JP2001194324A - 中性子による検出物の検出方法並びにこれに用いる検出装置及び試験体 - Google Patents
中性子による検出物の検出方法並びにこれに用いる検出装置及び試験体Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 取扱が容易で検出物の位置又は量を検出する
ことの可能な中性子による検出物の検出方法及びこれに
用いる検出装置を提供すること。 【解決手段】 標識元素を含む鉄筋Ｔ１をコンクリート
Ｃに介在させた鉄筋コンクリート構造物Ｓ１に中性子Ｎ
を照射する。スリット２２を通過するガンマ線γをガン
マ線スペクトロメーター２３で検出するガンマ線検出器
２０を構造物Ｓ１前に配置し、標識元素に特有である特
定エネルギーガンマ線の強度により鉄筋Ｔ１の位置又は
量を検出する。鉄筋の代わりに標識元素としてボロン等
を含むグラウト等の充填状況を検査することも可能であ
る。また、構造物Ｓ１に発生した亀裂等に標識元素を含
む充填材を充填することで、亀裂等の位置や大きさを調
べることができる。
ことの可能な中性子による検出物の検出方法及びこれに
用いる検出装置を提供すること。 【解決手段】 標識元素を含む鉄筋Ｔ１をコンクリート
Ｃに介在させた鉄筋コンクリート構造物Ｓ１に中性子Ｎ
を照射する。スリット２２を通過するガンマ線γをガン
マ線スペクトロメーター２３で検出するガンマ線検出器
２０を構造物Ｓ１前に配置し、標識元素に特有である特
定エネルギーガンマ線の強度により鉄筋Ｔ１の位置又は
量を検出する。鉄筋の代わりに標識元素としてボロン等
を含むグラウト等の充填状況を検査することも可能であ
る。また、構造物Ｓ１に発生した亀裂等に標識元素を含
む充填材を充填することで、亀裂等の位置や大きさを調
べることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、検出物を基材中に
介在させた試験体に中性子を照射し、検出物の位置又は
その有無を検出する中性子による検出物の検出方法並び
にこれに用いる検出装置及び試験体に関する。さらに詳
しくは、例えばＰＣコンクリート構造物のグラウト充填
状況やコンクリート構造物の鉄筋検査に用いることの可
能な中性子による検出物の検出方法並びにこれに用いる
検出装置及び試験体に関する。
介在させた試験体に中性子を照射し、検出物の位置又は
その有無を検出する中性子による検出物の検出方法並び
にこれに用いる検出装置及び試験体に関する。さらに詳
しくは、例えばＰＣコンクリート構造物のグラウト充填
状況やコンクリート構造物の鉄筋検査に用いることの可
能な中性子による検出物の検出方法並びにこれに用いる
検出装置及び試験体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＰＣコンクリート構造物のグラウ
ト充填状況を検査するにあたっては、例えば、特開平１
０−５４１４０号公報に記載の如く、ＰＣ鋼線の一端側
を打撃し、その他端側から音響信号を受信する方法が知
られている。同方法では、ＰＣ鋼線の周囲にグラウトが
充填されているか否かで、音響信号の成分が異なり、こ
れによってグラウトの充填状況を把握している。
ト充填状況を検査するにあたっては、例えば、特開平１
０−５４１４０号公報に記載の如く、ＰＣ鋼線の一端側
を打撃し、その他端側から音響信号を受信する方法が知
られている。同方法では、ＰＣ鋼線の周囲にグラウトが
充填されているか否かで、音響信号の成分が異なり、こ
れによってグラウトの充填状況を把握している。
【０００３】しかし、同音響信号を利用した方法では、
ＰＣ鋼線の全長にわたってグラウトの充填状況を把握で
きるにすぎず、部分的な充填状況を把握することはでき
ない。
ＰＣ鋼線の全長にわたってグラウトの充填状況を把握で
きるにすぎず、部分的な充填状況を把握することはでき
ない。
【０００４】一方、鉄筋コンクリート構造物における鉄
筋の位置を検出するにあたっては、例えば、特開平１１
−１６０２５４号公報に記載の如く、構造物に照射器か
ら放射線を照射し、照射器と一定の角度をもって配置し
た検出器によりコンプトン散乱線を検出している。
筋の位置を検出するにあたっては、例えば、特開平１１
−１６０２５４号公報に記載の如く、構造物に照射器か
ら放射線を照射し、照射器と一定の角度をもって配置し
た検出器によりコンプトン散乱線を検出している。
【０００５】しかし、同放射線を利用した方法では、大
きな線源と検出器の角度を厳密に固定する必要があって
取扱が不便である。また、コンクリートによる放射線の
減衰も大きく、鮮明な映像を得難い。
きな線源と検出器の角度を厳密に固定する必要があって
取扱が不便である。また、コンクリートによる放射線の
減衰も大きく、鮮明な映像を得難い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来の実情に鑑
みて、本発明の目的は、取扱が容易で検出物の位置又は
量を検出することの可能な中性子による検出物の検出方
法並びにこれに用いる検出装置及び試験体を提供するこ
とにある。
みて、本発明の目的は、取扱が容易で検出物の位置又は
量を検出することの可能な中性子による検出物の検出方
