特許 7644900 非破壊検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-03-05

(45)【発行日】2025-03-13

(54)【発明の名称】非破壊検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/22 20180101AFI20250306BHJP

【ＦＩ】

G01N23/22

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021059665

(22)【出願日】2021-03-31

(65)【公開番号】P2022156127

(43)【公開日】2022-10-14

【審査請求日】2024-03-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000220343

【氏名又は名称】株式会社トプコン

(73)【特許権者】

【識別番号】503359821

【氏名又は名称】国立研究開発法人理化学研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100187322

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 直輝

(72)【発明者】

【氏名】永野 繁憲

(72)【発明者】

【氏名】弥延 聡

(72)【発明者】

【氏名】矢島 明

(72)【発明者】

【氏名】愛甲 華子

(72)【発明者】

【氏名】石黒 哲

(72)【発明者】

【氏名】大竹 淑恵

(72)【発明者】

【氏名】若林 泰生

(72)【発明者】

【氏名】高村 正人

【審査官】藤本 加代子

(56)【参考文献】

【文献】韓国公開特許第１０－２０１９－０１３００９７（ＫＲ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２００９－００６１８４２（ＫＲ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０６７７０３８４（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２３／００－２３／２２７６

Ｇ０１Ｖ ５／００－５／１４

Ｇ０１Ｔ １／００－７／１２

Ａ６１Ｂ ６／００－６／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の照射方向に中性子線を照射可能な中性子照射部と、
前記照射方向と交差する所定の検出方向から入射する放射線を検出可能な放射線検出部と、
前記中性子照射部及び前記放射線検出部を覆い、前記照射方向上及び前記検出方向上に第１の開口部が形成された第１の筐体と、
前記第１の筐体の開口部を開閉する第１のシャッタと、
前記第１の筐体外の放射線量を検出する第１の線量検出部と、
前記第１の筐体内の放射線量を検出する第２の線量検出部と、
前記第１の線量検出部及び第２の線量検出部の少なくともいずれか一つにより検出された放射線量が所定の閾値を超えたときには前記第１のシャッタを開けることを禁止する制御部と、
を備える非破壊検査装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記第１の線量検出部及び前記第２の線量検出部により検出された放射線量がいずれも所定の閾値を超えていないことを条件に、検査時に前記第１のシャッタを開けるよう制御する
請求項１に記載の非破壊検査装置。

【請求項3】

前記中性子照射部は、
中性子線を放射する中性子線源と、
前記中性子線源を覆い、前記照射方向上に第２の開口部が形成された第２の筐体と、
前記第２の開口部を開閉する第２のシャッタと、
前記第２の筐体内の放射線量を検出する第３の線量検出部と、を有し、
前記制御部は、前記第１の線量検出部、前記第２の線量検出部、及び前記第３の線量検出部の少なくともいずれか一つにより検出された放射線量が所定の閾値を超えたときには前記第１のシャッタ及び前記第２のシャッタを開けることを禁止する
請求項１又は２に記載の非破壊検査装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記第１の線量検出部、前記第２の線量検出部、及び前記第３の線量検出部により検出された放射線量がいずれも前記所定の閾値を超えていないことを条件に、検査時に前記第１のシャッタ及び前記第２のシャッタを開けるよう制御する
請求項３に記載の非破壊検査装置。

【請求項5】

前記制御部は、検査時において前記第１のシャッタを前記第２のシャッタよりも先に開け、前記放射線検出部により中性子線照射前の放射線状態を検出した後、前記第２のシャッタを開けるよう制御する請求項４に記載の非破壊検査装置。

【請求項6】

前記中性子照射部は、
加速された荷電粒子線を出射可能な線形加速器と、
前記荷電粒子線が照射されることで中性子線を発生可能なターゲット部と、を有し、
前記制御部は、前記第１の線量検出部、前記第２の線量検出部の少なくともいずれか一つにより検出された放射線量が所定の閾値を超えたときには前記線形加速器からの荷電粒子の出射を禁止し、且つ前記第１のシャッタを開けることを禁止する
請求項１又は２に記載の非破壊検査装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記第１の線量検出部、及び前記第２の線量検出部により検出された放射線量がいずれも前記所定の閾値を超えていないことを条件に、検査時に前記第１のシャッタを開け、且つ前記線形加速器からの荷電粒子の出射を行うよう制御する
請求項６に記載の非破壊検査装置。

