に分布していることを確認する。カメラ型システムと、MCP検出器を用いることで、測定方法を検証する。結果として、中性子共鳴吸収を利用することで、合金内の元素を区別した透過画像を取得でき、元素分布が均一であることを確認した。
4
New production routes for medical isotopes $$^{64}$$Cu and $$^{67}$$Cu using accelerator neutrons
金 政浩*; 永井 泰樹; 岩本 信之; 湊 太志; 岩本 修; 初川 雄一; 瀬川 麻里子; 原田 秀郎; 今野 力; 落合 謙太郎; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 82(3), p.034201_1 - 034201_8, 2013/03
 被引用回数:14 パーセンタイル:20.93(Physics, Multidisciplinary)
分子イメージングと核医学治療に期待されている放射性同位体$$^{64}$$Cuと$$^{67}$$Cuの生成断面積を14MeVの加速器中性子を用い測定した。この結果とZn同位体の断面積評価値を用いて、40MeVで5mAの重陽子ビームによる$$^{nat}$$C(d,n)反応からの速中性子を用いて生成される$$^{64}$$Cuと$$^{67}$$Cuの量を計算した。$$^{64}$$Cuの生成量は、12時間照射で175gの$$^{64}$$Znについて1.8テラベクレルであり、$$^{67}$$Cuの生成量は2日間の照射で、$$^{67}$$Zn(n,p)$$^{67}$$Cu反応では184g $$^{67}$$Znに対して249ギガベクレルであり、$$^{68}$$Zn(n,x)$$^{68}$$Cuでは186g $$^{68}$$Znに対して287ギガベクレルである。以上より、$$^{67}$$Cuの生成には、極微量不純物放射性同位体しか生成しない$$^{68}$$Zn(n,x)$$^{68}$$Cu反応を新しく提唱した。また、$$^{64}$$Cuの生成には、$$^{64}$$Zn(n,p)$$^{64}$$Cu反応が期待できる反応であることを示した。
5
中性子イメージングの最新技術情報と自動車開発への応用
呉田 昌俊; 瀬川 麻里子
自動車技術会シンポジウムテキスト, No.9-11, p.24 - 29, 2012/01
中性子イメージング技術は、最先端の非破壊可視化・計測技術の一つである。本シンポジウムでは、可視化計測の基本原理、応用事例、J-PARCを利用したパルス中性子イメージングについて講演する。エンジンやデフへの応用例も含めて、高速度撮像イメージング、3次元や4次元CT、速度計測、最先端のパルス中性子イメージングに関して技術カタログ的に紹介する。
6
Development of a high-speed camera system for neutron imaging at a pulsed neutron source
瀬川 麻里子; 甲斐 哲也; 酒井 卓郎; 大井 元貴; 呉田 昌俊
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 697, p.77 - 83, 2012/01
 被引用回数:6 パーセンタイル:26.79(Instruments & Instrumentation)
A neutron energy resolved imaging system with a time-of-flight technique has been newly developed and installed at Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC) with the aim to investigate more preciously and rapidly a spatial distribution of several elements and crystals in various kinds of materials or substances. A high-speed video camera (CMOS, 1300 k frame/sec) equipped system allows to obtain TOF images consecutively resolved into narrow energy ranges with a single pulsed neutrons while conventional CCD camera imaging system could obtain only one TOF image in an arbitral neutron energy region in the pulsed neutron energy region from 0.01 eV to a few keV. Qualities of the images obtained with the system, such as spatial resolution (defined by modulation transfer function, 0.8 line-pairs/mm at En 0.01 eV), dependence of the brightness on the neutron energy and measurement errors ($$sim$$2%) of the system were examined experimentally and evaluated by comparison with those of conventional imaging system. The results obtained in the experiments show that the system can visualize the neutron energy resolved images within a small error even at high speed.