法並びにこれに用いる検出装置及び試験体を提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る中性子による検出物の検出方法の特徴
は、標識元素を含む検出物を基材中に介在させた試験体
に中性子を照射し、スリットを通過するガンマ線をガン
マ線スペクトロメーターで検出するガンマ線検出器を前
記試験体前に配置し、前記標識元素に特有である特定エ
ネルギーガンマ線の強度により前記検出物の位置又は量
又は位置及び量を検出することにある。
め、本発明に係る中性子による検出物の検出方法の特徴
は、標識元素を含む検出物を基材中に介在させた試験体
に中性子を照射し、スリットを通過するガンマ線をガン
マ線スペクトロメーターで検出するガンマ線検出器を前
記試験体前に配置し、前記標識元素に特有である特定エ
ネルギーガンマ線の強度により前記検出物の位置又は量
又は位置及び量を検出することにある。
【０００８】同本発明の特徴方法によれば、エックス線
線源ではなく中性子線源を用いているので、その取扱が
容易である。また、本発明によれば、中性子を照射する
ことにより全方向に散乱されるガンマ線を検出器により
捉えれば足りるので、中性子線源とガンマ線検出器との
配置の自由度が高く、コンプトン散乱の場合に比べて取
扱が容易である。しかも、同方法によれば検出物の画像
情報は基材によっても減衰し難く、エックス線線源を用
いた場合に比較して鮮明な画像が得られる。
線源ではなく中性子線源を用いているので、その取扱が
容易である。また、本発明によれば、中性子を照射する
ことにより全方向に散乱されるガンマ線を検出器により
捉えれば足りるので、中性子線源とガンマ線検出器との
配置の自由度が高く、コンプトン散乱の場合に比べて取
扱が容易である。しかも、同方法によれば検出物の画像
情報は基材によっても減衰し難く、エックス線線源を用
いた場合に比較して鮮明な画像が得られる。
【０００９】本発明は、例えば前記試験体がＰＣコンク
リート構造物であり、前記検出物が標識元素を分散させ
たグラウトである場合に用いられる。
リート構造物であり、前記検出物が標識元素を分散させ
たグラウトである場合に用いられる。
【００１０】また、本発明は、例えば前記試験体が亀裂
等の損傷を有し、前記検出物が流動性の充填材であり、
この充填材を前記損傷部分に充填すると共に前記ガンマ
線検出器で前記試験体を走査して前記充填材の充填位置
を検出することにより前記損傷の配置を検出する場合に
も用いられる。
等の損傷を有し、前記検出物が流動性の充填材であり、
この充填材を前記損傷部分に充填すると共に前記ガンマ
線検出器で前記試験体を走査して前記充填材の充填位置
を検出することにより前記損傷の配置を検出する場合に
も用いられる。
【００１１】前記標識元素としては、例えばボロン又は
ガドリウムを好適に用いることができる。
ガドリウムを好適に用いることができる。
【００１２】また、本発明は、例えば前記標識元素及び
前記検出物が鉄筋又はＰＣ鋼線等の鋼材であり、前記基
材がコンクリートである場合にも用いられる。
前記検出物が鉄筋又はＰＣ鋼線等の鋼材であり、前記基
材がコンクリートである場合にも用いられる。
【００１３】前記中性子の線源と前記ガンマ線検出器と
は、これら双方の位置合わせ等の取扱便宜上、前記試験
体の同じ側に配置することが望ましい。
は、これら双方の位置合わせ等の取扱便宜上、前記試験
体の同じ側に配置することが望ましい。
【００１４】一方、上記特徴に記載の中性子による検出
物の検出方法に用いる検出装置の特徴構成は、試験体に
中性子を照射する中性子線源と、スリットを通過するガ
ンマ線をガンマ線スペクトロメーターで検出するガンマ
線検出器と、前記試験体に対して前記ガンマ線検出器を
相対移動させる移動機構とを備え、前記中性子線源と前
記ガンマ線検出器とを前記試験体の同じ側に配置可能に
構成したことにある。
物の検出方法に用いる検出装置の特徴構成は、試験体に
中性子を照射する中性子線源と、スリットを通過するガ
ンマ線をガンマ線スペクトロメーターで検出するガンマ
線検出器と、前記試験体に対して前記ガンマ線検出器を
相対移動させる移動機構とを備え、前記中性子線源と前
記ガンマ線検出器とを前記試験体の同じ側に配置可能に
構成したことにある。
【００１５】また、上記特徴に記載の中性子による検出
物の検出方法に用いる試験体の特徴構成は、当該試験体
がコンクリート構造物又は岩石等の構造物であり、中性
子の吸収により特定エネルギーガンマ線を放出する標識
元素をグラウト等の硬化性充填材に混入して検出物を作
成し、当該構造物中に存在する孔、隙間、損傷等の空洞
に前記検出物を充填したことにある。例えば、人造構造
物であるＰＣコンクリートの場合、空洞の一例である孔
としてはシース管内の孔が該当し、天然構造物である岩
石の場合、空洞の一例である損傷としては亀裂等が該当
する。
物の検出方法に用いる試験体の特徴構成は、当該試験体
がコンクリート構造物又は岩石等の構造物であり、中性
子の吸収により特定エネルギーガンマ線を放出する標識
元素をグラウト等の硬化性充填材に混入して検出物を作
成し、当該構造物中に存在する孔、隙間、損傷等の空洞
に前記検出物を充填したことにある。例えば、人造構造
物であるＰＣコンクリートの場合、空洞の一例である孔
としてはシース管内の孔が該当し、天然構造物である岩
石の場合、空洞の一例である損傷としては亀裂等が該当
する。
【００１６】
