研究内容(受賞や報道発表の状況についても紹介します!)

1. パルス中性子イメージング法の開発
2. 加速器パルス中性子源の開発
3. 中性子デバイス(輸送光学素子・画像検出器)
4. 中性子ビームを利用した各種分析装置の開発
5. 中性子とX線の融合連携イメージング
6. 量子ビームを利用したマテリアル研究
7. 宇宙線中性子ソフトエラーの防止に関する産学連携


1. パルス中性子イメージング法の開発

1.1 ブラッグエッジ法・ブラッグディップ法の開発

開発している技術の特徴

● 材料の結晶構造・金属組織の情報を定量的に調べることができる。

● 空間分解能はミリメートルから数十マイクロメートルのオーダーで高い。

● 視野の広さは数センチメートルから十数センチメートルのオーダーで広い。

● CT画像再構成技術の適用により、3Dイメージングも可能。

技術のポイント

● 北大発・日本発の技術。世界をリード。海外から北大へ来訪する研究者も多い。

● 2度の日本金属学会論文賞を始めとする多くの受賞・招待講演・特集記事(約10の学協会)。

● 材料メーカー・自動車メーカー・考古学者から大きな注目。

● J-PARCに専用装置が建設されるに至った。

開発した技術の応用分野

● クランクシャフトなどの自動車部品

● リチウムイオンバッテリー

● 鉄道のレール

● 航空機用タービンブレード

● 鉄鋼材料

● 電磁鋼板

● 原子核破砕ターゲット

● 日本刀などの鉄文化財

主な研究テーマ

● 中性子透過率スペクトル解析法の開発による新しいマテリアル情報の取得

● 新概念テンソルCT法の開発による結晶組織構造情報の3Dイメージングの実現

ニュース

● 佐藤実有季さん(M1)が平成30年度日本原子力学会北海道支部奨励賞を受賞(2019年2月27日)

● 日本中性子科学会誌『波紋』President Choice(論文賞)を受賞(2018年12月5日)

● 日本鉄鋼協会の第27回鉄鋼研究振興助成および石原・浅田研究助成の受給が決定しました。
  科学新聞2017年12月8日号と鉄鋼新聞2017年11月30日号で紹介されました。(2017年11月21日)

第64回日本金属学会賞「論文賞」を受賞(2016年9月21日 J-PARC MLFニュース)

● 藤井伸弥君(量子ビームシステム工学研究室M1)が平成26年度日本原子力学会北海道支部奨励賞を受賞
  (2014年12月16日)

● 第60回日本金属学会賞「論文賞」を受賞(2012年9月17日)


1.2 共鳴吸収法の開発

開発している技術の特徴

● 物質に含まれている元素・原子核種・原子ダイナミクス・温度を定量的に調べることができる。

● 空間分解能は数百マイクロメートルのオーダーで高い。

● 視野の広さは10センチメートルのオーダーで広い。

● CT画像再構成技術の適用により、3Dイメージングも可能。

技術のポイント

● 北大発・日本発の技術。世界をリード。

● イオン伝導体の研究をヒントに、ユニークな非破壊・非接触3D温度イメージング法を開発。

● 原子力分野や考古学者から大きな注目。

● J-PARCに専用装置が建設されるに至った。

開発した技術の応用分野

● 文化財内部の元素分布の可視化

● モーター内部の温度分布の可視化

● 原子炉燃料の健全性評価

主な研究テーマ

● 中性子透過率測定型共鳴吸収イメージング法の開発

● 捕獲ガンマ線計数型共鳴吸収イメージング法の開発

ニュース

● 浅子穣君(M2)が日本中性子科学会第18回年会ポスター賞を受賞(2018年12月4日)

● 石川裕卓君(量子ビームシステム工学研究室D3)が日本アイソトープ協会の
  第54回アイソトープ・放射線研究発表会で若手優秀講演賞を受賞(2017年9月6日)

● 長谷美宏幸君(量子ビームシステム工学研究室D1)が平成24年度日本原子力学会北海道支部奨励賞を受賞
  (2012年12月25日)


2. 加速器を利用した高性能パルス中性子源の開発

開発している技術の特徴

● 強度もパルス幅も両立した最高効率の加速器駆動パルス中性子源の開発

● 粒子輸送モンテカルロシミュレーション計算によるデザイン、放射線遮蔽体の検討

技術のポイント

● 鬼柳善明名誉教授・古坂道弘名誉教授らの時代から続く、北海道大学のお家芸の一つ。

● 世界中の大型ならびに小型加速器中性子実験施設に採用。J-PARC中性子源も北大生まれ!

開発した技術の応用分野

● 大型加速器駆動パルス中性子源を利用した中性子ビーム利用施設

● 小型加速器駆動パルス中性子源を利用した中性子ビーム利用施設

主な研究テーマ

● 高輝度短パルス冷中性子源の開発

● 高輝度短パルス熱中性子源の開発

● 高輝度短パルス速中性子源の開発

ニュース

● 北大電子線形加速器(北大LINAC)ならびに北大中性子源(HUNS)が
  第50回日本原子力学会賞「歴史構築賞」を受賞(2018年3月27日)

● 佐々木司君(量子ビーム応用計測学研究室M2)が日本中性子科学会第16回年会でポスター賞を受賞
  (2016年12月1日)


3. 中性子デバイス(輸送光学素子・画像検出器)