【請求項8】

前記制御部は、検査時において前記第１のシャッタを前記線形加速器からの荷電粒子の出射よりも先に開け、前記放射線検出部により中性子線照射前の放射線状態を検出した後、前記線形加速器からの荷電粒子の出射を行うよう制御する請求項７に記載の非破壊検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、中性子線を用いた被検査物の非破壊検査装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、道路、橋梁、トンネル、建築物等のインフラストラクチャー（以下、インフラ構造物という）の老朽化に対して、適切な維持管理、補修、更新が望まれている。

【0003】

このようなインフラ構造物の検査においては、物体に対して透過性を有するＸ線等の放射線を用いることで、被検査物を破壊することなく内部構造を解析することが可能な非破壊検査が行われている。

【0004】

特に近年においては、Ｘ線よりも透過性の高い中性子線を用いた非破壊検査装置も検討されている。例えば、特許文献１及び非特許文献１には、中性子線とその中性子線との反応で発生するガンマ（γ）線を利用してコンクリート内部の塩分濃度分布を得ることができる非破壊検査方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１１－８５４８１号公報

【非特許文献】

【0006】

【文献】理化学研究所/若林泰生・吉村雄一・水田真紀・池田裕二郎・大竹淑恵、「コンクリート内の非破壊塩分測定法NPGA日本工業出版 検査技術 2019年2月号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

中性子線を用いる特許文献１及び非特許文献１のような技術においては、現場で検査を行う作業者やその他周囲の者に対する放射線被爆を抑えたり、被爆量を管理したり、他者による放射線源を含む装置の誤用や悪用を防いだり、等の安全対策が必要である。

【0008】

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、被検査物に対して中性子線を用いて行う非破壊検査において、周囲への安全性を確保して検査を行うことができる非破壊検査装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記した目的を達成するために、本発明に係る非破壊検査装置は、所定の照射方向に中性子線を照射可能な中性子照射部と、前記照射方向と交差する所定の検出方向から入射する放射線を検出可能な放射線検出部と、前記中性子照射部及び前記放射線検出部を覆い、前記照射方向上及び前記検出方向上に第１の開口部が形成された第１の筐体と、前記第１の筐体の開口部を開閉する第１のシャッタと、前記第１の筐体外の放射線量を検出する第１の線量検出部と、前記第１の筐体内の放射線量を検出する第２の線量検出部と、前記第１の線量検出部及び第２の線量検出部の少なくともいずれか一つにより検出された放射線量が所定の閾値を超えたときには前記第１のシャッタを開けることを禁止する制御部と、を備える。

【0010】

また、上記非破壊検査装置として、前記制御部は、前記第１の線量検出部及び前記第２の線量検出部により検出された放射線量がいずれも所定の閾値を超えていないことを条件に、検査時に前記第１のシャッタを開けるよう制御してもよい。

【0011】

また、上記非破壊検査装置として、前記中性子照射部は、中性子線を放射する中性子線源と、前記中性子線源を覆い、前記照射方向上に第２の開口部が形成された第２の筐体と、
前記第２の開口部を開閉する第２のシャッタと、前記第２の筐体内の放射線量を検出する第３の線量検出部と、を有し、前記制御部は、前記第１の線量検出部、前記第２の線量検出部、及び前記第３の線量検出部の少なくともいずれか一つにより検出された放射線量が所定の閾値を超えたときには前記第１のシャッタ及び前記第２のシャッタを開けることを禁止してもよい。

【0012】

また、上記非破壊検査装置として、前記制御部は、前記第１の線量検出部、前記第２の線量検出部、及び前記第３の線量検出部により検出された放射線量がいずれも前記所定の閾値を超えていないことを条件に、検査時に前記第１のシャッタ及び前記第２のシャッタを開けるよう制御してもよい。

