JP2011185674A - Test beam generation device, and nondestructive testing device and method - Google Patents

Test beam generation device, and nondestructive testing device and method Download PDF

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裕之 野瀬
Tetsuya Kobayashi
徹也 小林
Kiyohide Sekimoto
清英 関本
Katsuya Toda
勝哉 戸田
Hatsumi Iwasaki
初美 岩崎
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a test beam generation device for efficiently and nondestructively testing an internal state of a concrete structure. <P>SOLUTION: The test beam generation device includes: a femtosecond laser generator 1a for generating femtosecond laser pulses; a movable mirror 1b for alternatively emitting femtosecond laser pulses entering from the femtosecond laser generator 1a in a first direction or a second direction; a photoconductive antenna 1j for converting femtosecond laser pulses emitted in a first direction by the movable mirror 1b to terahertz light before emitting to the outside as a test beam; an ion beam generator 1n for generating an ion beam of a specific element based on the femtosecond laser pulses emitted in a second direction by the movable mirror 1b; and a neutron ray generator 1s for generating neutron rays based on the ion beam entering from the electron beam generator 1n for emitting to the outside as the test beam. Thus, the test beam generation device can perform an efficient nondestructive test. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、検査線発生装置並びに非破壊検査装置及び方法に関する。   The present invention relates to an inspection line generator, a non-destructive inspection device, and a method.

例えば、下記特許文献1にはPC鋼材のグラウト欠陥を検査する装置(グラウト欠陥検査装置)が開示されている。このグラウト欠陥検査装置は、中性子線の散乱状態がコンクリートの構成物質(骨材や鉄等)とグラウト欠陥のある空洞部分とで異なることを利用するものであり、中性子線がコンクリート構造物を透過して得られる熱中性子を検知することによりグラウト欠陥を判別するものである。すなわち、このグラウト欠陥検査装置は、中性子線源と反対側で検出される熱中性子の線量に基づいてPC鋼材中のグラウト欠陥を判別する。
なお、中性子線を用いる非破壊検査技術として、このような特許文献1の技術の他に特許文献2に示す3次元動体可視化計測装置及び方法があるが、この3次元動体可視化計測装置及び方法も中性子の散乱現象を利用するものである。
For example, Patent Document 1 below discloses an apparatus (grouting defect inspection apparatus) for inspecting a grout defect of a PC steel material. This grout defect inspection system utilizes the fact that the scattering state of neutron beams differs between concrete constituents (aggregates, iron, etc.) and cavities with grout defects, and neutron beams penetrate the concrete structure. Grout defects are discriminated by detecting the thermal neutrons obtained. That is, this grout defect inspection apparatus discriminates grout defects in PC steel based on the dose of thermal neutrons detected on the side opposite to the neutron source.
As a nondestructive inspection technique using a neutron beam, there is a three-dimensional moving body visualization measuring apparatus and method shown in Patent Document 2 in addition to the technique of Patent Document 1, and this three-dimensional moving body visualization measuring apparatus and method are also included. It uses the neutron scattering phenomenon.

特開2001−041908号公報JP 2001-041908 A 特開2007−333663号公報JP 2007-333663 A

ところで、上記グラウト欠陥検査装置は、中性子線を用いた非破壊検査装置の一種であるが、中性子線の散乱状態がコンクリートの構成物質(骨材や鉄等)とグラウト欠陥のある空洞部分とで異なることを利用するものなので、コンクリートの構成物質である鉄筋の状態を非破壊検査することはできない。   By the way, the grout defect inspection apparatus is a kind of non-destructive inspection apparatus using a neutron beam. The scattering state of the neutron beam is composed of concrete constituents (such as aggregate and iron) and a hollow portion having a grout defect. Because it uses different things, it is not possible to nondestructively inspect the state of the reinforcing bars that are constituents of concrete.

また、中性子線を用いた非破壊検査は検査時間が比較的長いので、コンクリート構造物の複数個所について非破壊検査しようとした場合に作業効率が悪いという問題がある。例えば、高速道路の高架橋は典型的なコンクリート構造物であるが、長距離に亘るコンクリート構造物であるために、膨大な要検査箇所があり、このような高架橋を中性子線を用いて非破壊検査使用とした場合には、膨大な時間が掛かるので、中性子線を用いた効率の良い非破壊検査手法の開発が切望される。   In addition, since the nondestructive inspection using a neutron beam has a relatively long inspection time, there is a problem that work efficiency is poor when nondestructive inspection is performed at a plurality of locations of a concrete structure. For example, a viaduct on a highway is a typical concrete structure, but since it is a concrete structure over a long distance, there are a large number of inspection points. Such a viaduct is subjected to nondestructive inspection using neutron beams. When it is used, it takes an enormous amount of time, so the development of an efficient nondestructive inspection method using neutrons is eagerly desired.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、コンクリート構造物の内部状態を効率良く非破壊検査することを目的とするものである。   This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, and aims at carrying out the nondestructive inspection of the internal state of a concrete structure efficiently.

上記目的を達成するために、本発明では、検査線発生装置に係る第1の解決部として、フェムト秒のパルス幅を有するフェムト秒レーザパルスを発生するフェムト秒レーザ発生装置と、該フェムト秒レーザ発生装置から入射したフェムト秒レーザパルスを第1の方向あるいは第2の方向に択一的に出射する可変出射手段と、該可変出射手段によって第1の方向に出射したフェムト秒レーザパルスをテラヘルツ光に変換し、検査線として外部に出射する光変換手段と、可変出射手段によって第2の方向に出射したフェムト秒レーザパルスに基づいて所定元素のイオン線を発生するイオン線発生器と、該イオン線発生器から入射したイオン線に基づいて中性子線を発生し、検査線として外部に出射する中性子線発生器とを具備する、という手段を採用する。   In order to achieve the above object, in the present invention, as a first solution part for an inspection line generator, a femtosecond laser generator for generating a femtosecond laser pulse having a femtosecond pulse width, and the femtosecond laser Variable emission means for selectively emitting the femtosecond laser pulse incident from the generator in the first direction or the second direction, and the femtosecond laser pulse emitted in the first direction by the variable emission means for the terahertz light An ion beam generator for generating an ion beam of a predetermined element based on a femtosecond laser pulse emitted in the second direction by the variable emission means, and the ion A means for generating a neutron beam based on an ion beam incident from the line generator and emitting the neutron beam to the outside as an inspection line; To use.

検査線発生装置に係る第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、テラヘルツ光の出射軸と中性子線の出射軸とを同軸化する同軸化手段をさらに備える、という手段を採用する。   As the second solving means relating to the inspection line generating device, a means is adopted in which the above first solving means further comprises a coaxial means for coaxially coordinating the emission axis of the terahertz light and the emission axis of the neutron beam.

検査線発生装置に係る第3の解決手段として、上記第2の解決手段において、同軸化手段は、テラヘルツ光を複数の反射板で反射することによりラヘルツ光の出射軸を中性子線の出射軸に同軸化する、という手段を採用する。   As a third solving means relating to the inspection line generator, in the second solving means, the coaxial means reflects the terahertz light by a plurality of reflecting plates so that the emission axis of the lahertz light becomes the emission axis of the neutron beam. Adopting the means of coaxial.

