JPH01189551A - 爆発物検査方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、鞄、梱包物等の形態の手荷物、航空貨物、郵
便物等（以下、荷物という）に爆発物が混入しているが
否かを検査する検査方法及び装置に関し、特に、中性子
を利用して鞄、梱包物等の形態のま１その外部から検査
する上述の検査方法及び装置に関するものである。

［従来の技術］ 公衆もしくは特定の個人に危害を加える目的で上述した
荷物に爆発物が隠され混入していることがあるので、こ
れを事前に発見するために、荷物の梱包の外部がら爆発
物の存否を検知する必要がある。しかし、爆発物は様々
な形態に加工されたり、日用品に擬装されたりするので
、単なる目視や触感によって爆発物を識別することは極
めて難しい。

そのため、外部から爆発物を識別すべく、Ｘ線検査法、
蒸気法、熱エネルギ分析法、核磁気共鳴法、中性子検査
法等の様々な検査方法が開発されてきた。これ等の検査
方法のうち、中性子検査法は、爆発物が一般に窒素成分
を含有することに着目し、窒素に中性子もしくは熱中性
子を照射することによって非弾性散乱反応又は中性子捕
獲反応を起こし、その結果放出されるガンマ線を測定す
るもので、一般の日用品の窒素含有率が高々１０重景％
であるのに対し、爆発物は約１５〜４０％という高率で
窒素を含有することから、被検査物の密度及び被検査物
中のガンマ線放出率分布を測定し、これから爆発物を識
別している。

第５図は、上述した中性子検査法によるガンマ線検出系
の従来の配列例の概要を示し、Ａは被検査物を格納する
空間の境界域、Ｂはガンマ線検出器、Ｃは被検査物であ
る爆発物中の窒素の位置である。境界域Ａは、航空手荷
物の例では、予想される手荷物の外形寸法のすべてに適
合できるように、幅及び奥行き５０ｃｍ、高さ８０ｃ−
程度の寸法を必要とし、ガンマ線検出器Ｂは、周知のシ
ンチレーション検出器又は半導体検出器の検出部に該当
するもので、実際の検査装置では、境界域Ａ内の任意の
位置に対して均一の感度をもたないように、且つ境界域
Ａ内の任意の位置別の窒素分布を求められるように、境
界域Ａの外周に多数設置される。

中性子照射によって位置Ｃの窒素から放出されるガンマ
線は、位ｆｆｃからガンマ線検出器Ｂまでの距離の２乗
に逆比例した数が同ガンマ線検出器Ｂに到達する。窒素
１ｇがあり、毎秒１個の検出目的とするガンマ線が放出
されると仮定すると、ガンマ線検出器Ｂの表面積が１０
００１１１２の場合、ガンマ線検出器Ｂに入射するガン
マ線の数は第６図に示すように距離によって変化する。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、中性子検査法では、窒素と中性子との反応を
利用して爆発物の検知を行うのであるが、空気中には約
７６％の窒素が存在しており、これは通常の生活環境で
は、空気１１当たり約０．９ｇに相当する。そのため、
境界域Ａで囲まれた空間にも空気１°ｐについて約０．
９ｇの窒素が均一に分布していると考えることができる
ので、境界域Ａが上述した寸法を有する場合、ガンマ線
検出器Ｂの表面には約２．８個のガンマ線が入射するこ
とになる。

これは、放射線計測におけるバックグラウンド計数率と
同様の効果を与えるので、ガンマ線検出器表面から離れ
た位置の窒素量は、相当多くないと検出されない。

このように、従来の中性子検出法による爆発物検査では
、空気中に天然に存在する窒素のために、検知目的とす
る窒素量の下限値を低くすることができず、検出精度に
問題があった。

従って、本発明の目的は、空気中に存在する窒素の影響
を受けずに爆発物を検知することができる中性子検査式
の爆発物検査方法及び装置を提供することである。

［問題点を解決するための手段］ この目的から、請求項１に記載の発明による爆発物検査
方法では、窒素を含む爆発物を識別すべく、検査位置に
ある被検査物の周囲の雰囲気中の空気を窒素を含有しな
い物質で置換し、前記物質で置換された雰囲気内の前記
被検査物に中性子を照射し、前記被検査物に窒素が含ま
れていれば該窒素から放出されるガンマ線を検出して、
前記被検査物が爆発物であるか否が判断している。

また、請求項２に記載の発明による検査装置では、検査
位置にある被検査物に中性子を照射する中性子線源と、
該中性子線源に前記被検査物を挟んで対峙するガンマ線
検出器と、該ガンマ線検出器に接続されその出力信号を
処理して前記被検査物が爆発物であるか否か判断する処
理・判断装置と、前記検査位置にある前記被検査物の周
囲の雰囲気に窒素を含有しない物質を供給し前記雰囲気
中の空気を前記物質に置換する供給・置換装置とを備え
ている。