【0013】

また、上記非破壊検査装置として、前記制御部は、検査時において前記第１のシャッタを前記第２のシャッタよりも先に開け、前記放射線検出部により中性子線照射前の放射線状態を検出した後、前記第２のシャッタを開けるよう制御してもよい。

【0014】

また、上記非破壊検査装置として、前記中性子照射部は、加速された荷電粒子線を出射可能な線形加速器と、前記荷電粒子線が照射されることで中性子線を発生可能なターゲット部と、を有し、前記制御部は、前記第１の線量検出部、前記第２の線量検出部の少なくともいずれか一つにより検出された放射線量が所定の閾値を超えたときには前記線形加速器からの荷電粒子の出射を禁止し、且つ前記第１のシャッタを開けることを禁止してもよい。

【0015】

また、上記非破壊検査装置として、前記制御部は、前記第１の線量検出部、及び前記第２の線量検出部により検出された放射線量がいずれも前記所定の閾値を超えていないことを条件に、検査時に前記線形加速器からの荷電粒子の出射を行い、且つ前記第１のシャッタを開けるよう制御してもよい。

【0016】

また、上記非破壊検査装置として、前記制御部は、検査時において前記第１のシャッタを前記線形加速器からの荷電粒子の出射よりも先に開け、前記放射線検出部により中性子線照射前の放射線状態を検出した後、前記線形加速器からの荷電粒子の出射を行うよう制御してもよい。

【発明の効果】

【0017】

上記手段を用いる本発明によれば、被検査物に対して中性子線を用いて行う非破壊検査において、周囲への安全性を確保して検査を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の第１実施形態に係る非破壊検査システムを示す概略構成図である。

【図2】本発明の第２実施形態に係る非破壊検査システムを示す概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。

【0020】

（第１実施形態）
まず本発明の第１実施形態について説明する。

【0021】

図１は、本発明の第１実施形態に係る非破壊検査装置１の概略構成図である。以下これらの図に基づき本実施形態の非破壊検査装置１の構成について説明する。

【0022】

図１に示すように、本実施形態の非破壊検査装置１は、中性子照射部１０とガンマ線検出部（放射線検出部）２０が装置筐体（第１の筐体）３０内に設けられている。また、非破壊検査装置１は制御部４０を有し、当該制御部４０にはそれぞれの設置箇所において放射線量を検出する外部線量モニタ４１（第１の線量検出部）、内部線量モニタ４２（第２の線量検出部）、線源線量モニタ４３（第３の線量検出部）や、警報を行う警報器４４が接続されている。本実施形態では、非破壊検査装置１が被検査物であるコンクリートからなる橋Ｂ上に配置されている。

【0023】

中性子照射部１０は、中性子線源１１が線源筐体（第２の筐体）１２内に設けられている。本実施形態の中性子線源１１は自発的に放射状に中性子線を発生させる放射性同位体であり、例えば^２５２Ｃｆ線源である。

【0024】

線源筐体１２は、中空の略立方体形状をなしており、本実施形態では底面に中性子線の照射孔（第２の開口部）１２ａが形成されている。また線源筐体１２には、照射孔１２ａを開閉する線源シャッタ（第２のシャッタ）１３が設けられている。線源筐体１２及び線源シャッタ１３は例えば鉛、鉄等の中性子線を遮蔽可能な材料により形成されている。照射孔１２ａは例えば円孔であり、線源シャッタ１３は図示しないアクチュエータにより照射孔１２ａを開閉するよう線源筐体１２の底面上を摺動する開閉板部材である。

【0025】

このように構成された中性子照射部１０は、中性子線源１１から放射状に照射される中性子線のうち、照射孔１２ａが設けられている下方に向かう中性子線のみを外部に照射可能である。つまり、本実施形態では下方が中性子線の照射方向Ｄ１となる。そして、線源シャッタ１３の開閉により中性子線の照射と停止（非照射）を制御可能である。