【発明の効果】このように、上記本発明に係る中性子に
よる検出物の検出方法、検出装置及び試験体の特徴によ
れば、中性子線源及びガンマ線検出器の取扱が容易で検
出物の位置又はその有無を精度よく検出することが可能
となった。
よる検出物の検出方法、検出装置及び試験体の特徴によ
れば、中性子線源及びガンマ線検出器の取扱が容易で検
出物の位置又はその有無を精度よく検出することが可能
となった。
【００１７】
【発明の実施の形態】まず、添付図面の図１〜４を参照
しながら、本発明の第一実施形態をさらに詳しく説明す
る。
しながら、本発明の第一実施形態をさらに詳しく説明す
る。
【００１８】図１は、鉄筋コンクリート構造物Ｓ１のコ
ンクリートＣ中に介在する複数の鉄筋Ｔ１の位置を検出
するためのガンマ線検出装置２の横断面図である。この
ガンマ線検出装置２は、大略、鉄筋コンクリート構造物
Ｓ１に中性子Ｎを照射する線源容器１０と、中性子Ｎが
鉄筋Ｔ１に吸収されて鉄筋Ｔ１から発生するガンマ線γ
を検出しカウントするガンマ線検出器２０と、これら線
源容器１０及びガンマ線検出器２０を上下左右に移動さ
せる移動機構３０とを備えている。すなわち、線源容器
１０とガンマ線検出器２０とは、検査の便宜上鉄筋コン
クリート構造物Ｓ１の同じ側に位置させてある。
ンクリートＣ中に介在する複数の鉄筋Ｔ１の位置を検出
するためのガンマ線検出装置２の横断面図である。この
ガンマ線検出装置２は、大略、鉄筋コンクリート構造物
Ｓ１に中性子Ｎを照射する線源容器１０と、中性子Ｎが
鉄筋Ｔ１に吸収されて鉄筋Ｔ１から発生するガンマ線γ
を検出しカウントするガンマ線検出器２０と、これら線
源容器１０及びガンマ線検出器２０を上下左右に移動さ
せる移動機構３０とを備えている。すなわち、線源容器
１０とガンマ線検出器２０とは、検査の便宜上鉄筋コン
クリート構造物Ｓ１の同じ側に位置させてある。
【００１９】線源容器１０はポリエチレン製の中性子吸
収材１１内の凹部に遮蔽材１２を設け、その内部に中性
子線源１３を収納し、さらに中性子Ｎの照射側に同じく
ポリエチレン製の減速材１４を設けて成る。中性子線源
１３としては、例えば、放射性同位元素のカリフォルニ
ウム２５２を用いることができる。
収材１１内の凹部に遮蔽材１２を設け、その内部に中性
子線源１３を収納し、さらに中性子Ｎの照射側に同じく
ポリエチレン製の減速材１４を設けて成る。中性子線源
１３としては、例えば、放射性同位元素のカリフォルニ
ウム２５２を用いることができる。
【００２０】ガンマ線検出器２０は、大略、鉛ブロック
２１で構成されたコリメーターのスリット２２によりガ
ンマ線γの視野角を絞り、この絞られたガンマ線γをガ
ンマ線スペクトロメーター２３によりカウントしてい
る。ガンマ線スペクトロメーター２３は、ゲルマニウム
検出器２４，プリアンプ２５及びこれらを冷却する液体
窒素を収納する液体窒素容器２６を有している。図１，
４に示す如く、鉄筋Ｔ１の長手方向にスリット２２が沿
い検出感度が向上するように、鉛ブロック２１をなす２
つの前ブロック２１ａ，２１ａを横に並べてスリット２
２を形成してある。すなわち、コリメーターのスリット
２２は走査方向に対して直交させ、且つ、検査体が長尺
物である場合は、スリット２２を長尺物の長手方向に沿
わせることが検出精度上望ましい。ゲルマニウム検出器
２４に対する側方からのガンマ線γは２つの横ブロック
２１ｂ，２１ｂにより遮蔽し、さらに前ブロック２１
ａ，横ブロック２１ｂ上に上ブロック２１ｃを載置して
上方からのノイズも遮断してある。
２１で構成されたコリメーターのスリット２２によりガ
ンマ線γの視野角を絞り、この絞られたガンマ線γをガ
ンマ線スペクトロメーター２３によりカウントしてい
る。ガンマ線スペクトロメーター２３は、ゲルマニウム
検出器２４，プリアンプ２５及びこれらを冷却する液体
窒素を収納する液体窒素容器２６を有している。図１，
４に示す如く、鉄筋Ｔ１の長手方向にスリット２２が沿
い検出感度が向上するように、鉛ブロック２１をなす２
つの前ブロック２１ａ，２１ａを横に並べてスリット２
２を形成してある。すなわち、コリメーターのスリット
２２は走査方向に対して直交させ、且つ、検査体が長尺
物である場合は、スリット２２を長尺物の長手方向に沿
わせることが検出精度上望ましい。ゲルマニウム検出器
２４に対する側方からのガンマ線γは２つの横ブロック
２１ｂ，２１ｂにより遮蔽し、さらに前ブロック２１
ａ，横ブロック２１ｂ上に上ブロック２１ｃを載置して
上方からのノイズも遮断してある。
【００２１】移動機構３０の基礎部分は、基台３１に移
動機構３０を左右へ走行させる４つの車輪３２を設け、
さらに連動して駆動する４本の昇降ねじ３３を上方に突
出させ、昇降台３４の４角でボールねじよりなる雌ねじ
部３５を昇降ねじ３３に螺合させて成る。昇降台３４の
上面には傾斜台３６を載置してあり、この傾斜台３６は
その左右のヒンジ３７，３７のうち一方を選択的に用い
ることで、昇降台３４に対し傾斜台３６を傾斜させるこ
とが可能である。なお、傾斜角度は図示しない治具によ
り定められる。傾斜台３６上には線源容器１０を載置し
てあり、さらにスライド台３８及び回転台３９を介して
ガンマ線検出器２０をも載置してある。
動機構３０を左右へ走行させる４つの車輪３２を設け、
さらに連動して駆動する４本の昇降ねじ３３を上方に突