検査線発生装置に係る第4の解決手段として、上記第1〜第3のいずれかの解決手段において、光変換手段は、フェムト秒レーザパルスをテラヘルツ光に変換することなくガイド光として通過させる選択機能を備える、という手段を採用する。   As a fourth solving means related to the inspection line generating device, in any of the first to third solving means, the light converting means is selected to pass the femtosecond laser pulse as guide light without converting it to terahertz light. Adopt a means of having a function.

また、本発明では、非破壊検査装置に係る第1の解決手段として、上記第1〜第4のいずれかの解決手段の検査線発生装置と、該検査線発生装置から供給されたテラヘルツ光あるいは中性子線を検査対象物に対して走査状に照射する照射手段と、テラヘルツ光が検査対象物によって反射して得られる反射光あるいは中性子線が検査対象物によって回折されて得られる回折中性子線を照射部の走査位置に応じて検出する検出手段と、該検出手段から入力される反射光あるいは回折中性子線の検出信号のうち、反射光の検出信号に基づいて検査対象物の走査位置における表面状態を判定し、回折中性子線の検出信号に基づいて検査対象物の走査位置における物質の格子定数を算出するデータ処理手段と、各走査位置における検査対象物の表面状態あるいは物質の格子定数に基づいて検査対象物の表面状態あるいは内部状態を可視化する可視化手段とを具備する、という手段を採用する。   In the present invention, as the first solving means relating to the nondestructive inspection apparatus, the inspection line generating apparatus of any one of the first to fourth solving means and the terahertz light supplied from the inspection line generating apparatus or Irradiation means for irradiating the inspection object with neutron rays in a scanning manner and reflected light obtained by reflecting terahertz light by the inspection object or diffracted neutron radiation obtained by diffracting the neutron beam by the inspection object Detecting means according to the scanning position of the part, and of the reflected light or diffracted neutron beam detection signal inputted from the detecting means, the surface state at the scanning position of the inspection object based on the detection signal of the reflected light Data processing means for determining and calculating the lattice constant of the substance at the scanning position of the inspection object based on the detection signal of the diffracted neutron beam, and the surface state of the inspection object at each scanning position Rui employs the means of, for and a visualizing means for visualizing the surface state or the internal state of the inspection object based on the lattice constant of the material.

さらに、本発明では、非破壊検査方法に係る第1の解決手段として、テラヘルツ光を用いて検査対象物の表面状態を非破壊検査する光検査工程と、該光検査工程の検査結果に基づいて損傷の疑いがあると認定された箇所に中性子線を走査状に照射し、該中性子線が検査対象物で回折して得られる回折中性子線を検出することにより、検査対象物の各走査位置における物質の格子定数を算出する中性子検査工程と、該中性子検査工程で得られた物質の格子定数に基づいて検査対象物の内部状態を可視化する可視化工程とを有する、という手段を採用する。   Furthermore, in the present invention, as a first solving means related to the nondestructive inspection method, based on the optical inspection process for performing the nondestructive inspection of the surface state of the inspection object using terahertz light, and the inspection result of the optical inspection process A neutron beam is irradiated in a scanning manner to a portion that is recognized as being suspected of being damaged, and a diffracted neutron beam obtained by diffracting the neutron beam by the inspection object is detected. A means is adopted that includes a neutron inspection step for calculating a lattice constant of a substance, and a visualization step for visualizing the internal state of the inspection object based on the lattice constant of the substance obtained in the neutron inspection step.

本発明に係る検査線発生装置によれば、単一の線源であるフェムト秒レーザパルスを用いて異なる2つの検査線、つまりテラヘルツ光あるいは中性子線を検査線として発生するので、2つの検査線を個別の発生装置で発生させて非破壊検査装置を構成する場合に比較して、非破壊検査装置の装置構成をコンパクトにすることが可能である。したがって、本検査線発生装置によれば、取り扱い性が良い非破壊検査装置を構成することができるので、コンクリート構造物の内部状態を効率良く非破壊検査することができる。   According to the inspection line generator according to the present invention, two inspection lines, that is, terahertz light or neutron rays are generated as inspection lines using a femtosecond laser pulse that is a single source, so that two inspection lines are generated. It is possible to make the device configuration of the nondestructive inspection device compact compared to the case where the nondestructive inspection device is configured by generating the same with an individual generator. Therefore, according to the present inspection line generator, a non-destructive inspection apparatus with good handleability can be configured, so that the internal state of the concrete structure can be efficiently inspected nondestructively.

本発明の一実施形態に係るハイブリッド検査線発生装置1の構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing composition of hybrid inspection line generator 1 concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るコンクリート検査装置Aの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the concrete inspection apparatus A which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係るハイブリッド検査線発生装置1は、図1に示すように、フェムト秒レーザ発生装置1a、可動ミラー1b(可変出射手段)、固定ミラー1c〜1f、中性子導管1g、シャッタ1h、1i、光伝導アンテナ1j(光変換手段)、光増幅器1k、集光レンズ1m、イオン線発生器1n、偏向磁石1r及び中性子線発生器1sによって構成されている。なお、固定ミラー1c〜1e及びシャッタ1h、1iは、同軸化手段を構成している。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the hybrid inspection line generator 1 according to this embodiment includes a femtosecond laser generator 1a, a movable mirror 1b (variable emission means), fixed mirrors 1c to 1f, a neutron conduit 1g, a shutter 1h, and 1i. , A photoconductive antenna 1j (light converting means), an optical amplifier 1k, a condenser lens 1m, an ion beam generator 1n, a deflection magnet 1r, and a neutron beam generator 1s. The fixed mirrors 1c to 1e and the shutters 1h and 1i constitute coaxial means.

詳細は後述するが、ハイブリッド検査線発生装置1には2つの動作モードがある。第1の動作モードは、テラヘルツ光を検査線として外部に出射する光出射モードであり、第2の動作モードは中性子パルスを検査線として外部に出射する中性子出射モードである。図1は、ハイブリッド検査線発生装置1が光出射モードの状態を示しており、この状態から固定ミラー1e及びシャッタ1h、1iが移動して光路から除去されることにより動作モードが光出射モードから中性子出射モードに切り替えられる。   Although details will be described later, the hybrid inspection line generator 1 has two operation modes. The first operation mode is a light emission mode in which terahertz light is emitted outside as an inspection line, and the second operation mode is a neutron emission mode in which a neutron pulse is emitted outside as an inspection line. FIG. 1 shows a state where the hybrid inspection line generator 1 is in the light emission mode, and the operation mode is changed from the light emission mode by moving the fixed mirror 1e and the shutters 1h and 1i from this state and removing them from the optical path. Switch to neutron emission mode.