【0026】

ガンマ線検出部２０は、ガンマ（γ）線を検出可能な検出器２１と、コリメータ２２と、可動軸２３と、を有している。

【0027】

検出器２１は、例えばゲルマニウム半導体検出器（Ｇｅ検出器）である。検出器２１の先端にはコリメータ２２が接続されており、検出器２１はコリメータ２２を介して入射されるガンマ線量を検出可能である。

【0028】

コリメータ２２は、例えば鉛、鉄等のガンマ線を遮蔽する材料からなる筒体であり、外部から入射されてくるガンマ線のうち検出器２１に向かう一方向のガンマ線に絞り込む機能を有する。つまり、本実施形態ではコリメータ２２の軸線方向がガンマ線の検出方向Ｄ２である。図１に示すように検出方向Ｄ２は照射方向Ｄ１上の一点で交わり、この交点が被検査物の橋Ｂ内部における検査位置Ｐとなる。この検査位置Ｐの塩分濃度が高いと検出器２１にて検出されるガンマ線量が通常よりも高くなる。

【0029】

検出器２１の後端部分には水平方向に延びる可動軸２３が設けられている。検出器２１はコリメータ２２と一体に、可動軸２３を軸として鉛直方向に揺動可能である。このように可動軸２３回りに検出器２１が揺動することで、照射方向Ｄ１上で検査位置Ｐを移動させることが可能である。

【0030】

装置筐体３０は、中性子照射部１０及びガンマ線検出部２０を覆っており、照射方向Ｄ１上及び検出方向Ｄ２上に開口部３０ａ（第１の開口部）が形成されている。

【0031】

詳しくは、装置筐体３０は、中空の略直方体形状をなしており、例えば鉛、鉄等の中性子線を遮蔽可能な材料により形成されている。装置筐体３０は、内部にて水平方向一側に中性子照射部１０が配置され、水平方向他側にガンマ線検出部２０が配置されている。

【0032】

そして、装置筐体３０の底面において、照射方向Ｄ１上及び検出方向Ｄ２上を開口内に含む開口部３０ａが形成されている。開口部３０ａは照射方向Ｄ１上及び検出方向Ｄ２上を開口内に含まれれば特に開口形状は限定されないが、例えば本実施形態では矩形孔とする。なお、当該開口部３０ａは、ガンマ線検出部２０が可動軸２３回りに揺動により検出方向Ｄ２が変化する範囲を含むように開口範囲が設計されている。

【0033】

また、装置筐体３０の底面には、開口部３０ａを開閉する外シャッタ３１（第１のシャッタ）が設けられている。外シャッタ３１は例えば鉛、鉄等の中性子線を遮蔽可能な材料により形成されている。外シャッタ３１は図示しないアクチュエータにより開口部３０ａを開閉するよう装置筐体３０の底面上を摺動する板材である。

【0034】

また、装置筐体３０の底面外側には、車輪３２が設けられており、装置筐体３０は橋Ｂ状を自由に移動可能である。なお、本実施形態では装置筐体３０に直接車輪３２が設けられているが、例えば車輪を有していない装置筐体３０を台車や移動体に載せることで移動可能としてもよい。

【0035】

本実施形態では、装置筐体３０の頂面外側に外部線量モニタ４１が設けられおり、外部線量モニタ４１は非破壊検査装置１の外部周辺の放射線量を検出する。また、装置筐体３０の頂面内側に内部線量モニタ４２が設けられており、内部線量モニタ４２は非破壊検査装置１の内部の放射線量を検出する。さらに、線源筐体１２の頂面内側に線源線量モニタ４３が設けられており、線源線量モニタ４３は線源筐体１２内の放射線量を検出する。

【0036】

各線量モニタ４１、４２、４３が検出可能な放射線には、例えばアルファ（α）線、ベータ（β）線、ガンマ（γ）線が含まれる。また、各線量モニタ４１、４２、４３は放射線量として空間線量率（マイクロシーベルト毎時（μSv/ｈ））を検出可能である。なお、検出可能な放射線の種類や放射線量はこれに限られるものではなく、人体の被爆量を検出できるものであればよい。