［作用］ 被検査物は検査位置に置がれる。この検査位置の空間容
積は、予想される被検査物の外形寸法のすべてに適合で
きるように計画されるため、個々の被検査物を検査位置
に置いた時には、その周囲に相当に余分な空間が残らざ
るを得ない。本発明によると、この残された空間中の窒
素を含有する空気が例えば炭酸ガス、ヘリウムガスのよ
うな窒素を含まない物質によって置換され、残された空
間中にバックグランドとして存在する窒素の量を可及的
に減じている。

［実施例コ 次に、本発明の好適な実施例について添付図面を参照し
て詳細に説明するが、図中、同一符号は同−又は対応部
分を示すものとする。

本発明による爆発物検査方法を実施する可動式検査装置
の一実施例を示す第１図及び第２図において、５は放射
線遮蔽を兼ねる実質的に円筒形の外殻もしくはハウジン
グであり、該ハウジング５の中央に丸い支柱７が配設さ
れている。この支柱７とハウジング５との間に画成され
た環状の空間内には、複数のローラ７ｄによって回転自
在に支持された環状の検査台７ａがある。環状検査台７
ａの中心側には、支柱７を取り囲むように円筒形の仕切
体７ｂが設けられており、また、該仕切体７ｂからは複
数の垂直仕切板７ｃが放射状に延びている。支柱７には
、その周面で開口する複数の孔（供給・置換装置）８ａ
が穿孔されており、これ等の孔８ａに炭酸ガス供給管（
供給・置換装置）８が連通している。また、円筒形の仕
切体７ｂは孔８ａに対応する高さの部位に孔（供給・置
換装置）８ｂを有し、そして仕切板７ｃも孔（供給・置
換装置）８ｃを有するので、結局、炭酸ガス供給管８は
検査台７ａの上方の環状空間に連通ずる。検査台７ａの
下方の領域には中性子線源１及び適宜の中性子減速材４
が配設され、仕切体７ｂよりも上方の領域には、好まし
くは中性子線源１に対応する位置にガンマ線検出器２が
配設され、このガンマ線検出器２がハウジング外部のデ
ータ処理装置（処理・判断装！り３に接続される。そし
て隣接する仕切板７ｃ間の扇形領域に各種の被検査物６
が載置され、この被検査物６が第１図に示す検査位置に
達すると、上述したガンマ線検出器２によって被検査物
６を検査し、ガンマ線検出器２の出力信号をデータ処理
装置３によって解析するように構成されている。

好適な実施例においては、上述した回転検査台７ａ、円
筒形の仕切体７ｂ及び放射状に延びる仕切板７Ｃは一体
構造であり、図示しない適宜の駆動装置により又は手動
により一定時間毎に６０’ずつ第２図において時計方向
に回転する機能を有する。従って、仕切体７ｂが回転す
るにつれ、孔８ａに整合する仕切体７ｂの孔８ｂを介し
て炭酸ガス（窒素を含まない物質）が扇形の領域内に導
かれる。尚、仕切板７ｃに設けられた孔８ｃには、各扇
形の領域内の炭酸ガスが回転方向の上流側にのみ通過で
きるように、リード弁のような適宜の手段（図示せず）
を設けておくのが好ましい。また、炭酸ガス供給管８か
らは一定流量の炭酸ガスを供給するのが好ましい。

被検査物６の検査の際には、被検査物６を入口９より回
転検査台７ａ上に載置し、検査台７ａを一定時間毎に回
転させると、被検査物６は中性子線源１及びガンマ線検
出器２が設置された検査位置へ時計方向に移動してゆく
が、この移動中に、ハウジング５内の空気が炭酸ガス供
給管８から充填された炭酸ガスによって順次置換されて
ゆく、従って、被検査物６が検査位置に達した時には、
該被検査物６が載置されている扇形の領域の空気は実質
的に炭酸ガスとなっている０次に、検査位置において検
査が行われた被検査物６は取出口１０へと搬出される。

第３八図は、本発明による爆発物検査方法を実施する固
定式検査装置の実施例を示している。第３八図において
、５は放射線遮蔽機能を有する装置外殻であり、相互に
上下方向に離間して固設された中空の上半分５ａ及び下
半部５ｂからなり、上半部５ａの中空部には中性子線源
１が中性子減速材４によって囲まれ収容されており、下
半部５ｂの中空部にはガンマ線検出器２が中性子減速材
４によって囲まれ収容されている。ガンマ線検出器２の
上方には被検査物６を配設することができる。また、こ
のガンマ線検出器２には前述した実施例と同様にデータ
処理装置３が接続されており、このデータ処理装置３に
よりガンマ線検出器２がらの出力信号を処理して爆発物
の識別を行う。

上半部５ａの下面には、底部が閉じたベロー状の伸縮自
在な囲い（供給・ｆｆ置換装置１２が気密に取り付けら
れている。囲い１２の直径は、後述するように囲い１２
が伸びた時、その下方にある被検査物６を十分に覆うこ
とができるように設定されている。