上記テラヘルツ光は、コンクリートに対する透過性能が中性子パルスよりも弱いので、検査対象物であるコンクリート構造物の表面状態(より正確には表面近傍)を検査することが可能な検査線である。これに対して、中性子パルスは、X線に比べるとコンクリートに対する透過性能が高く、例えば10cm程度の深さまで透過するので、コンクリート構造物の内部状態を検査することが可能な検査線である。一方、コンクリートの診断においては、鉄筋付近の腐食状況を評価することが重要であるが、鉄筋は表面から高々10cmの深さに位置するため、中性子線による非破壊検査が現実的である。   The terahertz light is an inspection line capable of inspecting the surface state (more precisely, the vicinity of the surface) of a concrete structure as an inspection object because the transmission performance with respect to concrete is weaker than that of a neutron pulse. On the other hand, the neutron pulse has a higher permeation performance with respect to concrete than X-rays. For example, the neutron pulse is an inspection line that can inspect the internal state of a concrete structure because it penetrates to a depth of about 10 cm. On the other hand, in the diagnosis of concrete, it is important to evaluate the corrosion state in the vicinity of the reinforcing bar. However, since the reinforcing bar is located at a depth of 10 cm at most from the surface, a nondestructive inspection using a neutron beam is realistic.

フェムト秒レーザ発生装置1aは、フェムト秒(10−15秒)オーダー、例えば数フェムト秒〜数百フェムト秒のパルス幅を有するフェムト秒レーザパルスを発生するレーザ発生装置である。上記フェムト秒レーザパルスは、周知のように短時間に光エネルギーが圧縮されているので、極めて強い強度のレーザ光である。フェムト秒レーザ発生装置1aは、自らが発生したフェムト秒レーザパルスを可動ミラー1bに向けて出射する。 The femtosecond laser generator 1a is a laser generator that generates femtosecond laser pulses having a pulse width on the order of femtoseconds ( 10-15 seconds), for example, several femtoseconds to several hundred femtoseconds. As is well known, the femtosecond laser pulse is a laser beam with extremely strong intensity because light energy is compressed in a short time. The femtosecond laser generator 1a emits the femtosecond laser pulse generated by itself toward the movable mirror 1b.

可動ミラー1bは、上記フェムト秒レーザ発生装置1aから入射したフェムト秒レーザパルスを第1の方向あるいは第2の方向に択一的に出射する可変出射手段である。この可動ミラー1bは、例えば円形平板状の反射鏡であり、中心軸線の延長線上に設けられた回転軸周りに回動することにより、フェムト秒レーザ発生装置1aから入射したフェムト秒レーザパルスを入射方向に対して直交する方向である固定ミラー1cの方向(第1の方向)あるいは当該第1の方向とは反対方向である固定ミラー1fの方向(第2の方向)に反射する。   The movable mirror 1b is a variable emitting unit that alternatively emits the femtosecond laser pulse incident from the femtosecond laser generator 1a in the first direction or the second direction. The movable mirror 1b is, for example, a circular flat reflector and rotates around a rotation axis provided on an extension line of the central axis so that a femtosecond laser pulse incident from the femtosecond laser generator 1a is incident. The light is reflected in the direction of the fixed mirror 1c (first direction) that is perpendicular to the direction or in the direction of the fixed mirror 1f (second direction) that is opposite to the first direction.

固定ミラー1cは、上記可動ミラー1bから入射したフェムト秒レーザパルスを固定ミラー1dに向けて反射する反射鏡である。固定ミラー1dは、上記固定ミラー1cから入射したフェムト秒レーザパルスを固定ミラー1eに向けて反射する反射鏡である。固定ミラー1eは、上記可動ミラー1cから入射したフェムト秒レーザパルスをシャッタ1hの開口中心に向けて反射する反射鏡である。この固定ミラー1eは、光出射モードでは、図1に示すように中性子線発生器1sとシャッタ1hとの間に設けられるが、中性子出射モードでは移動してテラヘルツ光の光路から除去される。固定ミラー1fは、可動ミラー1bから入射したフェムト秒レーザパルスを光増幅器1kの入力端に向けて反射する反射鏡である。   The fixed mirror 1c is a reflecting mirror that reflects the femtosecond laser pulse incident from the movable mirror 1b toward the fixed mirror 1d. The fixed mirror 1d is a reflecting mirror that reflects the femtosecond laser pulse incident from the fixed mirror 1c toward the fixed mirror 1e. The fixed mirror 1e is a reflecting mirror that reflects the femtosecond laser pulse incident from the movable mirror 1c toward the opening center of the shutter 1h. The fixed mirror 1e is provided between the neutron beam generator 1s and the shutter 1h in the light emission mode as shown in FIG. 1, but is moved and removed from the optical path of the terahertz light in the neutron emission mode. The fixed mirror 1f is a reflecting mirror that reflects the femtosecond laser pulse incident from the movable mirror 1b toward the input end of the optical amplifier 1k.

中性子導管1gは、中性子線発生器1sから入射する中性子線を通過させる通路である。この中性子導管1gは、中性子が光と同様に微小な入射角度では全反射する原理を応用したものであり、例えば表面を研磨し高い平滑度を持ったガラス上にニッケルなど中性子に対して干渉性散乱断面積が大きく、吸収の小さい金属膜を所定厚に成膜してなる反射境を用いて中性子線を所望の方向に導く。このような中性子導管1gは、上述したように中性子線を導くためのものであり、固定ミラー1eによって反射されることによりシャッタ1hを通過して入射したフェムト秒レーザパルスを何の作用をも与えることなく通過させる。   The neutron conduit 1g is a passage through which a neutron beam incident from the neutron beam generator 1s passes. This neutron conduit 1g is based on the principle that neutrons are totally reflected at a small incident angle like light. For example, the surface is polished and has high smoothness on a glass having high smoothness, and is coherent with neutrons such as nickel. A neutron beam is guided in a desired direction using a reflection boundary formed by forming a metal film having a large scattering cross section and a small absorption to a predetermined thickness. Such a neutron conduit 1g is for guiding a neutron beam as described above, and has no effect on the femtosecond laser pulse incident through the shutter 1h by being reflected by the fixed mirror 1e. Pass without.

シャッタ1hは、このような中性子導管1gの入射端に設けられており、フェムト秒レーザパルスの通過をON/OFFするものである。シャッタ1iは、中性子導管1gの出射端に設けられており、上記シャッタ1hと同様に、フェムト秒レーザパルスの通過をON/OFFするものである。これらシャッタ1h,1iは、周知のロータリー型であり、フェムト秒レーザパルスが通過する開口が中心から同心円状に広がるタイプのものである。   The shutter 1h is provided at the incident end of such a neutron conduit 1g, and turns on / off the passage of femtosecond laser pulses. The shutter 1i is provided at the exit end of the neutron conduit 1g and turns on / off the passage of femtosecond laser pulses in the same manner as the shutter 1h. The shutters 1h and 1i are of a known rotary type, and are of a type in which an opening through which a femtosecond laser pulse passes concentrically extends from the center.