【0037】

警報器４４は、装置筐体３０の頂面外側に設けられており、非破壊検査装置１の周囲に対して警報を行う機能を有している。警報器４４における警報は、例えば警報音を発したり、危険を知らせる音声を発したり、警告灯を点灯又は点滅させたり、メッセージを表示したりする。また、警報器４４は、単に警報を発するのみではなく、警報後のアクションを指示したり、警報の理由を表示したり、してもよい。警報後のアクションとしては、例えば避難、周辺への避難勧告等、がある。

【0038】

制御部４０は、専用のコンピュータや、ソフトウエアがインストールされた汎用のコンピュータ等であり、図示しないが、例えば、演算処理を行う演算部、ガンマ線検出部２０により検出したガンマ線量や各線量モニタ４１、４２、４３で検出した放射線量等の情報を記憶可能な記憶部、演算結果等を表示可能な表示部、外部からの操作等を受け付ける入力部、外部と情報の通信が可能な通信部、等を有している。

【0039】

制御部４０は、各線量モニタ４１、４２、４３、線源シャッタ１３、外シャッタ３１、警報器４４と電気的に接続されている。制御部４０は、少なくとも非破壊検査装置１における安全に関する制御（以下、安全制御という）と、検査に関する制御（以下、検査制御という）を実行可能である。

【0040】

制御部４０は、安全制御において、各線量モニタ４１、４２、４３により検出された放射線量に応じて線源シャッタ１３、外シャッタ３１、及び警報器４４を制御する。

【0041】

具体的には、制御部４０は、各線量モニタ４１、４２、４３により検出された放射線量を取得し、いずれかの放射線量が所定の閾値を超えたときには、線源シャッタ１３及び外シャッタ３１を開けることを禁止し、警報器４４による警報を発する。なお上述した通りこの際に、警報だけでなく、警報後のアクションを指示したり、警報の理由を表示したり、してもよい。

【0042】

この所定の閾値は、例えば各線量モニタ４１、４２、４３のそれぞれに対応して設定されており、本実施形態では外部線量モニタ４１に対応する閾値を第１の閾値Ｔ１、内部線量モニタ４２に対応する閾値を第２の閾値Ｔ２、線源線量モニタ４３に対応する閾値を第３の閾値Ｔ３とする。特に第１の閾値Ｔ１は人体へ被爆量に関係する値に設定されている。そして、通常、中性子線源１１に近い線量モニタほど高い放射線量となることから、中性子線源１１に近い線量モニタに対応する閾値ほど高い値に設定されている。つまり、第１の閾値Ｔ１、第２の閾値Ｔ２、第３の閾値Ｔ３の順に大きい値となる（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３）。

【0043】

非破壊検査装置１に異常が発生したり、長期間の利用により装置自体が放射化したりすることで放射線量は増加することから、制御部４０は、各線量モニタ４１、４２、４３により検出された放射線量を監視し、対応する閾値Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を超えたときには線源シャッタ１３及び外シャッタ３１を開けることを禁止（ロック）し、警報を行うことで、安全性を確保する。

【0044】

制御部４０は、検査制御においては、主に線源シャッタ１３、外シャッタ３１、ガンマ線検出部２０を制御する。具体的には制御部４０は、各線量モニタにより検出された放射線量が所定の閾値を超えていないことを条件に、検査時に外シャッタ３１及び線源シャッタ１３を開ける。

【0045】

特に検査時において、制御部４０は外シャッタ３１を線源シャッタ１３よりも先に開ける。より具体的には、制御部４０は外シャッタ３１を開けて、ガンマ線検出部２０により中性子線照射前のガンマ線量を検出した後、線源シャッタ１３を開けて検査のための中性子線の照射を行う。

【0046】

制御部４０は、安全制御により安全性を確保した上で、検査制御による検査を行う。本実施形態の検査は、中性子照射部１０から被検査物に照射した中性子線に対して発生するガンマ線をガンマ線検出部２０により検出し、ガンマ線の検出量から検査位置Ｐの塩素の量（塩分濃度）を解析する。なお、具体的な被検査物における塩分濃度解析手法については、従来周知の手法を用いればよく、例えば上述の非特許文献１に記載のコリメート法やガンマ線強度比較法を用いる。

