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公開番号2024124736
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-13
出願番号2023032620
出願日2023-03-03
発明の名称非破壊検査装置
出願人国立研究開発法人理化学研究所
代理人個人,個人
主分類G01N 23/222 20060101AFI20240906BHJP(測定;試験)
要約【課題】運搬や配置が容易になるように小型化かつ軽量化された非破壊検査装置により、検査対象物内の対象成分を検出できるようにする。
【解決手段】非破壊検査装置10は、中性子発生部11,71cと、ガンマ線検出器12、中性子遮蔽部13、およびガンマ線遮蔽部を備える。中性子発生部11,71cは、中性子を自発的に発生し、又は、DDまたはDT核融合反応により中性子を発生する。中性子遮蔽部13は、中性子発生部11,71cの少なくとも周囲から中性子発生部11,71cを覆って当該周囲で中性子を遮蔽し、中性子発生部11,71cの前方側への中性子の放出を可能にする。中性子遮蔽部13とガンマ線遮蔽部14とガンマ線検出器12は、中性子発生部11,71cの前方向に対する横方向に、この順に互いに横並びに配置されている。ガンマ線遮蔽部14は、中性子遮蔽部13からガンマ線検出器12側へのバックグラウンドガンマ線を遮蔽する。
【選択図】図1A
特許請求の範囲【請求項１】
中性子を自発的に発生して放出し、又は、ＤＤ核融合反応またはＤＴ核融合反応により中性子を発生して放出する中性子発生部と、
前記中性子発生部の少なくとも周囲から当該中性子発生部を覆うことにより当該周囲で前記中性子を遮蔽し、前記中性子発生部の前方側への前記中性子の放出を可能にする中性子遮蔽部と、
前記中性子発生部の前方側の検査対象物に入射した前記中性子により前記検査対象物内で発生したガンマ線を検出し、当該検出に関する検出信号を出力するガンマ線検出器と、を備え、
前記中性子発生部の後方から前方に向かう方向を前方向として、前記中性子遮蔽部と前記ガンマ線検出器とは、前方向に対する横方向に、互いに横並びに配置されている、非破壊検査装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記中性子発生部は、中性子を自発的に発生して放出する中性子源であり、
前記中性子遮蔽部は、前記中性子源の周囲と後方側から前記中性子源を覆うことにより当該周囲と当該後方側で前記中性子を遮蔽し、前記中性子源の前方側への前記中性子の放出を可能にする、請求項１に記載の非破壊検査装置。
【請求項３】
ＤＤ核融合反応またはＤＴ核融合反応を利用して中性子を発生させる中性子発生管を備え、
前記中性子発生部は、前記中性子発生管の先端部の内部に配置され、重水素イオン又は三重水素イオンが衝突することでＤＤ核融合反応またはＤＴ核融合反応により中性子を発生するターゲットであり、
前記中性子遮蔽部は、前記中性子発生管の前記先端部の周囲から当該先端部前記ターゲットを覆う、請求項１に記載の非破壊検査装置。
【請求項４】
前記中性子遮蔽部は、
中性子を減速させる材料で形成され、前記中性子発生部の少なくとも周囲から前記中性子発生部を覆う減速部と、
中性子を反射する材料で形成され、前記減速部の周囲と後方側から前記減速部を覆う反射部と、を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の非破壊検査装置。
【請求項５】
前記中性子遮蔽部は、
中性子を減速させる材料で形成され、前記中性子源の周囲と後方側から当該中性子源を覆う減速部と、
中性子を反射する材料で形成され、前記減速部の周囲と後方側から前記減速部を覆う反射部と、を有し、
前記中性子源は、前記減速部において前記前方向の先端部に配置されている、請求項２に記載の非破壊検査装置。
【請求項６】
前記中性子遮蔽部は、
中性子を減速させる材料で形成され、前記中性子源の周囲と後方側から当該中性子源を覆う減速部と、
中性子を反射する材料で形成され、前記減速部の周囲と後方側から前記減速部を覆う反射部と、を有し、
前記前方向と逆方向に見た場合に、前記中性子源は、前記横方向における前記減速部の中央から前記ガンマ線検出器側にずれた位置に配置されている、請求項２に記載の非破壊検査装置。
【請求項７】
前記減速部は、前記前方向を向き、前記中性子発生部からの前記中性子を放出する中性子放出面を有する、請求項４に記載の非破壊検査装置。
【請求項８】
前記横方向において前記中性子遮蔽部と前記ガンマ線検出器との間に配置され、ガンマ線を遮蔽するガンマ線遮蔽部を備える、請求項４に記載の非破壊検査装置。
【請求項９】
前記中性子発生部と前記中性子遮蔽部と前記ガンマ線遮蔽部と前記ガンマ線検出器は、互いに直接的に又は間接的に結合されている、請求項８に記載の非破壊検査装置。
【請求項１０】
前記ガンマ線遮蔽部は、前記前方向から前記ガンマ線検出器の側に傾いた方向を向く斜面を有し、
当該斜面は、前記ガンマ線遮蔽部における前記前方向の側の先端から、前記前方向と反対側に移行するにつれて、前記ガンマ線検出器側に近づくように延びており、
前記ガンマ線検出器の前側部分と前記減速部の前側部分の両方に接する仮想平面を基準平面として、