このようなシャッタ1h,1iは、開口中心が中性子導管1gの中心と一致するように、中性子導管1gの入射端及び出射端に設けられており、フェムト秒レーザパルスの光軸を中性子線発生器1sから中性子導管1gに入射する中性子パルスの中心線と一致させるためのものである。このようなシャッタ1h,1iは、光出射モードでは、図1に示すように中性子線発生器1sと中性子導管1gとの間に設けられるが、中性子出射モードでは上述した固定ミラー1eと同様に移動してテラヘルツ光の光路から除去される。   Such shutters 1h and 1i are provided at the entrance end and the exit end of the neutron conduit 1g so that the center of the opening coincides with the center of the neutron conduit 1g, and the optical axis of the femtosecond laser pulse is used as a neutron generator. This is intended to coincide with the center line of the neutron pulse incident on the neutron conduit 1g from 1s. Such shutters 1h and 1i are provided between the neutron beam generator 1s and the neutron conduit 1g as shown in FIG. 1 in the light emission mode, but move in the same manner as the fixed mirror 1e described above in the neutron emission mode. Then, it is removed from the optical path of the terahertz light.

光伝導アンテナ1jは、第1の方向に出射したフェムト秒レーザパルスをパルス状のテラヘルツ光に変換し、検査線として外部に出射する光変換手段である。この光伝導アンテナ1jは、平衡対峙すると共に所定のバイアス電圧が印加された2枚の電極間にフェムト秒レーザパルスを通過させることにより、当該フェムト秒レーザパルスをパルス状のテラヘルツ光に変換する。なお、フェムト秒レーザパルスをパルス状のテラヘルツ光に変換する光変換手段としては、光伝導アンテナ1j以外の方式のものであっても良い。   The photoconductive antenna 1j is a light converting means that converts the femtosecond laser pulse emitted in the first direction into pulsed terahertz light and emits it as an inspection line to the outside. The photoconductive antenna 1j converts the femtosecond laser pulse into pulsed terahertz light by allowing the femtosecond laser pulse to pass between the two electrodes to which a predetermined bias voltage is applied while being balanced. Note that the optical conversion means for converting the femtosecond laser pulse into pulsed terahertz light may be of a system other than the photoconductive antenna 1j.

光増幅器1kは、固定ミラー1fから入射したフェムト秒レーザパルスを光増幅するものであり、例えば光ファイバを用いた光増幅器あるいは半導体光増幅器である。この光増幅器1kは、光増幅したフェムト秒レーザパルスを集光レンズ1mの光軸に向けて出射する。集光レンズ1mは、イオン線発生器1n内に設けられたターゲットの表面で焦点を結ぶようにフェムト秒レーザパルスを集光させる凸レンズである。   The optical amplifier 1k optically amplifies the femtosecond laser pulse incident from the fixed mirror 1f, and is, for example, an optical amplifier using an optical fiber or a semiconductor optical amplifier. This optical amplifier 1k emits an optically amplified femtosecond laser pulse toward the optical axis of the condenser lens 1m. The condensing lens 1m is a convex lens that condenses the femtosecond laser pulse so as to focus on the surface of the target provided in the ion beam generator 1n.

イオン線発生器1nは、上記光増幅器1kから入射したフェムト秒レーザパルスがターゲットに照射されることにより所定元素(水素HやヘリウムHe等)のイオン線(イオンパルス)を発生する。このイオン線発生器1nは、自らが発生したイオンパルスを中性子線発生器1sに向けて出射する。偏向磁石1rは、上記イオン線発生器1nと中性子線発生器1sとの間におけるイオンパルスの通過経路に設けられ、イオンパルスに磁界を作用させることにより偏向させる。すなわち、この偏向磁石1rは、中性子線発生器1s内に備えられたターゲットの所定位置に照射されるようにイオンパルスを偏向させる。   The ion beam generator 1n generates an ion beam (ion pulse) of a predetermined element (hydrogen H, helium He, etc.) by irradiating the target with the femtosecond laser pulse incident from the optical amplifier 1k. The ion beam generator 1n emits an ion pulse generated by the ion beam generator 1n toward the neutron beam generator 1s. The deflection magnet 1r is provided in the ion pulse passage between the ion beam generator 1n and the neutron beam generator 1s, and deflects the ion pulse by applying a magnetic field to the ion pulse. That is, the deflection magnet 1r deflects the ion pulse so as to irradiate a predetermined position of the target provided in the neutron beam generator 1s.

中性子線発生器1sは、イオン線発生器1nから入射したイオンパルスが所定のターゲットに照射されることによりパルス状の熱中性子あるいは熱外中性子(中性子パルス)を発生するものである。この中性子線発生器1sは、自らが発生した中性子パルスを検査線として上記中性子導管1gの入射端に向けて出射する。   The neutron beam generator 1s generates pulsed thermal neutrons or epithermal neutrons (neutron pulses) by irradiating a predetermined target with an ion pulse incident from the ion beam generator 1n. The neutron beam generator 1s emits a neutron pulse generated by itself as an inspection line toward the incident end of the neutron conduit 1g.

次に、本実施形態に係るコンクリート検査装置Aについて、図2を参照して説明する。
本コンクリート検査装置Aは、図2に示すように、上述したハイブリッド検査線発生装置1、検査線照射部2(照射手段)、検査線検出部3(検出手段)及びデータ処理部4(データ処理手段、可視化手段)によって構成されている。
Next, the concrete inspection apparatus A according to this embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the concrete inspection apparatus A includes a hybrid inspection line generator 1, an inspection line irradiation unit 2 (irradiation unit), an inspection line detection unit 3 (detection unit), and a data processing unit 4 (data processing). Means and visualization means).

このようなコンクリート検査装置Aは、ハイブリッド検査線発生装置1を光出射モードとする光検査モード(第1検査モード)とハイブリッド検査線発生装置1を中性子出射モードとする中性子検査モード(第2検査モード)との2つの動作モードを備える。   Such a concrete inspection apparatus A includes a light inspection mode (first inspection mode) in which the hybrid inspection line generator 1 is in a light emission mode and a neutron inspection mode (second inspection) in which the hybrid inspection line generator 1 is in a neutron emission mode. Mode) and two operation modes.

すなわち、コンクリート検査装置Aは、光出射モード時にハイブリッド検査線発生装置1が検査線として発生するテラヘルツ光(パルス光)の反射、また中性子出射モード時にハイブリッド検査線発生装置1が検査線として発生する中性子パルスの回折を利用するものであり、テラヘルツ光によってコンクリート構造物(検査対象物)の表面状態を、また中性子パルスによってコンクリート構造物の内部状態をそれぞれ非破壊検査する。コンクリート構造物の内部状態とは、例えばコンクリート構造物を構成する複数の物質(骨材、鉄筋及びコンクリート等)の中の特定物質、例えば鉄筋の状態である。   That is, the concrete inspection apparatus A reflects terahertz light (pulse light) generated as an inspection line by the hybrid inspection line generator 1 in the light emission mode, and the hybrid inspection line generator 1 generates an inspection line in the neutron emission mode. It uses neutron pulse diffraction and performs nondestructive inspection of the surface state of a concrete structure (inspection object) with terahertz light and the internal state of the concrete structure with neutron pulse. The internal state of the concrete structure is, for example, a state of a specific substance, for example, a reinforcing bar, among a plurality of substances (aggregate, reinforcing bar, concrete, etc.) constituting the concrete structure.