【0047】

以上のように本実施形態の非破壊検査装置１では、装置筐体３０により中性子照射部１０とガンマ線検出部２０を覆っており、装置筐体３０の内外及び線源筐体１２内に各線量モニタ４１、４２、４３を設けて、放射線量の監視を行っている。つまり、装置外への被爆量を監視したり、長期間の利用により装置自体の放射化を監視したりすることができる。

【0048】

そして、制御部４０が各線量モニタ４１、４２、４３の少なくともいずれか一つにより検出された放射線量が所定の閾値を超えたときには線源シャッタ１３及び外シャッタ３１を開けることを禁止することで、中性子照射部１０から装置筐体３０の外への中性子線の放出を防ぎ、周囲の被爆量の増加を抑えることができる。また、同時に警報器４４による警報を発することで、作業者等の周囲の者に注意を喚起することができる。

【0049】

そして、制御部４０は、検査時において、各線量モニタ４１、４２、４３により検出された放射線量がいずれも所定の閾値を超えていないことを条件に、線源シャッタ１３及び外シャッタ３１を開けるよう制御することで、安全性を確保した検査を実行することができる。

【0050】

特に、制御部４０は、検査時において、外シャッタ３１を開けて、ガンマ線検出部２０により中性子線照射前のガンマ線量を検出した後、線源シャッタ１３を開けるよう制御する。ガンマ線検出部２０は中性子照射部１０とともに装置筐体３０内に設けられていることから、検査時に中性子照射部１０の線源シャッタ１３を外シャッタ３１と同時又は先に開けてしまうと、ガンマ線検出部２０は装置筐体３０内のガンマ線量をベースとして検査を行ってしまうおそれがある。そこで、検査時には外シャッタ３１を線源シャッタ１３よりも先に開けて、ガンマ線検出部２０により装置筐体３０外部のガンマ線量を検出した後に、線源シャッタ１３を開けることで、より正確なガンマ線量を検出することができ、検査の精度を向上させることができる。また、外シャッタ３１を開けてガンマ線検出部２０により中性子線照射前のガンマ線量を正常に検出できなかった場合には、この時点で検査を中止すれば、余計な中性子線の照射による被爆を防ぐことができ、より安全性を確保することができる。

【0051】

（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について説明する。

【0052】

図２は、本発明の第２実施形態に係る非破壊検査装置２の概略構成図である。以下これらの図に基づき第２実施形態の非破壊検査装置２の構成について説明する。なお、第１実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付して、詳しい説明を省略する。

【0053】

第１実施形態の中性子照射部１０は中性子線源１１を用いたものであったが、第２実施形態の中性子照射部５０は線形加速器５２を用いている点が異なる。また、第２実施形態の非破壊検査装置２は線源線量モニタを有していない。

【0054】

中性子照射部５０は、電源部５１、荷電粒子線である陽子ビーム（プロトンビーム）を出射する線形加速器５２、偏向部５３、ターゲット部５４、照射コリメータ５５を有している。

【0055】

詳しくは、電源部５１は、各部に電力を供給する発電機である。電源部５１の発電機は、少なくとも荷電粒子である陽子（プロトン）を発生可能な発電性能を備え、電圧変動が少なく、高調波電流に耐えられるものが好ましい。また、電源部５１は、発電機が発電した電力を蓄電可能なバッテリを有していてもよい。

【0056】

線形加速器５２は、陽子を出射するイオン源５２ａを有し、当該イオン源５２ａから円筒状の加速部５２ｂを介して偏向部５３に接続されている。加速部５２ｂは、イオン源５２ａで発生した陽子を加速し、陽子ビームとして偏向部５３に照射する。

【0057】

偏向部５３は、線形加速器５２から照射された陽子ビームを、磁力により陽子ビームの入射方向に対して、略垂直方向に偏向しターゲット部５４に向けて出射する。偏向部５３は、例えば２つの対向する磁石を有し、対向する磁石の間に磁場を有する。磁石は電磁石であり、電磁石に流す電流を制御することで、磁石間に所定の磁束密度の磁場を形成することができる。なお、磁石は磁束密度を確保できれば永久磁石を用いてもよい。