出させ、昇降台３４の４角でボールねじよりなる雌ねじ
部３５を昇降ねじ３３に螺合させて成る。昇降台３４の
上面には傾斜台３６を載置してあり、この傾斜台３６は
その左右のヒンジ３７，３７のうち一方を選択的に用い
ることで、昇降台３４に対し傾斜台３６を傾斜させるこ
とが可能である。なお、傾斜角度は図示しない治具によ
り定められる。傾斜台３６上には線源容器１０を載置し
てあり、さらにスライド台３８及び回転台３９を介して
ガンマ線検出器２０をも載置してある。
【００２２】スライド台３８とヒンジ３７との間にはス
ライド台３８を線源容器１０に対して鉄筋コンクリート
構造物Ｓ１の表面に沿う水平方向に図示しないねじ送り
機構で移動可能である。また、ガンマ線検出器２０を載
置する回転台３９はスライド台３８に対して垂直軸周り
で図示しないねじ送り機構により回転可能である。
ライド台３８を線源容器１０に対して鉄筋コンクリート
構造物Ｓ１の表面に沿う水平方向に図示しないねじ送り
機構で移動可能である。また、ガンマ線検出器２０を載
置する回転台３９はスライド台３８に対して垂直軸周り
で図示しないねじ送り機構により回転可能である。
【００２３】図３は本発明に係るガンマ線検出システム
１のブロック図を示し、このガンマ線検出システム１
は、ガンマ線検出装置２と制御装置３とを備えている。
ガンマ線検出装置２には先のガンマ線スペクトロメータ
ー２３の他、車輪３２，昇降ねじ３３及び上記図示しな
いねじ送り機構を駆動させる複数のモーター６と、各モ
ーター６の駆動量を検出するロータリーエンコーダー７
とを備えている。ガンマ線検出装置２及び制御装置３間
の入出力はケーブルで接続されており、制御装置３には
制御用のパーソナルコンピュータ９が設けられている。
１のブロック図を示し、このガンマ線検出システム１
は、ガンマ線検出装置２と制御装置３とを備えている。
ガンマ線検出装置２には先のガンマ線スペクトロメータ
ー２３の他、車輪３２，昇降ねじ３３及び上記図示しな
いねじ送り機構を駆動させる複数のモーター６と、各モ
ーター６の駆動量を検出するロータリーエンコーダー７
とを備えている。ガンマ線検出装置２及び制御装置３間
の入出力はケーブルで接続されており、制御装置３には
制御用のパーソナルコンピュータ９が設けられている。
【００２４】ガンマ線スペクトロメーター２３のゲルマ
ニウム検出器２４により受信されたガンマ線の信号はプ
リアンプ２５により増幅され、Ａ／Ｄコンバーター４を
介してパーソナルコンピュータ９に入力される。一方、
パーソナルコンピュータ９内のプログラムはモータード
ライバー５を介してモーター６を駆動し、その駆動量が
ロータリーエンコーダー７及びＡ／Ｄコンバーター８を
介してパーソナルコンピュータ９にフィードバックされ
る。そして、移動機構３０の位置情報と連動させて各位
置におけるガンマ線の信号をパーソナルコンピュータ９
により処理し、モニター９ａに表示する。
ニウム検出器２４により受信されたガンマ線の信号はプ
リアンプ２５により増幅され、Ａ／Ｄコンバーター４を
介してパーソナルコンピュータ９に入力される。一方、
パーソナルコンピュータ９内のプログラムはモータード
ライバー５を介してモーター６を駆動し、その駆動量が
ロータリーエンコーダー７及びＡ／Ｄコンバーター８を
介してパーソナルコンピュータ９にフィードバックされ
る。そして、移動機構３０の位置情報と連動させて各位
置におけるガンマ線の信号をパーソナルコンピュータ９
により処理し、モニター９ａに表示する。
【００２５】鉄筋コンクリート構造物Ｓ１の表面に対す
るガンマ線検出器２０の水平方向に対する数センチ〜数
十センチメートルの相対移動は、傾斜台３６及びスライ
ド台３８間のねじ送り機構による水平移動、又は、スラ
イド台３８及び回転台３９間のねじ送り機構による回転
移動により行うと良い。それ以上の移動は先の３２によ
り行う。鉄筋Ｔ１の材料である鉄は中性子Ｎの照射によ
り３５２ｋｅＶのガンマ線γを放出する。したがって、
縦又は横軸の一方に鉄筋コンクリート構造物Ｓ１及びガ
ンマ線検出器２０間の相対位置を、他方に特定エネルギ
ー値３５２ｋｅＶのガンマ線γの強度を割り付け、各相
対位置での当該特定エネルギー値における強度をプロッ
トすることにより、当該特定エネルギー値が最も大きい
位置をもって鉄筋の中心位置と推定することが可能であ
る。
るガンマ線検出器２０の水平方向に対する数センチ〜数
十センチメートルの相対移動は、傾斜台３６及びスライ
ド台３８間のねじ送り機構による水平移動、又は、スラ
イド台３８及び回転台３９間のねじ送り機構による回転
移動により行うと良い。それ以上の移動は先の３２によ
り行う。鉄筋Ｔ１の材料である鉄は中性子Ｎの照射によ
り３５２ｋｅＶのガンマ線γを放出する。したがって、
縦又は横軸の一方に鉄筋コンクリート構造物Ｓ１及びガ
ンマ線検出器２０間の相対位置を、他方に特定エネルギ
ー値３５２ｋｅＶのガンマ線γの強度を割り付け、各相
対位置での当該特定エネルギー値における強度をプロッ
トすることにより、当該特定エネルギー値が最も大きい
位置をもって鉄筋の中心位置と推定することが可能であ
る。
【００２６】次に、図５，６，８及び９を参照しなが
ら、本発明の第二実施形態について説明する。なお、第
一実施形態と同様の部材については同様の符号を付して
ある。