上記コンクリート構造物は、例えばコンクリート製の橋、ビル、タンクである。このようなコンクリート構造物として、例えば図示する高速道路用の高架橋R(道路橋)がある。高架橋Rは、床版r1及び当該床版r1を地上から数メートルの高さに支承する橋脚r2等から構成されたコンクリート構造物である。このような高架橋Rでは、床版r1の上に施工される道路に凍結防止剤や融雪剤等の散布材を撒くことが行われており、このような散布材の影響による床版r1の劣化、例えば床版r1内に埋設される鉄筋r3の腐食(サビの発生)が懸念される。   The concrete structure is, for example, a concrete bridge, building, or tank. As such a concrete structure, for example, there is a viaduct R (road bridge) for an expressway as shown. The viaduct R is a concrete structure composed of a floor slab r1 and a bridge pier r2 that supports the floor slab r1 at a height of several meters from the ground. In such a viaduct R, spraying materials such as anti-freezing agents and snow melting agents are spread on the roads constructed on the floor slab r1, and the deterioration of the floor slab r1 due to the effect of such spraying material. For example, there is a concern about corrosion (rust generation) of the reinforcing bar r3 embedded in the floor slab r1.

ハイブリッド検査線発生装置1は上記テラヘルツ光あるいは中性子パルスを検査線照射部2に出射する。検査線照射部2は、上記ハイブリッド検査線発生装置1から入射したテラヘルツ光あるいは中性子パルスを床版r1の下面(平面)に対して所定の角度で照射する。また、検査線照射部2は、中性子パルスの出射タイミングt1を検出し、該出射タイミングt1を示す出射検出信号をデータ処理部4に出力する。例えば、検査線照射部2は、所定部材を中性子パルスが透過することによって発生するガンマ線(γ線)を捉えることにより中性子パルスの出射タイミングt1を検出する。   The hybrid inspection line generator 1 emits the terahertz light or neutron pulse to the inspection line irradiation unit 2. The inspection line irradiation unit 2 irradiates the lower surface (plane) of the floor slab r1 with the terahertz light or neutron pulse incident from the hybrid inspection line generator 1 at a predetermined angle. The inspection line irradiation unit 2 detects the emission timing t1 of the neutron pulse, and outputs an emission detection signal indicating the emission timing t1 to the data processing unit 4. For example, the inspection line irradiation unit 2 detects the emission timing t1 of the neutron pulse by capturing the gamma ray (γ ray) generated by the transmission of the neutron pulse through the predetermined member.

検査線検出部3は、図示するように一定間隔で配列する複数(図1では一例として4個)の検出器から構成されている。検査線検出部3は、上記テラヘルツ光が床版r1で反射した反射テラヘルツ光を各検出器で受光すると共に、上記中性子パルスが床版r1で回折された回折中性子パルスを各検出器で検出する。また、この検査線検出部3は、反射テラヘルツ光の受光信号をデータ処理部4に出力すると共に、回折中性子パルスの検出タイミングt2を示す入射検出信号をデータ処理部4に出力する。   The inspection line detection unit 3 includes a plurality of detectors (four as an example in FIG. 1) arranged at regular intervals as shown. The inspection line detector 3 receives the reflected terahertz light reflected by the floor slab r1 with each detector and detects the diffracted neutron pulse diffracted by the floor slab r1 with each detector. . The inspection line detection unit 3 outputs a light reception signal of the reflected terahertz light to the data processing unit 4 and outputs an incident detection signal indicating the detection timing t2 of the diffracted neutron pulse to the data processing unit 4.

データ処理部4は、上記反射テラヘルツ光の受光信号、検査線照射部2から入力される出射検出信号及び検査線検出部3から入力される入射検出信号に基づいて床版r1の表面状態及び内部状態を評価する。すなわち、データ処理部4は、受光信号に基づいて床版r1の表面状態を評価すると共に、出射検出信号及び入射検出信号に基づいて床版r1の内部状態を評価する。   The data processing unit 4 determines the surface state of the floor slab r1 and the inside thereof based on the received light signal of the reflected terahertz light, the emission detection signal input from the inspection line irradiation unit 2, and the incident detection signal input from the inspection line detection unit 3. Assess the condition. That is, the data processing unit 4 evaluates the surface state of the floor slab r1 based on the received light signal, and evaluates the internal state of the floor slab r1 based on the emission detection signal and the incident detection signal.

この内部状態の評価は、上記出射タイミングt1と入射タイミングt2との時間差ΔTを格子定数計算式に導入することにより、床版r1の各回折部位における物質の格子定数dをそれぞれ計算することによって行われる。上記格子定数計算式は、回折現象に関する周知のブラッグの式等に基づくものである。データ処理部4は、このようにして求めた各回折部位における格子定数dに基づいて床版r1の内部状態を2次元的に可視化した検査画像を生成する。   This internal state is evaluated by calculating the lattice constant d of the substance at each diffraction site of the floor slab r1 by introducing the time difference ΔT between the emission timing t1 and the incident timing t2 into the lattice constant calculation formula. Is called. The above equation for calculating the lattice constant is based on the well-known Bragg equation relating to the diffraction phenomenon. The data processing unit 4 generates an inspection image in which the internal state of the floor slab r1 is visualized two-dimensionally based on the lattice constant d at each diffraction site obtained in this way.

次に、このようなコンクリート検査装置Aを用いた非破壊検査方法について詳しく説明する。   Next, a nondestructive inspection method using such a concrete inspection apparatus A will be described in detail.

上記コンクリート検査装置Aを用いた床版r1の非破壊検査では、コンクリート検査装置Aを光検査モードに設定した状態でテラヘルツ光を用いて床版r1の表面状態を非破壊検査する光検査工程と、この光検査工程の検査結果に基づいて損傷の疑いがあると認定された床版r1の箇所について、コンクリート検査装置Aを中性子検査モードに設定した状態で中性子パルスを照射して内部状態を非破壊検査する中性子検査工程とが行われる。そして、中性子検査工程が終了すると、コンクリート検査装置Aは、中性子検査工程で得られた検査結果(物質の格子定数)に基づいて床版r1の内部状態(鉄筋r3等の配置や腐食状態)を検査画像として可視化する可視化工程を行う。   In the non-destructive inspection of the floor slab r1 using the concrete inspection apparatus A, an optical inspection process for non-destructively inspecting the surface state of the floor slab r1 using terahertz light in a state where the concrete inspection apparatus A is set to the optical inspection mode; The slab r1, which was found to be suspected of being damaged based on the inspection result of the optical inspection process, was irradiated with a neutron pulse in a state where the concrete inspection apparatus A was set to the neutron inspection mode, and the internal state was not changed. A neutron inspection process for destructive inspection is performed. When the neutron inspection process is completed, the concrete inspection apparatus A determines the internal state of the floor slab r1 (arrangement and corrosion state of the rebar r3 etc.) based on the inspection result (material lattice constant) obtained in the neutron inspection process. A visualization process for visualizing the inspection image is performed.