前記斜面上の各位置は、基準平面上に位置するか、若しくは、基準平面よりも前方側に位置する、請求項８に記載の非破壊検査装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象物に中性子を入射することにより検査対象物内で生じたガンマ線に基づいて、検査対象物の健全性（例えば、検査対象物内の対象成分の有無または濃度）等を検査する技術に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
道路や橋梁などのインフラストラクチャー構造物（以下でインフラ構造物という）の劣化要因のひとつに塩害がある。塩害は、沿岸からの海風に含まれる塩分、または、寒冷地や山間部で散布される凍結防止剤に含まれる塩分により引き起こされる。このような塩分が、例えばインフラ構造物を構成するコンクリート構造物に浸透する。その結果、コンクリート構造物内の鉄筋の周囲において、塩化物イオン濃度が限界値（１．２～２．５ｋｇ／ｍ
３
の範囲内の値）を超えると、鉄筋の腐食が始まって進行することでコンクリート構造物が劣化してしまう。
【０００３】
そのため、コンクリート構造物内の塩分濃度を検査し、腐食が始まる前に補修することが重要である。このような補修により、コストの削減やコンクリート構造物（例えば上記のような橋梁）の長寿命化につなげることができる。
【０００４】
コンクリート構造物内における塩分などの対象成分の有無や濃度を非破壊的に検査可能な非破壊検査装置が特許文献１、２に開示されている。特許文献１、２の非破壊検査装置では、次のような検査が可能である。検査対象物に中性子を入射させる。これにより、検査対象物において、当該中性子によって対象成分に由来するガンマ線が発生する。当該ガンマ線を検出し、その検出結果に基づいて、対象成分（例えば塩分）が存在する深さを特定し、その深さでの対象成分の濃度を求めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０１９／１９８２６０号
特開２０２１－１７９３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のような非破壊検査装置によりインフラ構造物の検査を行う場合には、非破壊検査装置を、現場に運搬する必要がある。また、現場で、インフラ構造物における多数の箇所を検査するためには、各検査箇所へ非破壊検査装置を配置する必要がある。このような非破壊検査装置の運搬や配置を容易にするために、小型で軽量の非破壊検査装置が望まれる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、運搬や配置が容易になるように小型化かつ軽量化された非破壊検査装置により、検査対象物内の対象成分を検出できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するため、本発明による非破壊検査装置は、中性子発生部と、中性子遮蔽部と、ガンマ線検出器と、ガンマ線遮蔽部を備えるものであってよい。中性子発生部は、中性子を自発的に発生して放出し、又は、ＤＤ核融合反応またはＤＴ核融合反応により中性子を発生して放出する。前記中性子遮蔽部は、前記中性子発生部の少なくとも周囲から当該中性子発生部を覆うことにより当該周囲で前記中性子を遮蔽し、前記中性子発生部の前方側への前記中性子の放出を可能にする。前記ガンマ線検出器は、前記中性子発生部の前方側の検査対象物に入射した前記中性子により前記検査対象物内で発生したガンマ線を検出し、当該検出に関する検出信号を出力する。前記中性子発生部の後方から前方に向かう方向を前方向として、前記中性子遮蔽部と前記ガンマ線遮蔽部と前記ガンマ線検出器は、前方向に対する横方向に、この順に互いに横並びに配置されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、運搬や配置が容易になる程度に小型化かつ軽量化された非破壊検査装置により、検査対象物内の対象成分を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の実施形態による非破壊検査装置の構成例を示す。
図１Ａの１Ｂ－１Ｂ矢視平面図である。
図１Ａの１Ｃ－１Ｃ水平断面図である。
ガンマ線遮蔽部の形状の説明図である。
非破壊検査装置のより詳しい構成図である。
実施例の非破壊検査装置における各部の寸法を示す。
実施例の非破壊検査装置により得られたガンマ線のエネルギースペクトルを示す。
変更例１による非破壊検査装置の構成例を示す。
変更例２による非破壊検査装置の構成例１を示す。
変更例２による非破壊検査装置の構成例２を示す。
変更例２による非破壊検査装置の構成例３を示す。
変更例２による非破壊検査装置の構成例４を示す。
変更例３による非破壊検査装置の構成例を示す。
変更例４による非破壊検査装置における中性子源の配置例を示す。
変更例５による非破壊検査装置の構成例を示す。
図１２Ａの１２Ｂ－１２Ｂ水平断面図である。
変更例５による非破壊検査装置の他の構成例を示す。
変更例５による非破壊検査装置の他の構成例を示す。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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