【0058】

ターゲット部５４は、陽子と衝突して中性子線を生じるものであり、例えばベリリウムを含んで形成されている。ターゲット部５４には、ターゲット部５４から発生した中性子線のうち所定方向の中性子線を選択する照射コリメータ５５が接続されている。照射コリメータ５５によって、照射される中性子線の指向性を高めることができる。中性子線の照射方向Ｄ１は第１実施形態と同様に装置下方である。なお、線形加速器５２からターゲット部５４までは、荷電粒子の飛翔を妨げないようにその経路は高真空状態を維持可能な構造となっている。

【0059】

このように構成された中性子照射部５０は、制御部６０と電気的に接続されている。制御部６０は、イオン源５２ａにおける陽子を出射させるタイミングを制御することで、任意のタイミングで中性子照射部５０から中性子線を照射させることが可能である。

【0060】

第２実施形態の制御部６０は、中性子照射部５０の他に、外部線量モニタ４１、内部線量モニタ４２、外シャッタ３１、警報器４４と電気的に接続されている。制御部６０は、非破壊検査装置２における安全に関する制御（以下、安全制御という）と、検査に関する制御（以下、検査制御という）を実行可能である。

【0061】

制御部６０は、安全制御において、各線量モニタ４１、４２により検出された放射線量に応じてイオン源５２ａ、外シャッタ３１、及び警報器４４を制御する。

【0062】

具体的には、制御部６０は、各線量モニタ４１、４２により検出された放射線量を取得し、いずれかの放射線量が所定の閾値を超えたときには、イオン源５２ａによる陽子の出射を禁止し、且つ外シャッタ３１を開けることを禁止し、警報器４４による警報を発する。この所定の閾値に関しては第１実施形態と同様であり、説明を省略する。

【0063】

制御部６０は、検査制御においては、主にイオン源５２ａ、外シャッタ３１、ガンマ線検出部２０を制御する。具体的には制御部６０は、各線量モニタ４１、４２により検出された放射線量が所定の閾値を超えていないことを条件に、検査時に外シャッタ３１を開けてイオン源５２ａから陽子を出射させる。

【0064】

特に検査時において、制御部６０は外シャッタ３１をイオン源５２ａによる陽子の出射よりも先に開ける。より具体的には、制御部６０は外シャッタ３１を開けて、ガンマ線検出部２０により中性子線照射前のガンマ線量を検出した後、イオン源５２ａによる陽子の出射を行う。その他の検査手法等は第１実施形態と同様であり説明を省略する。

【0065】

以上のように第２実施形態の非破壊検査装置２では、装置筐体３０により中性子照射部５０とガンマ線検出部２０を覆っており、装置筐体３０の内外に各線量モニタ４１、４２を設けて、放射線量の監視を行っている。つまり、装置外への被爆量を監視したり、長期間の利用により装置自体の放射化を監視したりすることができる。

【0066】

そして、制御部６０が各線量モニタ４１、４２の少なくともいずれかにより検出された放射線量が所定の閾値を超えたときにはイオン源５２ａによる陽子の発生及び外シャッタ３１を開けることを禁止することで、中性子照射部１０から装置筐体３０の外への中性子線の放出を防ぎ、周囲の被爆量の増加を抑えることができる。また、同時に警報器４４による警報を発することで、作業者等の周囲の者に注意を喚起することができる。

【0067】

そして、制御部６０は、検査時において、各線量モニタ４１、４２により検出された放射線量がいずれも所定の閾値を超えていないことを条件に、外シャッタ３１を開け、イオン源５２ａによる陽子の出射を行うことで、安全性を確保した検査を実行することができる。