7
Visualization of blurry images of liquid by multi-scale analysis
宮村 浩子; 呉田 昌俊; 瀬川 麻里子; 久保 純*; 斎藤 隆文*; 鈴木 喜雄; 武宮 博
Visualization of Mechanical Processes (Internet), 1(3), 8 Pages, 2011/10
ハイフレームレート中性子ラジオグラフィーが開発され、これを用いることで高速に動作する自動車のエンジン内のオイルを記録することが可能になった。しかし、記録された画像に写るオイルは不明瞭であるため、オイルの振舞いまで精緻に捕らえることは難しい。そこでわれわれは、マルチスケール画像処理技術を用いて、この問題を解決することを試みた。本技術は、画像を明瞭にし、さらにオイルのスケールに応じて分類できる特徴を持つ。そのため特定のスケールに注目して観察できる。さらに、時空間画像を用いて、時間変動するオイルの振舞いを観察することも提案する。これらの技術によって、注目すべき時空間領域を注意深く観察できる。
8
First demonstration of neutron resonance absorption imaging using a high-speed video camera in J-PARC
甲斐 哲也; 瀬川 麻里子; 大井 元貴; 橋本 英子; 篠原 武尚; 原田 正英; 前川 藤夫; 及川 健一; 酒井 卓郎; 松林 政仁; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 651(1), p.126 - 130, 2011/09
 被引用回数:7 パーセンタイル:30.71(Instruments & Instrumentation)
J-PARCのビームラインNOBORUにおいて、高速度ビデオカメラを使用した中性子共鳴吸収イメージング技術の実証に成功した。コバルト(132eV),カドミウム(28eV),タンタル(4.3及び10eV),金(4.9eV)及びインジウム(1.5eV)といった金属箔の共鳴エネルギー付近でコントラストが強調された一連のエネルギー依存の画像セットを得ることができた。共鳴断面積の絶対値や幅,中性子のパルス幅や試料の量を考慮に入れて、この技術の適応性を議論する。大部分の元素について、中性子共鳴吸収イメージングに必要な量を示す。
9
Isotope production for medical usage using fast neutron reactions
初川 雄一; 永井 泰樹; 金 政浩; 瀬川 麻里子; 原田 秀郎; 岩本 修; 岩本 信之; 落合 謙太郎; 高倉 耕祐; 今野 力; et al.
Proceedings in Radiochemistry, 1(1), p.327 - 329, 2011/09
核医学において最もよく用いられている$$^{99}$$Tcの供給は危機に面しており、新たな製造プロセスの開発は喫緊の問題である。本研究は$$^{rm 99m}$$TcをFNSより発生される14MeV高速中性子を用いて効率よく製造することを提案するものであり、試験的に作成したチタン酸ゲルを用いた$$^{rm 99m}$$Tc/$$^{99}$$Moジェネレータについても併せて発表を行う。
10
Design of a 4$$pi$$ LaBr$$_{3}$$(Ce) spectrometer for neutron capture cross section measurements
後藤 淳*; 原田 秀郎; 北谷 文人; 永井 泰樹; 大島 真澄; 瀬川 麻里子; 藤 暢輔
Journal of the Korean Physical Society, 59(2), p.1585 - 1588, 2011/08
 被引用回数:2 パーセンタイル:74.56(Physics, Multidisciplinary)
中性子飛行時間測定法及び即発$$gamma$$線分光法を適用し、中性子捕獲断面積を導出するために、全立体角LaBr$$_{3}$$(Ce)スペクトロメータを設計した。設計にあたり、4種類の体系をモンテカルロシミュレーションにより評価し、性能とコストの最適化を図った。設計した体系を中性子捕獲断面積測定に適用した場合の性能をシミュレーションにより評価し、その有効性を示した。
11
大強度中性子源を用いた中性子ビジュアルセンシング技術
呉田 昌俊; 瀬川 麻里子; 高峰 潤
可視化情報学会誌, 31(122), p.116 - 121, 2011/07
研究用原子炉や大型加速器で発生させた大強度の中性子を利用することにより、類似の技術では実現できなかったさまざまな可視化や計測が実現している。本稿では、中性子ビジュアルセンシングの基礎と特長、定常中性子源を用いた高速度連続可視化計測技術、高速スキャン3次元動体可視化技術、マルチビーム3次元速度計測技術、パルス中性子源を用いた中性子エネルギー選択型可視化計測技術に関して原子力分野への適用例を中心に体系的に紹介する。これらの技術は、非接触で金属容器内の動体の高時間分解能での可視化、3次元速度の計測、物質を識別した可視化や計測などが実現しており、原子力機器の研究開発や産業機器内の可視化などに利用されている。
12
Visualization of blurred images of liquid by multi-scale analysis