ら、本発明の第二実施形態について説明する。なお、第
一実施形態と同様の部材については同様の符号を付して
ある。
【００２７】本実施形態では、試験体としてＰＣ鋼線Ｔ
２によりコンクリートＣにあらかじめ圧縮応力を加える
ＰＣコンクリート構造物Ｓ２を用いている。このＰＣ鋼
線Ｔ２はコンクリートＣの成型時にあらかじめ水平又は
傾斜姿勢で設置されるシース管Ｔｂ内に挿入され、コン
クリートＣの成形後にテンションを付与される。また、
シース管Ｔｂ内にはグラウトＴ３の腐食を防ぐためにグ
ラウトＴ３を注入し硬化させている。しかし、実際の現
場ではグラウトＴ３の注入が不完全なこともあり、本実
施形態ではグラウトＴ３にあらかじめ標識元素を混入し
てからシース管Ｔｂ内に注入し、その後にグラウトＴ３
の注入状況を上記ガンマ線検出システム１及びガンマ線
検出装置２を用いて検査することを目的としている。
２によりコンクリートＣにあらかじめ圧縮応力を加える
ＰＣコンクリート構造物Ｓ２を用いている。このＰＣ鋼
線Ｔ２はコンクリートＣの成型時にあらかじめ水平又は
傾斜姿勢で設置されるシース管Ｔｂ内に挿入され、コン
クリートＣの成形後にテンションを付与される。また、
シース管Ｔｂ内にはグラウトＴ３の腐食を防ぐためにグ
ラウトＴ３を注入し硬化させている。しかし、実際の現
場ではグラウトＴ３の注入が不完全なこともあり、本実
施形態ではグラウトＴ３にあらかじめ標識元素を混入し
てからシース管Ｔｂ内に注入し、その後にグラウトＴ３
の注入状況を上記ガンマ線検出システム１及びガンマ線
検出装置２を用いて検査することを目的としている。
【００２８】標識元素としては、特定エネルギー値４７
８ｋｅＶにピークを有するボロン（Ｂ）や、特定エネル
ギー値１１８６ｋｅＶにピークを有するガドリニウム
（Ｇｄ）を用いることができる。ボロンの場合は水溶液
に可溶のホウ酸（Ｂ2Ｏ3）又は炭化ボロン（Ｂ4Ｃ）
を、また、ガドリニウムの場合は水溶液に不溶の酸化ガ
ドリニウム（Ｇｄ2Ｏ3）を用いると良い。酸化ガドリニ
ウムの場合はゲル等に分散させてからグラウトに混入す
ると標識元素の偏りを防ぐことができる。
８ｋｅＶにピークを有するボロン（Ｂ）や、特定エネル
ギー値１１８６ｋｅＶにピークを有するガドリニウム
（Ｇｄ）を用いることができる。ボロンの場合は水溶液
に可溶のホウ酸（Ｂ2Ｏ3）又は炭化ボロン（Ｂ4Ｃ）
を、また、ガドリニウムの場合は水溶液に不溶の酸化ガ
ドリニウム（Ｇｄ2Ｏ3）を用いると良い。酸化ガドリニ
ウムの場合はゲル等に分散させてからグラウトに混入す
ると標識元素の偏りを防ぐことができる。
【００２９】図８はボロン０．０１９％の場合のガンマ
線スペクトルを示すグラフであり、図９はボロン０．２
９８％の場合のガンマ線スペクトルを示すグラフであ
る。ボロン濃度の差により、特定エネルギー値４７８ｋ
ｅＶのピーク高さは異なる。したがって、あらかじめボ
ロン濃度と特定エネルギー値４７８ｋｅＶのスペクトル
強度との検量線を作成しておくことにより、グラウトの
充填状況をより詳細に知ることができる。また、ボロン
を特定濃度で分散させたグラウトの量を変化させた場合
における特定エネルギー値４７８ｋｅＶのスペクトル強
度の検量線を作成しておけば、検出物であるグラウトの
充填量を検出することができるＰＣコンクリート構造物
Ｓ２におけるシース管Ｔｂ、ＰＣ鋼線Ｔ２、グラウトＴ
３は上下に間隔をあけてほぼ水平に配置されている。そ
こで、先の第一実施形態と異なり、図５に示すように、
鉛ブロック２１によるコリメーターのスリット２２を水
平に向けて形成してある。具体的には、二つの前ブロッ
ク２１ｄ，２１ｄを小ブロック２１ｅ，２１ｅにより間
隔を隔てて積み重ねることにより、スリット２２を形成
してある。
線スペクトルを示すグラフであり、図９はボロン０．２
９８％の場合のガンマ線スペクトルを示すグラフであ
る。ボロン濃度の差により、特定エネルギー値４７８ｋ
ｅＶのピーク高さは異なる。したがって、あらかじめボ
ロン濃度と特定エネルギー値４７８ｋｅＶのスペクトル
強度との検量線を作成しておくことにより、グラウトの
充填状況をより詳細に知ることができる。また、ボロン
を特定濃度で分散させたグラウトの量を変化させた場合
における特定エネルギー値４７８ｋｅＶのスペクトル強
度の検量線を作成しておけば、検出物であるグラウトの
充填量を検出することができるＰＣコンクリート構造物
Ｓ２におけるシース管Ｔｂ、ＰＣ鋼線Ｔ２、グラウトＴ
３は上下に間隔をあけてほぼ水平に配置されている。そ
こで、先の第一実施形態と異なり、図５に示すように、
鉛ブロック２１によるコリメーターのスリット２２を水
平に向けて形成してある。具体的には、二つの前ブロッ
ク２１ｄ，２１ｄを小ブロック２１ｅ，２１ｅにより間
隔を隔てて積み重ねることにより、スリット２２を形成
してある。
【００３０】検査に際しては、まず、移動機構３０を車
輪３２による走行で適当な水平位置に移動させる。次い
で、昇降ねじ３３を雌ねじ部３５に対し回転させて昇降
台３４を線源容器１０及びガンマ線検出器２０と共に上
下移動させ、ガンマ線検出器２０によりＰＣコンクリー
ト構造物Ｓ２を走査する。そして、この上下移動に伴っ
てガンマ線検出器２０による特定エネルギー値４７８ｋ
ｅＶのピーク高さを各位置毎にマーキングし、その強度
分布によりグラウトＴ３の充填状況を推定する。
輪３２による走行で適当な水平位置に移動させる。次い