開発している技術の特徴

● 中性子ビーム集光光学素子を利用した中性子ビーム利用実験の高効率化

● 大面積・高空間分解能な中性子画像検出器の開発による中性子イメージングの高度化

技術のポイント

● 鬼柳善明名誉教授・古坂道弘名誉教授らの時代から続く、北海道大学のお家芸の一つ。

開発した技術の応用分野

● 中性子スーパーミラーによる中性子ビーム強度の向上

● 飛行時間(TOF)分析型中性子画像検出器による
  ブラッグエッジ・ブラッグディップ・共鳴吸収イメージングの高空間分解能化と視野拡大

主な研究テーマ

● 高輝度短パルス中性子源との融合による高性能中性子ビームラインの建設

ニュース

● 石川裕卓君(量子ビームシステム工学研究室D1)がThe 1st International Symposium on Radiation
  Detectors and Their Uses(ISRD2016)でPoster Presentation Awardを受賞(2016年1月20日)


4. 中性子ビームを利用した各種分析装置の開発

開発している技術の特徴

● 大型施設の既成概念に捕らわれない新概念の高効率装置の開発

技術のポイント

● 小型施設の苦しい状況から絞り出される新概念の中性子ビーム利用装置

開発した技術の応用分野

● 小型施設で初めて実現したブラッグエッジ結晶格子面間隔イメージング

主な研究テーマ

● 高輝度短パルス中性子源と中性子光学素子の融合連携による高性能ビームラインの開発

ニュース

● 「エネルギー分析型中性子イメージング装置(J-PARC MLF BL22「螺鈿(RADEN)」)の建設と先導
  研究」への貢献により、平成30年度日本原子力研究開発機構(JAEA)理事長表彰(感謝状)を受けました。
  (2018年10月1日)

● 私達がHUNSで開発した「小型電子線形加速器+非結合型中性子減速体+ブラッグエッジイメージング」
  システムが、産業技術総合研究所で採用されることが発表されました
  (2017年8月1日 産業技術総合研究所ニュース)

● 理化学研究所の
  「科学のフロンティア17 中性子が拓く日本のものづくり~小型中性子源の研究開発ドキュメント~
  に鬼柳善明教授と古坂道弘教授が出演されています。
  ほかにも、私達の研究室に縁の深い研究者の皆様が、産・学を問わず多数出演されています。
  (2013年4月19日 YouTube)


5. 中性子とX線の融合連携イメージング法の開発

開発している技術の特徴

● 異なる種類の量子ビームの融合連携により新たな情報の取得を!

技術のポイント

● 中性子とX線の反応断面積が異なることを利用し、原子・分子の種類を識別した3Dイメージング

● 中性子・X線両用線源ならびに両用検出器の開発による高効率化

● 中性子もX線も発生させることのできる電子加速器ならではの作戦!

開発した技術の応用分野

● バッテリー

● 原子炉燃料

主な研究テーマ

● 中性子イメージとX線イメージの位置合わせ

● 中性子イメージとX線イメージからの原子・分子の種類の同定とイメージング


6. 量子ビームを利用したマテリアル研究

開発している技術の特徴

● 開発している中性子ビーム利用技術はユニークなものばかり。その特長を活かす!

技術のポイント

● 何でも測定対象になり得ます!

開発した技術の応用分野

● 鉄鋼

● 自動車

● 鉄道

● 航空機

● 原子力材料

● 文化財

主な共同研究先

● トヨタ自動車

● IHI

● イタリアCNRを始めとする鉄文化財研究者

● 京都大学複合原子力科学研究所

ニュース

清水建設株式会社と次世代高性能材料の共同研究に着手
  産学共同研究で新素材「ロジックス構造材」の開発へ ~鉄筋コンクリートに代わる次世代高性能材料~
  (2018年7月11日 北海道大学ニュース)

公開講座「え!がん治療も日本刀も電池も…秘密が分かる? -小型・大型加速器で中性子を作って使って
  出来ること-」(2017年8月1日 日本加速器学会第14回年会)

● 成田裕樹君(量子ビームシステム工学研究室M2)が2nd Asia-Oceania Conference on Neutron Scattering
  (AOCNS2015)でBest Student Poster Awardを受賞(2015年7月23日)


7. 宇宙線中性子ソフトエラーの防止に関する産学連携

開発している技術の特徴

● 自然界の300万倍の高エネルギー中性子を電子機器に照射し、効率的に中性子ソフトエラーを発生。

● 宇宙線中性子に起因するソフトエラーの対策をきちんと講じることができる。

● NTTを始めとする多くの民間企業が来訪。試験実績も豊富。

技術のポイント

● 世界最大!直径25 cmの高エネルギー中性子ビームを供給。

● 世界唯一!3本のビームラインで同時照射が可能なので「システム丸ごと」ソフトエラー試験が可能。

開発した技術の応用分野

● 通信ネットワークの電子機器のソフトエラー防止研究

● 医療機器のソフトエラー防止研究

● 航空・宇宙機器のソフトエラー防止研究

主な研究テーマ

● 宇宙線中性子ソフトエラーの防止に関する産学連携

● 中性子ソフトエラー研究用中性子源ならびに中性子ビームラインの開発

ニュース

NTTのソフトエラー試験技術の解説動画で、私達との共同研究の話が紹介されています。
  (2017年12月25日 YouTube)

宇宙線に起因する電子機器の誤動作「ソフトエラー」を再現させる「ソフトエラー試験サービス」を開始
  ~小型の加速器中性子源を用いたサービスを実用化、高度な電子機器のさらなる信頼性向上に貢献~
  (2016年12月19日 北海道大学ニュース)

宇宙線による情報通信機器のトラブルを未然に防ぐ技術を開発
  ~小型加速器中性子源を用いた効率的なソフトエラー試験技術を確立~
  (2013年3月21日 北海道大学ニュース)


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