上記光検査工程において、検査作業者は、最初にコンクリート検査装置Aを光検査モードに設定する。この光検査モードでは、ハイブリッド検査線発生装置1が光出射モードに設定される。すなわち、ハイブリッド検査線発生装置1では、可動ミラー1bの回動状態がフェムト秒レーザ発生装置1aから入射したフェムト秒レーザを固定ミラー1cの方向(第1の方向)に反射するように設定され、この結果、テラヘルツ光が検査線として検査線照射部2に出射される。   In the optical inspection process, the inspection operator first sets the concrete inspection apparatus A to the optical inspection mode. In this light inspection mode, the hybrid inspection line generator 1 is set to the light emission mode. That is, in the hybrid inspection line generator 1, the rotating state of the movable mirror 1b is set so as to reflect the femtosecond laser incident from the femtosecond laser generator 1a in the direction of the fixed mirror 1c (first direction). As a result, terahertz light is emitted to the inspection line irradiation unit 2 as an inspection line.

そして、検査線照射部2は、テラヘルツ光を検査線として床版r1の表面に走査状に照射する。この結果、テラヘルツ光の照射領域で反射した反射テラヘルツ光が検査線検出部3で順次受光される。そして、検査線検出部3は、上記反射テラヘルツの光受光信号をデータ処理部4に順次出力するので、床版r1の表面状態を示す光検査画像が検査結果としてデータ処理部4で生成される。   Then, the inspection line irradiation unit 2 irradiates the surface of the floor slab r1 in a scanning manner using terahertz light as an inspection line. As a result, the reflected terahertz light reflected by the irradiation region of the terahertz light is sequentially received by the inspection line detection unit 3. Since the inspection line detection unit 3 sequentially outputs the light reception signal of the reflected terahertz to the data processing unit 4, an optical inspection image indicating the surface state of the floor slab r1 is generated by the data processing unit 4 as an inspection result. .

検査作業者は、上記光検査工程でコンクリート検査装置A(データ処理部4)から出力された光検査画像から床版r1の表面における傷や変色等、損傷の疑いがある個所を確認する。そして、上記中性子検査工程において、検査作業者は、コンクリート検査装置Aを光検査モードから中性子検査モードに切り替えると共に、損傷の疑いがある個所が含まれる限定された領域に中性子パルスが照射されるように検査線照射部2の向きを調整する。   The inspection operator confirms a portion that is suspected of being damaged, such as a scratch or discoloration on the surface of the floor slab r1, from the optical inspection image output from the concrete inspection apparatus A (data processing unit 4) in the optical inspection process. In the neutron inspection process, the inspection operator switches the concrete inspection apparatus A from the optical inspection mode to the neutron inspection mode, and the neutron pulse is irradiated to a limited region including a portion suspected of being damaged. The direction of the inspection line irradiation unit 2 is adjusted.

そして、中性子検査モードでは、ハイブリッド検査線発生装置1が中性子出射モードに設定される。すなわち、ハイブリッド検査線発生装置1では、可動ミラー1bの回動状態がフェムト秒レーザ発生装置1aから入射したフェムト秒レーザを固定ミラー1fの方向(第2の方向)に反射するように設定され、この結果、中性子パルスが検査線として検査線照射部2に出射される。検査線照射部2は、中性子パルスを検査線として床版r1の損傷の疑いがある個所の近傍領域に走査状に照射する。この結果、中性子パルスの照射領域(床版r1の表面及び内部)で発生した回折中性子パルスが検査線検出部3で検出される。   In the neutron inspection mode, the hybrid inspection line generator 1 is set to the neutron emission mode. That is, in the hybrid inspection line generator 1, the rotational state of the movable mirror 1b is set so as to reflect the femtosecond laser incident from the femtosecond laser generator 1a in the direction of the fixed mirror 1f (second direction). As a result, a neutron pulse is emitted to the inspection line irradiation unit 2 as an inspection line. The inspection line irradiating unit 2 irradiates a region in the vicinity of a portion suspected of damage to the floor slab r1 using a neutron pulse as an inspection line. As a result, the diffracted neutron pulse generated in the irradiation region of the neutron pulse (the surface and inside of the floor slab r1) is detected by the inspection line detection unit 3.

そして、データ処理部4は、検査線照射部2から入力される出射検出信号及び検査線検出部3から入力される入射検出信号に基づいて出射タイミングt1と入射タイミングt2との時間差ΔTを計算し、この時間差ΔTを格子定数計算式に導入することにより床版r1の各回折部位における物質の格子定数dをそれぞれ計算し、当該各回折部位の格子定数d(格子定数群)を中性子検査工程の検査結果として外部に出力する。   Then, the data processing unit 4 calculates a time difference ΔT between the emission timing t1 and the incident timing t2 based on the emission detection signal input from the inspection line irradiation unit 2 and the incident detection signal input from the inspection line detection unit 3. By introducing this time difference ΔT into the lattice constant calculation formula, the lattice constant d of the substance at each diffraction site of the floor slab r1 is calculated, and the lattice constant d (lattice constant group) of each diffraction site is calculated in the neutron inspection step. Output to the outside as the inspection result.

さらに、データ処理部4は、上記格子定数d(格子定数群)に基づいて床版r1の内部状態を示す中性子検査画像を上記可視化工程の結果として生成する。なお、上記格子定数計算式は、周知のものなので詳細な説明を割愛するが、回折現象を示すブラッグの式に基づくものであり、当該ブラッグの式における中性子の波長を周知のドブロイの式によって与えると共に、当該ドブロイの式における中性子の運動量を時間差ΔTから幾何学的に求められる中性子の速度、また質量及び光速によって与えるものである。   Further, the data processing unit 4 generates a neutron inspection image showing the internal state of the floor slab r1 as a result of the visualization step based on the lattice constant d (lattice constant group). The lattice constant calculation formula is well known and will not be described in detail. However, it is based on the Bragg equation indicating the diffraction phenomenon, and the neutron wavelength in the Bragg equation is given by the well-known de Broglie equation. At the same time, the momentum of the neutrons in the de Broglie's equation is given by the neutron velocity, the mass and the speed of light which are geometrically determined from the time difference ΔT.