で、昇降ねじ３３を雌ねじ部３５に対し回転させて昇降
台３４を線源容器１０及びガンマ線検出器２０と共に上
下移動させ、ガンマ線検出器２０によりＰＣコンクリー
ト構造物Ｓ２を走査する。そして、この上下移動に伴っ
てガンマ線検出器２０による特定エネルギー値４７８ｋ
ｅＶのピーク高さを各位置毎にマーキングし、その強度
分布によりグラウトＴ３の充填状況を推定する。
【００３１】ところで、グラウトＴ３を充填するシース
管Ｔｂの位置はあらかじめ図面等により判明している。
したがって、図面とマーキング位置とが一部対応しない
ときは、前記ピーク値の低い箇所のグラウトＴ３は未充
填である可能性がある。
管Ｔｂの位置はあらかじめ図面等により判明している。
したがって、図面とマーキング位置とが一部対応しない
ときは、前記ピーク値の低い箇所のグラウトＴ３は未充
填である可能性がある。
【００３２】一方、図面等によらずにグラウトＴ３の充
填予定箇所を知るには、上述の走査を鉄であるＰＣ鋼線
Ｔ２を目標に行うと良い。例えば、図６の矢印Ｗに沿っ
て走査を行うと共に鉄に特有の特定エネルギー値３５２
ｋｅＶのピーク値をプロットし、極大値の箇所に符号Ｐ
の如く印を付ける。次いで、同じく矢印Ｗに沿って走査
を行うと共に特定エネルギー値４７８ｋｅＶのスペクト
ル強度を前記マーキング位置で求め、あらかじめ求めた
検量線と比較すればよい。
填予定箇所を知るには、上述の走査を鉄であるＰＣ鋼線
Ｔ２を目標に行うと良い。例えば、図６の矢印Ｗに沿っ
て走査を行うと共に鉄に特有の特定エネルギー値３５２
ｋｅＶのピーク値をプロットし、極大値の箇所に符号Ｐ
の如く印を付ける。次いで、同じく矢印Ｗに沿って走査
を行うと共に特定エネルギー値４７８ｋｅＶのスペクト
ル強度を前記マーキング位置で求め、あらかじめ求めた
検量線と比較すればよい。
【００３３】なお、図６のシース管Ｔｂはその左右で傾
斜している。この傾斜部分での上記走査を行うに先だっ
て、上記二つのヒンジ３７，３７のうちの一方を取り外
し、昇降台３４がシース管Ｔｂの傾斜に沿うように傾け
るとよい。
斜している。この傾斜部分での上記走査を行うに先だっ
て、上記二つのヒンジ３７，３７のうちの一方を取り外
し、昇降台３４がシース管Ｔｂの傾斜に沿うように傾け
るとよい。
【００３４】次に、図７を参照しながら、本発明の第三
実施形態について説明する。本実施形態では、鉄筋コン
クリート構造物Ｓ１に発生した亀裂等の損傷Ｄに標識元
素入りの充填材Ｔ４を詰め込み、この損傷Ｄの形状を求
めようとするものである。充填材Ｔ４には第二実施形態
で使用したグラウトＴ３やその他のコーキング材等を用
いることができる。ガンマ線検出器２０のゲルマニウム
検出器２４をスリット２２と共に鉄筋コンクリート構造
物Ｓ１の表面に沿って符号２４’の如く移動させ、標識
元素のエネルギー値を走査位置と共にプロットし、その
エネルギー値が特定のしきい値を越える範囲を損傷Ｄの
発生範囲とする。同図の場合、符号Ｌ１，Ｌ２で示す一
点鎖線の範囲に損傷Ｄの存在することが伺える。なお、
スリット２２の中心軸と鉄筋コンクリート構造物Ｓ１の
表面との交差角を変更してゲルマニウム検出器２４によ
る走査を複数回行うことで、損傷Ｄの形状がさらに詳細
に推定できる。
実施形態について説明する。本実施形態では、鉄筋コン
クリート構造物Ｓ１に発生した亀裂等の損傷Ｄに標識元
素入りの充填材Ｔ４を詰め込み、この損傷Ｄの形状を求
めようとするものである。充填材Ｔ４には第二実施形態
で使用したグラウトＴ３やその他のコーキング材等を用
いることができる。ガンマ線検出器２０のゲルマニウム
検出器２４をスリット２２と共に鉄筋コンクリート構造
物Ｓ１の表面に沿って符号２４’の如く移動させ、標識
元素のエネルギー値を走査位置と共にプロットし、その
エネルギー値が特定のしきい値を越える範囲を損傷Ｄの
発生範囲とする。同図の場合、符号Ｌ１，Ｌ２で示す一
点鎖線の範囲に損傷Ｄの存在することが伺える。なお、
スリット２２の中心軸と鉄筋コンクリート構造物Ｓ１の
表面との交差角を変更してゲルマニウム検出器２４によ
る走査を複数回行うことで、損傷Ｄの形状がさらに詳細
に推定できる。
【００３５】最後に、本発明のさらに他の実施形態の可
能性について列挙する。上記実施形態では試験体として
コンクリート構造物を用いたが、例えば、試験体は天然
岩石や木材等、種々の材料が含まれる。
能性について列挙する。上記実施形態では試験体として
コンクリート構造物を用いたが、例えば、試験体は天然
岩石や木材等、種々の材料が含まれる。
【００３６】上記実施形態では、検出物として鉄筋や標
識元素入りのグラウトを用いた。しかし、この検出物
は、スラリーや液体状のものであってもよく、標識元素
としての金属粉を混入したプラスチック等であってもよ
い。
識元素入りのグラウトを用いた。しかし、この検出物
は、スラリーや液体状のものであってもよく、標識元素
としての金属粉を混入したプラスチック等であってもよ
い。
【００３７】なお、特許請求の範囲の項に記入した符号
は、あくまでも図面との対照を便利にするためのものに
すぎず、この記入により本発明は添付図面の構成に限定
されるものではない。
は、あくまでも図面との対照を便利にするためのものに
すぎず、この記入により本発明は添付図面の構成に限定
されるものではない。