宮村 浩子; 呉田 昌俊; 瀬川 麻里子; 久保 純*; 斎藤 隆文*; 鈴木 喜雄; 武宮 博
Proceedings of 11th Asian Symposium on Visualization (ASV-11) (CD-ROM), 4 Pages, 2011/06
大規模かつ複雑な原子力シミュレーションや実験施設から生成される膨大なデータを効率的に解析するための画像解析技術を産業界の課題に適用した事例について報告する。日本原子力研究開発機構と日産自動車は、中性子ラジオグラフィを使用した高速度カメラを開発し、車のエンジン内部でオイルが流れる様子を取得した。しかし、記録された画像は不明瞭であり、詳細にオイルの動きを可視化し、解析することは困難である。そこで、この問題を解決するために、画像を強調する効果のある画像処理技術であるマルチスケール解析手法を適用する。さらに、詳細な理解がなされていないオイルの動きを把握するための時空間画像解析手法を提案する。本発表では、これら画像解析技術の適用に関する有効性について議論する。
13
Progress of ultra-high-speed image sensors with in-situ CCD storage
江藤 剛治*; Dao, V. T. S.*; Nguyen, H. D.*; Fife, K.*; 呉田 昌俊; 瀬川 麻里子; 新井 正敏; 篠原 武尚
Proceedings of 2011 International Image Sensor Workshop (IISW), 4 Pages, 2011/06
特願 2010-286019   公報
本論文は、組み込み型CCD記録素子を有する超高速イメージセンサーの進展について概要を報告する。個々の画素を構成するCCD記録素子には、100を超えるCCDメモリ要素が組み込まれている。すべての画素が同時並行で光信号を記録することにより、時間方向に連続した画像を超高速で取り込むことを可能とした。
14
$$E1$$ and $$E2$$ cross sections of the $$^{12}$$C($$alpha$$,$$gamma$$)$$^{16}$$O reaction at $$E_{rm{eff}}$$ $$sim$$ 1.2 MeV using pulsed $$alpha$$ beams
牧井 宏之; 上田 仁*; 天満 康之*; 永井 泰樹*; 嶋 達志*; 藤本 臣哉*; 瀬川 麻里子; 三島 賢二*; 西山 潤*; 井頭 政之*
AIP Conference Proceedings 1269, p.283 - 288, 2010/10
$$^{12}$$C($$alpha$$,$$gamma$$)$$^{16}$$O反応はHe燃焼期における恒星の進化を理解するうえで非常に重要な反応である。しかしながら、低エネルギー領域での断面積の測定結果には大きな不確定性がある。われわれは大立体角・高効率NaI(Tl)検出器,パルス化$$alpha$$ビーム,標的膜厚モニターからなる新しいシステムの構築を行った。この測定システムを用いて$$^{12}$$C($$alpha$$,$$gamma$$)$$^{16}$$O反応により発生した$$gamma$$の角度分布を行い、重心系エネルギー1.2MeV付近で$$E1$$及び$$E2$$断面積の絶対値を導出した。
15
多重スケール解析による霧状液体の可視化
宮村 浩子; 呉田 昌俊; 瀬川 麻里子; 久保 純*; 斎藤 隆文*; 鈴木 喜雄; 武宮 博
電気学会研究会資料,産業計測制御研究会(IIC-10-73), p.7 - 12, 2010/03
中性子ラジオグラフィによって金属物体内部の水やオイルを測定する試みがなされている。ここで、高速カメラによって高速回転するエンジン内部のオイルの可視化に成功した。しかし、オイルは、滴状だけでなく、霧状であることもあり、これらの状態を認識し、解析することは難しい課題である。そこで、画像処理のテクニックである多重スケール解析によって、エンジン内部のオイルの状態を認識することを試みる。
16
Production of an isomeric state of $$^{90}$$Y by fast neutrons for nuclear diagnostics
永井 泰樹; 岩本 修; 岩本 信之; 金 政浩; 瀬川 麻里子; 初川 雄一; 原田 秀郎
Journal of the Physical Society of Japan, 78(11), p.113201_1 - 113201_4, 2009/11
 被引用回数:3 パーセンタイル:68.09(Physics, Multidisciplinary)
$$^{90}$$Yのアイソマー準位がイメージングに適した$$gamma$$線を放出することに着目した新しい放射性医薬品$$^{90}$$Yの生成方法及び使用方法を提案した。ベータ線放出核種である$$^{90}$$Yは治療薬として働き、そのアイソマー準位から放出される$$gamma$$線は診断に利用できる。このため、従来診断用に混合して用いられてきた$$^{111}$$Inを必要としない利点がある。この基底準位及びアイソマー準位は、14MeV中性子を用いた$$^{90}$$Zr(n,p)$$^{90}$$Y及び$$^{93}$$Nb(n,$$alpha$$)$$^{90}$$Y反応により生成させる。