例えば、中性子パルスの照射領域内に鉄筋r3が存在する場合、当該鉄筋r3と周囲のセメントや骨材とは結晶構造が異なるので、鉄筋r3と周囲部分とでは格子定数dが当然に異なる。また、上記鉄筋r3が腐食して鉄筋r3の周囲にサビが発生している場合、このサビは、鉄の酸化物なので、鉄筋r3とは異なる結晶構造であり、よって格子定数dが鉄筋s1とは異なる。したがって、上記格子定数d(格子定数群)は、床版r1の内部状態を示す情報である。   For example, when the reinforcing bar r3 is present in the irradiation region of the neutron pulse, since the reinforcing bar r3 and the surrounding cement or aggregate have different crystal structures, the lattice constant d is naturally different between the reinforcing bar r3 and the surrounding portion. Further, when the rebar r3 is corroded and rust is generated around the rebar r3, this rust is an oxide of iron, and therefore has a crystal structure different from that of the rebar r3. Therefore, the lattice constant d is equal to the rebar s1. Is different. Therefore, the lattice constant d (lattice constant group) is information indicating the internal state of the floor slab r1.

以上説明したように、本実施形態に係るハイブリッド検査線発生装置1は、光出射モードと中性子出射モードとの2つの動作モードを備えている。すなわち、ハイブリッド検査線発生装置1は、動作モードに応じて可動ミラー1bの回動状態を切り替えることにより、テラヘルツ光あるいは中性子パルスを検査線として検査線照射部2に択一的に出射する。   As described above, the hybrid inspection line generator 1 according to the present embodiment has two operation modes of the light emission mode and the neutron emission mode. That is, the hybrid inspection line generator 1 selectively emits terahertz light or a neutron pulse as an inspection line to the inspection line irradiation unit 2 by switching the rotation state of the movable mirror 1b according to the operation mode.

したがって、本実施形態に係るハイブリッド検査線発生装置1によれば、単一の線源であるフェムト秒レーザを用いて異なる2つの検査線を発生することができるので、2つの検査線を個別の発生装置で発生させる場合に比較してコンクリート検査装置Aの装置構成をコンパクトにすることが可能である。したがって、このハイブリッド検査線発生装置1によれば、コンクリート検査装置Aの取り扱い性が良いので、床版r1の内部状態を効率良く非破壊検査することができる。   Therefore, according to the hybrid inspection line generator 1 according to the present embodiment, two different inspection lines can be generated using the femtosecond laser that is a single source, so that the two inspection lines are individually It is possible to make the apparatus configuration of the concrete inspection apparatus A compact as compared with the case where it is generated by the generator. Therefore, according to this hybrid inspection line generator 1, since the concrete inspection apparatus A is easy to handle, the internal state of the floor slab r1 can be efficiently inspected nondestructively.

また、ハイブリッド検査線発生装置1によれば、2種類の検査線(テラヘルツ光及び中性子パルス)が同軸手段によって同一の出射軸になっているので、個別の出射軸に構成する場合に比較してコンクリート検査装置Aの取り扱い性が良好であり、よって床版r1の内部状態を効率良く非破壊検査することができる。   Also, according to the hybrid inspection line generator 1, since two types of inspection lines (terahertz light and neutron pulse) are on the same exit axis by the coaxial means, compared to the case where they are configured as individual exit axes. The handling property of the concrete inspection apparatus A is good, so that the internal state of the floor slab r1 can be efficiently inspected nondestructively.

また、このようなハイブリッド検査線発生装置1を備えるコンクリート検査装置Aによれば、光検査工程の後に中性子検査工程を行うことが可能であり、よって床版r1の下面全体を対象に中性子検査工程を行う場合よりも、床版r1の内部状態を効率良く非破壊検査することができる。   Moreover, according to the concrete inspection apparatus A provided with such a hybrid inspection line generator 1, it is possible to perform the neutron inspection process after the optical inspection process, and thus the neutron inspection process for the entire lower surface of the floor slab r1. It is possible to inspect the internal state of the floor slab r1 more efficiently than in the case of performing the destructive inspection.

また、このようなコンクリート検査装置Aを用いた非破壊検査方法によれば、光検査工程の後に中性子検査工程を行うので、損傷の疑いがある個所近傍のみについて光検査工程を行えば良く、よって床版r1の下面全体を対象に中性子検査工程を行う場合よりも、床版r1の内部状態を効率良く非破壊検査することができる。   In addition, according to the nondestructive inspection method using such a concrete inspection apparatus A, since the neutron inspection process is performed after the optical inspection process, it is only necessary to perform the optical inspection process only in the vicinity of a portion suspected of being damaged. The internal state of the floor slab r1 can be more efficiently nondestructively inspected than when the neutron inspection process is performed on the entire lower surface of the floor slab r1.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
(1)上記実施形態では、コンクリート構造物の1つである高架橋Rを検査対象物としたが、本発明はこれに限定されない。検査対象物は、テラヘルツ光を反射させると共に中性子を回折させる物体であれば、如何なるいかなる物体であっても良い。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, the following modifications can be considered.
(1) In the above embodiment, the viaduct R, which is one of the concrete structures, is an inspection object, but the present invention is not limited to this. The inspection object may be any object as long as it reflects terahertz light and diffracts neutrons.

(2)上記コンクリート検査装置Aでは、テラヘルツ光あるいは中性子パルスを検査光として床版r1に照射するが、これら検査線は検査作業者が視認可能なものではない。このような検査状況に鑑みて、例えば光伝導アンテナ1jを構成する2枚の電極間に印加するバイアス電圧を一時的に印加停止することにより、光伝導アンテナ1jの機能を一時的に停止させ、以て検査作業者が視認可能なフェムト秒レーザをガイド光として検査線照射部2から床版r1に照射することにより、光検査工程あるいは/及び中性子検査工程において床版r1の表面上における検査線の照射位置を事前確認できるようにすることが考えられる。 (2) Although the concrete inspection apparatus A irradiates the floor slab r1 with terahertz light or neutron pulse as inspection light, these inspection lines are not visible to the inspection operator. In view of such an inspection situation, for example, by temporarily stopping application of a bias voltage applied between two electrodes constituting the photoconductive antenna 1j, the function of the photoconductive antenna 1j is temporarily stopped, Thus, by irradiating the floor slab r1 from the inspection line irradiation unit 2 as a guide light with a femtosecond laser visible to the inspection operator, the inspection line on the surface of the floor slab r1 in the optical inspection process and / or neutron inspection process It is conceivable to make it possible to confirm the irradiation position in advance.

(3)上記ハイブリッド検査線発生装置1では、光伝導アンテナ1jを際後段に設けるようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、可動ミラー1b〜固定ミラー1c〜固定ミラー1d〜固定ミラー1fまでのフェムト秒レーザの光路のいずれかの位置あるいは固定ミラーeと中性子導管1gとの間に光伝導アンテナ1jを設けても良い。 (3) In the hybrid inspection line generator 1, the photoconductive antenna 1j is provided at the rear stage, but the present invention is not limited to this. For example, the photoconductive antenna 1j may be provided at any position in the optical path of the femtosecond laser from the movable mirror 1b to the fixed mirror 1c to the fixed mirror 1d to the fixed mirror 1f or between the fixed mirror e and the neutron conduit 1g. .