【0068】

特に、制御部６０は、検査時において、外シャッタ３１を開けて、ガンマ線検出部２０により中性子線照射前のガンマ線量を検出した後、イオン源５２ａによる陽子の出射を行うよう制御する。ガンマ線検出部２０は中性子照射部１０とともに装置筐体３０内に設けられていることから、検査時に中性子照射部１０のイオン源５２ａによる陽子の発生を外シャッタ３１と同時又は先に行ってしまうと、ガンマ線検出部２０は装置筐体３０内のガンマ線量をベースとして検査を行ってしまうおそれがある。そこで、検査時には外シャッタ３１をイオン源５２ａによる陽子の出射よりも先に開けて、ガンマ線検出部２０により装置筐体３０外部のガンマ線量を検出した後に、イオン源５２ａによる陽子の出射を行うことで、より正確なガンマ線量を検出することができ、検査の精度を向上させることができる。また、外シャッタ３１を開けてガンマ線検出部２０により中性子線照射前のガンマ線量を正常に検出できなかった場合には、この時点で検査を中止すれば、余計な中性子線の照射による被爆を防ぐことができ、より安全性を確保することができる。

【0069】

以上で本発明の各実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれらの実施形態に限定されるものではない。

【0070】

上記実施形態では、橋Ｂを被検査物として説明しているが、被検査物はこれに限られるものではない。例えば、道路、建物やトンネルの壁や、柱等、その他のコンクリート構造物に適用可能である。

【0071】

また、上記実施形態では、中性子線の照射方向を装置下方としているが、中性子線の照射方向はこれに限られるものではない。例えば被検査物が壁や柱である場合には、中性子線の照射方向を水平方向とするのが好ましく、そのような場合は装置筐体の側面に開口部を有する構成とすればよい。

【0072】

また、中性子線の照射方向は１方向に限られず複数方向に中性子線を照射可能としてもよい。例えば装置筐体の底面と側面に開口部を形成し、被検査物に応じて中性子線の照射方向を下方と水平方向とに切替可能としてもよい。

【0073】

上記実施形態の非破壊検査装置は、ガンマ線検出部を１つのみ備えた構成であるが、ガンマ線検出部の数は１つに限られない。装置筐体内に収納可能であれば２つ以上のガンマ線検出部を備えてもよい。

【0074】

また、上記実施形態では、ガンマ線検出部によりガンマ線を検出して塩分濃度分布を解析しているが、検出する放射線はガンマ線に限られるものではない。例えば、中性子線を照射された被検査物から発生する熱中性子を検出して被検査物内の空隙や水分を検出する非破壊検査装置であってもよい。

【0075】

また、上記実施形態では、所定の閾値を超えた場合に線源シャッタ１３及び外シャッタ３１を開けることを禁止し、警報器４４による警報を発していたが、他の閾値を設定してもよい。例えば、上記第１実施形態の構成において、線源線量モニタ４３により検出される放射線量は中性子線源１１が放射する中性子線のエネルギーにも相関することから、制御部４０は第４の閾値Ｔ４を設定し、線源線量モニタ４３により検出される放射線量が第４の閾値を下回った場合にも、線源シャッタ１３及び外シャッタ３１を開けることを禁止し、警報器４４による警報を発してもよい。これにより、中性子線源１１のエネルギー不足による検査の精度低下や無駄な検査を防止できる。また、これにより中性子線源の交換時期を作業者等に知らせることができる。

【符号の説明】

【0076】

１、２ 非破壊検査装置
１０、５０ 中性子照射部
１０ａ 照射孔（第２の開口部）
１１ 中性子線源
１２ 線源筐体（第２の筐体）
１３ 線源シャッタ（第２のシャッタ）
２０ ガンマ線検出部（放射線検出部）
２１ 検出器
２２ コリメータ
２３ 可動軸
３０ 装置筐体（第１の筐体）
３０ａ 開口部（第１の開口部）
３１ 外シャッタ（第１のシャッタ）
３２ 車輪
４０、６０ 制御部
４１ 外部線量モニタ（第１の線量検出部）
４２ 内部線量モニタ（第２の線量検出部）
４３ 線源線量モニタ（第３の線量検出部）
４４ 警報器
５１ 電源部
５２ 線形加速器
５２ａ イオン源
５２ｂ 加速部
５３ 偏向部
５４ ターゲット部
５５ 照射コリメータ

【図1】

【図2】