17
$$E1$$ and $$E2$$ cross sections of the $$^{12}$$C$$(alpha,gamma_{0})^{16}$$O reaction using pulsed $$alpha$$ beams
牧井 宏之; 永井 泰樹*; 嶋 達志*; 瀬川 麻里子; 三島 賢二*; 上田 仁*; 井頭 政之*; 大崎 敏郎*
Physical Review C, 80(6), p.065802_1 - 065802_16, 2009/10
 被引用回数:18 パーセンタイル:19.23(Physics, Nuclear)
$$^{12}$$C$$(alpha,gamma_{0})^{16}$$O反応により放出された$$gamma$$線の角度分布の測定を$$E_{rm eff}=1.6$$ and 1.4MeVで行った。$$^{12}$$C$$(alpha,gamma_{0})^{16}$$O反応によるイベントは飛行時間法を用いて$$^{13}$$C($$alpha,n$$)$$^{16}$$Oによる中性子起因のバックグラウンドから分離して測定し、得られた$$gamma$$線ピークは残留核$$^{16}$$Oの反跳によるドップラーシフトと入射$$alpha$$粒子の標的中でのエネルギー損失を反映した特徴的なものとなった。得られた天体物理的S因子は$$R$$-matrix理論により計算された結果とよく一致した。
18
中性子イメージング技術を用いた混相流のビジュアル化
呉田 昌俊; 飯倉 寛; 瀬川 麻里子
混相流, 23(2), p.165 - 174, 2009/06
原子力機構が混相流の可視化と計測技術の一つとして開発を進めてきた中性子イメージング技術に関して原理から最新の応用例までまとめて紹介する。中性子イメージングは、特にアルミニウム合金など軽金属製の複雑形状の容器内での水,オイル,冷媒など軽元素で構成される流体の可視化と計測を得意とする技術であり、さまざまな産業利用,学術利用が期待されている。本報では、さまざまな気液二相流,沸騰二相流,固液二相流の高速度可視化例,高速スキャン中性子4DCTによる可視化例,マルチビーム中性子4DCTによる可視化例を示し、原理と個々の実験の概要を紹介する。
19
Development of three-dimensional prompt $$gamma$$-ray analysis system
瀬川 麻里子; 松江 秀明; 呉田 昌俊
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 605(1-2), p.54 - 56, 2009/06
 被引用回数:2 パーセンタイル:83.97(Instruments & Instrumentation)
本研究では、中性子を試料に照射しその際に放射される即発$$gamma$$線を利用した従来のバルク分析法(neutron induced Prompt $$gamma$$-ray Analysis)に加え新たにコンピュータ断層撮影解析技術(CT)を導入することによって、試料の内部構造情報と同時に多元素分布情報を3次元的に得られる新しい分析技術(PGACT)の開発に成功した。PGACTは物質に対し高い透過力を持つ中性子を入射ビームとして用いるため、試料内部の元素分布情報を非破壊で得られるという特徴を有する。また蛍光X線分析では難しい水素,ホウ素,ケイ素等の軽元素及びカドミウムや水銀等の有害元素に高い感度を持つ。以上から、本分析技術は材料構造・環境・考古学分析など、非破壊分析が望まれる広い分野への技術応用が期待できる。本講演ではPGACTシステム開発及びJRR3熱中性子ポートにて行ったPGACT・3次元構造及び元素分布可視化構築実証実験の結果について発表する。
20
High sensitive iridium measurement using neutron activation analysis with $$gamma$$-$$gamma$$ coincidence detection
初川 雄一; 大島 真澄; 藤 暢輔; 木村 敦; 小泉 光生; 古高 和禎; 瀬川 麻里子
Transactions of the American Nuclear Society, 99(1), P. 53, 2008/11
イリジウムは地球科学的に地球外物質の影響を大きく受ける元素であり、その分析は多くの分野で興味がもたれている。大島らにより開発された、同時計測に基づいた多重$$gamma$$線分析法は中性子放射化分析と組合せることにより高感度の元素分析を可能にした。本研究は多重$$gamma$$線分析法を利用することにより非破壊で岩石試料中のイリジウムの超高感度分析を試みたものでこれを紹介する。秤量した50から200mgの試料を高純度石英管に溶封し、これらをイリジウムの標準溶液より作成した100ngのイリジウム標準試料とともに照射カプセルに入れて原子力機構研究炉JRR-3において48時間照射を行った。約3から4週間冷却した後に多重$$gamma$$線分析装置GEMINI-IIにおいて$$gamma$$線同時計測を行った。一試料あたり約一日の測定を行い、標準試料から得られたピーク強度との比較によって試料中のイリジウム量を定量した。測定試料は標準岩石試料で、これらの測定を通して本法の有用性を示し、さらに最近行った地質試料中のイリジウムの分析研究の紹介を行う。