【図１】ガンマ線検出装置及び鉄筋コンクリート構造物
の横断面図である。
の横断面図である。
【図２】図１の背面図である。
【図３】ガンマ線検出システムのブロック図である。
【図４】鉛ブロックとスリットとの関係を示すガンマ線
検出器の正面図である。
検出器の正面図である。
【図５】第二実施形態における鉛ブロックとスリットと
の関係を示すガンマ線検出器の正面図である。
の関係を示すガンマ線検出器の正面図である。
【図６】第二実施形態における図２相当図である。
【図７】第三実施形態における図１相当図である。
【図８】ボロン０．０１９％の場合のガンマ線スペクト
ルを示すグラフである。
ルを示すグラフである。
【図９】ボロン０．２９８％の場合のガンマ線スペクト
ルを示すグラフである。
ルを示すグラフである。
Ｔ１ 鉄筋（検出物） Ｔ２ ＰＣ鋼線（検出物） Ｔ３ グラウト（検出物） Ｔ４ 充填材（検出物） Ｔｂ シース管 Ｃ コンクリート（基材） Ｓ１ 鉄筋コンクリート構造物（試験体） Ｓ２ ＰＣコンクリート構造物（試験体） Ｎ 中性子 γ ガンマ線 Ｄ 損傷 １ ガンマ線検出システム ２ ガンマ線検出装置 ３ 制御装置 ４ Ａ／Ｄコンバーター ５ モータードライバー ６ モーター ７ ロータリーエンコーダー ８ Ａ／Ｄコンバーター ９ パーソナルコンピュータ ９ａ モニター １０ 線源容器 １１ 中性子吸収材 １２ 遮蔽材 １３ 中性子線源 １４ 減速材 ２０ ガンマ線検出器 ２１ 鉛ブロック ２２ スリット ２３ ガンマ線スペクトロメーター ２４ ゲルマニウム検出器 ２５ プリアンプ ２６ 液体窒素容器 ３０ 移動機構 ３１ 基台 ３２ 車輪 ３３ 昇降ねじ ３４ 昇降台 ３５ 雌ねじ部 ３６ 傾斜台 ３７ ヒンジ ３８ スライド台 ３９ 回転台
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G001 AA04 BA11 CA02 DA01 DA02 FA04 FA06 GA01 GA13 HA01 HA13 JA01 JA04 JA06 JA11 JA16 KA03 LA03 NA10 NA16 NA17 SA01 SA04 SA12
Claims (8)
- 【請求項１】 標識元素を含む検出物（Ｔ１〜４）を基
材中（Ｃ）に介在させた試験体（Ｓ１，Ｓ２）に中性子
（Ｎ）を照射し、スリット（２２）を通過するガンマ線
（γ）をガンマ線スペクトロメーター（２３）で検出す
るガンマ線検出器（２０）を前記試験体（Ｓ１，Ｓ２）
前に配置し、前記標識元素に特有である特定エネルギー
ガンマ線の強度により前記検出物（Ｔ１〜４）の位置又
は量を検出する中性子による検出物の検出方法。 - 【請求項２】 前記試験体がＰＣコンクリート構造物
（Ｓ２）であり、前記検出物が標識元素を分散させたグ
ラウト（Ｔ３）である請求項１に記載の中性子による検
出物の検出方法。 - 【請求項３】 前記試験体（Ｓ１）が亀裂等の損傷
（Ｄ）を有し、前記検出物が流動性の充填材（Ｔ４）で
あり、この充填材（Ｔ４）を前記損傷（Ｄ）部分に充填
すると共に前記ガンマ線検出器（２０）で前記試験体
（Ｓ１）を走査して前記充填材（Ｔ４）の充填位置又は
量を検出することにより前記損傷（Ｄ）の配置を検出す
る請求項１に記載の中性子による検出物の検出方法。 - 【請求項４】 前記標識元素がボロン又はガドリウムで
ある請求項１〜３のいずれかに記載の中性子による検出
物の検出方法。 - 【請求項５】 前記標識元素及び前記検出物が鉄筋（Ｔ
１）又はＰＣ鋼線（Ｔ２）等の鋼材であり、前記基材が
コンクリート（Ｃ）である請求項１に記載の中性子によ
る検出物の検出方法。 - 【請求項６】 前記中性子の線源（１３）と前記ガンマ
線検出器（２０）とを前記試験体（Ｓ１，Ｓ２）の同じ
側に配置してある請求項１〜５のいずれかに記載の中性
子による検出物の検出方法。 - 【請求項７】 請求項１〜５のいずれかに記載の中性子
による検出物の検出方法に用いる検出装置であって、試
験体（Ｓ１，Ｓ２）に中性子（Ｎ）を照射する中性子線
源（１３）と、スリット（２２）を通過するガンマ線
（γ）をガンマ線スペクトロメーター（２３）で検出す
るガンマ線検出器（２０）と、前記試験体（Ｓ１）に対
して前記ガンマ線検出器（２０）を相対移動させる移動
機構（３０）とを備え、前記中性子線源（１３）と前記
ガンマ線検出器（２０）とを前記試験体（Ｓ１，Ｓ２）
の同じ側に配置可能に構成してある中性子による検出物
の検出装置。 - 【請求項８】 請求項１〜６のいずれかに記載の中性子
による検出物の検出方法に用いる試験体であって、当該
試験体はコンクリート構造物又は岩石等の構造物であ
り、中性子（Ｎ）の吸収により特定エネルギーガンマ線
を放出する標識元素をグラウト等の硬化性充填材に混入
して検出物（Ｔ３，Ｔ４）を作成し、当該構造物中に存
在する孔、隙間、損傷等の空洞に前記検出物を充填して
