中性子デバイリング測定と角度発散光学の組み合わせによる残留応力分布評価の高度化

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自動車や航空機、船舶、原子力プラントなどの安全性、信頼性の担保が必要不可欠とされる中、材料の遅れ破壊や疲労破壊、応力腐食割れなど予期せぬ破壊の発生による事故を防ぐために、残留応力を低減するような接合・加工法の開発が重要である。本研究の目的は、日常的に加工法を変えながら残留応力測定を非破壊で行なうことが可能な小型中性子回折装置を実現することである。そのために、本研究では角度分散型中性子回折法を採用し開発を進めている。この手法を用いることで、小型中性子源において問題となるバックグラウンド中性子を減らし回折中性子測定精度を向上させることができる。一方で、試料に照射される中性子ビーム強度が低いデメリットを補うために、標準関数による明確な回折線分布解析手法の開発、2次元検出器を用いたデバイリングの測定、モノクロメーターとマルチピンホールコリメータを組み合わせた測定精度とビーム強度のバランスの研究を行なう必要があった。2022年度は、標準関数による明確な回折分布解析手法の開発のために、標準関数決定に必要な実際の角度分散法回折実験によるデータを取得し、解析および議論を進めた。取得される回折線のピーク頂点およびピーク裾の形状が、検出器へ接続されるコリメータに依存して特徴が表れることが分かった。この特徴を再現するための関数、および小型中性子源においてこのようなコリメータを導入することが可能かどうかを検討中である。