(4)上記ハイブリッド検査線発生装置1では、同軸化手段を固定ミラー1c〜1e及びシャッタ1h、1iによって構成したが、本発明はこれに限定されない。例えば固定ミラー1c,1dに代えて他の光導波路を採用しても良い。他の光導波路として、例えば光ファイバが考えられる。 (4) In the hybrid inspection line generator 1, the coaxial means is constituted by the fixed mirrors 1c to 1e and the shutters 1h and 1i, but the present invention is not limited to this. For example, other optical waveguides may be employed instead of the fixed mirrors 1c and 1d. As another optical waveguide, for example, an optical fiber can be considered.

A…コンクリート検査装置(非破壊検査装置)、R…高架橋、r1…床版、r2…橋脚、r3…鉄筋、1…ハイブリッド検査線発生装置、1a…フェムト秒レーザ発生装置、1b…可動ミラー(可変出射手段)、1c〜1e…固定ミラー(同軸化手段)、1f…固定ミラー、1g…中性子導管、1h,1i…シャッタ(同軸化手段)、1j…光伝導アンテナ(光変換手段)、1k…光増幅器、1m…集光レンズ、1n…イオン線発生器、1r…偏向磁石、1s…中性子線発生器、2…検査線照射部(照射手段)、3…検査線検出部(検出手段)、4…データ処理部(データ処理手段、可視化手段)   A ... Concrete inspection device (non-destructive inspection device), R ... bypass, r1 ... slab, r2 ... pier, r3 ... rebar, 1 ... hybrid inspection line generator, 1a ... femtosecond laser generator, 1b ... movable mirror ( (Variable emission means), 1c to 1e, fixed mirror (coaxial means), 1f, fixed mirror, 1g, neutron conduit, 1h, 1i, shutter (coaxial means), 1j, photoconductive antenna (light converting means), 1k DESCRIPTION OF SYMBOLS Optical amplifier, 1m ... Condensing lens, 1n ... Ion beam generator, 1r ... Deflection magnet, 1s ... Neutron beam generator, 2 ... Inspection line irradiation part (irradiation means), 3 ... Inspection line detection part (detection means) 4, data processing unit (data processing means, visualization means)

Claims (6)

フェムト秒のパルス幅を有するフェムト秒レーザパルスを発生するフェムト秒レーザ発生装置と、
該フェムト秒レーザ発生装置から入射したフェムト秒レーザパルスを第1の方向あるいは第2の方向に択一的に出射する可変出射手段と、
該可変出射手段によって第1の方向に出射したフェムト秒レーザパルスをテラヘルツ光に変換し、検査線として外部に出射する光変換手段と、
可変出射手段によって第2の方向に出射したフェムト秒レーザパルスに基づいて所定元素のイオン線を発生するイオン線発生器と、
該イオン線発生器から入射したイオン線に基づいて中性子線を発生し、検査線として外部に出射する中性子線発生器と
を具備することを特徴とする検査線発生装置。
A femtosecond laser generator for generating a femtosecond laser pulse having a femtosecond pulse width;
Variable emission means for selectively emitting the femtosecond laser pulse incident from the femtosecond laser generator in the first direction or the second direction;
A light converting means for converting the femtosecond laser pulse emitted in the first direction by the variable emitting means into terahertz light and emitting the same as an inspection line;
An ion beam generator for generating an ion beam of a predetermined element based on the femtosecond laser pulse emitted in the second direction by the variable emission means;
A neutron beam generator that generates a neutron beam based on an ion beam incident from the ion beam generator and emits the neutron beam as an inspection line.
テラヘルツ光の出射軸と中性子線の出射軸とを同軸化する同軸化手段をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の検査線発生装置。   2. The inspection line generator according to claim 1, further comprising coaxial means for coaxially cohering the output axis of the terahertz light and the output axis of the neutron beam. 同軸化手段は、テラヘルツ光を複数の反射板で反射することによりラヘルツ光の出射軸を中性子線の出射軸に同軸化することを特徴とする請求項1または2記載の検査線発生装置。   The inspection line generator according to claim 1 or 2, wherein the coaxial means makes the emission axis of the lahertz light coaxial with the emission axis of the neutron beam by reflecting the terahertz light with a plurality of reflectors. 光変換手段は、フェムト秒レーザパルスをテラヘルツ光に変換することなくガイド光として通過させる選択機能を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の検査線発生装置。   The inspection line generator according to any one of claims 1 to 3, wherein the light conversion means has a selection function of allowing the femtosecond laser pulse to pass as guide light without being converted into terahertz light. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の検査線発生装置と、
該検査線発生装置から供給されたテラヘルツ光あるいは中性子線を検査対象物に対して走査状に照射する照射手段と、
テラヘルツ光が検査対象物によって反射して得られる反射光あるいは中性子線が検査対象物によって回折されて得られる回折中性子線を照射部の走査位置に応じて検出する検出手段と、
該検出手段から入力される反射光あるいは回折中性子線の検出信号のうち、反射光の検出信号に基づいて検査対象物の走査位置における表面状態を判定し、回折中性子線の検出信号に基づいて検査対象物の走査位置における物質の格子定数を算出するデータ処理手段と、
各走査位置における検査対象物の表面状態あるいは物質の格子定数に基づいて検査対象物の表面状態あるいは内部状態を可視化する可視化手段と
を具備することを特徴とする非破壊検査装置。
The inspection line generator according to any one of claims 1 to 4,
An irradiation means for irradiating the inspection target with terahertz light or neutron beam supplied from the inspection line generator;
Detecting means for detecting reflected light obtained by reflecting terahertz light by the inspection object or diffracted neutron beam obtained by diffracting the neutron beam by the inspection object according to the scanning position of the irradiation unit;
Of the detection signal of the reflected light or diffracted neutron beam input from the detection means, the surface state at the scanning position of the inspection object is determined based on the detection signal of the reflected light, and the inspection is performed based on the detection signal of the diffracted neutron beam Data processing means for calculating the lattice constant of the substance at the scanning position of the object;
A non-destructive inspection apparatus comprising: a visualization unit that visualizes a surface state or an internal state of an inspection object based on a surface state of the inspection object or a lattice constant of the substance at each scanning position.
テラヘルツ光を用いて検査対象物の表面状態を非破壊検査する光検査工程と、
該光検査工程の検査結果に基づいて損傷の疑いがあると認定された箇所に中性子線を走査状に照射し、該中性子線が検査対象物で回折して得られる回折中性子線を検出することにより、検査対象物の各走査位置における物質の格子定数を算出する中性子検査工程と、
該中性子検査工程で得られた物質の格子定数に基づいて検査対象物の内部状態を可視化する可視化工程と
を有することを特徴とする非破壊検査方法。
An optical inspection process for nondestructive inspection of the surface state of the inspection object using terahertz light;
Irradiating a neutron beam in a scanning manner to a part that is recognized as being suspected of being damaged based on the inspection result of the optical inspection process, and detecting a diffracted neutron beam obtained by diffracting the neutron beam by an inspection object By the neutron inspection process for calculating the lattice constant of the substance at each scanning position of the inspection object,
And a visualization step of visualizing the internal state of the inspection object based on the lattice constant of the substance obtained in the neutron inspection step.
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