ある試験体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000006196A JP2001194324A (ja) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | 中性子による検出物の検出方法並びにこれに用いる検出装置及び試験体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000006196A JP2001194324A (ja) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | 中性子による検出物の検出方法並びにこれに用いる検出装置及び試験体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001194324A true JP2001194324A (ja) | 2001-07-19 |
Family
ID=18534763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000006196A Pending JP2001194324A (ja) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | 中性子による検出物の検出方法並びにこれに用いる検出装置及び試験体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001194324A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007240253A (ja) * | 2006-03-07 | 2007-09-20 | Toshiba Corp | 亀裂検出装置および亀裂検出方法 |
| WO2011108709A1 (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-09 | 株式会社Ihi | 非破壊検査装置及び方法 |
| CN108107062A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-06-01 | 东莞理工学院 | 一种中子防辐射混凝土的检测装置 |
| CN108798786A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-11-13 | 中国矿业大学(北京) | 一种井下煤岩体失稳动力灾害的中子辐射监测预警方法 |
| CN109747042A (zh) * | 2017-12-14 | 2019-05-14 | 东莞理工学院 | 一种能够检测的中子研究的防辐射混凝土浆配置机构 |
| WO2019198260A1 (ja) * | 2018-04-12 | 2019-10-17 | 国立研究開発法人理化学研究所 | 非破壊検査方法と装置 |
| WO2022250038A1 (ja) * | 2021-05-24 | 2022-12-01 | 株式会社トプコン | 非破壊検査装置及び非破壊検査システム |
-
2000
- 2000-01-11 JP JP2000006196A patent/JP2001194324A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2007240253A (ja) * | 2006-03-07 | 2007-09-20 | Toshiba Corp | 亀裂検出装置および亀裂検出方法 |
| WO2011108709A1 (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-09 | 株式会社Ihi | 非破壊検査装置及び方法 |
| JP5286411B2 (ja) * | 2010-03-05 | 2013-09-11 | 株式会社Ｉｈｉ | 非破壊検査装置 |
| CN108107062A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-06-01 | 东莞理工学院 | 一种中子防辐射混凝土的检测装置 |
| CN109747042A (zh) * | 2017-12-14 | 2019-05-14 | 东莞理工学院 | 一种能够检测的中子研究的防辐射混凝土浆配置机构 |
| CN109747042B (zh) * | 2017-12-14 | 2020-08-07 | 东莞理工学院 | 一种能够检测的中子研究的防辐射混凝土浆配置机构 |
| WO2019198260A1 (ja) * | 2018-04-12 | 2019-10-17 | 国立研究開発法人理化学研究所 | 非破壊検査方法と装置 |
| JPWO2019198260A1 (ja) * | 2018-04-12 | 2021-04-15 | 国立研究開発法人理化学研究所 | 非破壊検査方法と装置 |
| JP7311161B2 (ja) | 2018-04-12 | 2023-07-19 | 国立研究開発法人理化学研究所 | 非破壊検査方法と装置 |
| CN108798786A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-11-13 | 中国矿业大学(北京) | 一种井下煤岩体失稳动力灾害的中子辐射监测预警方法 |
| WO2022250038A1 (ja) * | 2021-05-24 | 2022-12-01 | 株式会社トプコン | 非破壊検査装置及び非破壊検査システム |
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