下半部５ｂの下方に図示されているのはヘリウムガス供
給タンク１１であり、このタンク１１には、ヘリウムガ
ス補給配管１４とヘリウムガス供給管（供給・置換装置
）８とが接続されており、ヘリウムガス供給管８は外殻
５の上半部５ａを通って前述した囲い１２の内部に連通
している。従って、図示しないヘリウムガス源から補給
されてタンク１１内に貯蔵されたヘリウムガス（窒素を
含まない物質）はへリウムーガス供給管８を通って囲い
１２内に流入することができる。

タンク１１内のヘリウムガスの圧力を調整するために、
タンク１１は、伸縮自在のベロー１１ａと、該ベロー１
１ａの頂部に設けられた取付板１１ｂと、該取付板１１
ｂに下端で装着されたねじ棒１１ｃと、該ねじ棒１１ｃ
に螺合する加減圧装置１３とを備えており、加減圧装置
１３を駆動してねじ棒１１ｃを上下に移動させ、ベロー
１１ａ内のヘリウムガスの圧力を加減することができる
。

上述した固定式検査装置を作動して被検査物６の検査を
行いたい時には、先ず、被検査物６を第３＾図の検査位
置に置いてから、加減圧装置１３を作動して、第３Ｂ図
に示すように取付板１１ｂを下方に移動させると、タン
ク１１内のヘリウムガスは加圧され、ヘリウムガス供給
管８を通ってベロー状の囲い１２の内部に流入し、囲い
１２を第３Ｂ図に示すように下方に伸張させる。そのな
め、囲い１２はその底部で被検査物６を覆い、被検査物
６の周囲の空気がヘリウムガスで実買的に置換された状
態となる。この状態で被検査物６の検査が行われる。

検査後、加減圧装置１３を逆方向に作動して、ベロー１
１ａを再伸張させれば、ベロー１１ａ内が減圧され、囲
い１２内のヘリウムガスをベロー１１ａ内に回収するこ
とができる。

［発明の効果］ 中性子照射によって窒素１ｇから測定目的とするガンマ
線が毎秒１００個放出される環境となっており、ガンマ
線検出器は検出面１ｃｍ”当たり１個のガンマ線が入射
した時に１個の計数値を得る感度を有し、検出面の面積
は１００ｃｍ”、中性子が有効に照射される空間の容積
は約６４０１と仮定する。また、検査位置に対応して配
設されたガンマ線検出器により５秒間の測定を行い、検
知すべき爆発物の化合物重量を４０ｇ、その１５重量％
、即ち６ｇが窒素であるとすれば、ガンマ線検出器の計
数値は、ガンマ線検出器と爆発物との間の距離に応じて
第４図のグラフに示すように変化する。

爆発物の周囲に空気中の窒素がある場合には、中性子の
照射される容積６４０１の空間の空気中の窒素によって
、ガンマ線検出器は１４００カウントの計数をする。こ
の空気中の窒素によるバックグランド計数に対して、爆
発物中の窒素による計数を有意に弁別するためには、３
Ｘ／”Ｔτ市−（ζ１１２）カウント以上の計数が必要
となり、第４図から諒解されるように、ガンマ線検出器
より約２０ｃｍ以内の範囲にある爆発物の検知に限定さ
れてしまう。

一方、請求項１及び請求項２に記載の本発明に従って空
気の影響を排除すれば、バックグランドの窒素量はほぼ
０となり、爆発物内の窒素によるガンマ線のみを測定す
ることになるので、中性子が照射される空間の全体にわ
たって有意な窒素量を検知することができ、検知精度が
向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による可動式検査位置の概要を示す垂
直断面図、第２図は、第１図の可動式検査装置の水平断
面図、第３八図は、本発明による別の固定式検査装置の
空気置換前の状態を示す概要図、第３Ｂ図は、第３八図
の固定式検査装置の空気置換後の状態を示す概要図、第
４図は、被検査物からガンマ線検出器までの距離とガン
マ線計数値との関係を示すグラフ、第５図は、従来の中
性子検査法による爆発物検査装置の配列例を示す概要図
、第６図は、被検査物からガンマ線検出器までの距離と
ガンマ線検出器に入射するガンマ線の数との関係を示す
概要図である。 １・・・中性子線源 ２・・・ガンマ線検出器 ３・・・データ処理装置（処理・判断装置）８・・・炭
酸ガスもしくはヘリウムガス供給管（供給・置換装置） ８ａ、８ｂ、８ｃ・・・孔（供給・置換装置）１２・・
・囲い（供給・置換装置） 第３Ａ図 第３Ｂ図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）窒素を含む爆発物を識別すべく、検査位置にある被
   検査物の周囲の雰囲気中の空気を窒素を含有しない物質
   で置換し、前記物質で置換された雰囲気内の前記被検査
   物に中性子を照射し、前記被検査物に窒素が含まれてい
   れば該窒素から放出されるガンマ線を検出して、前記被
   検査物が爆発物であるか否か判断する、爆発物検査方法
   。 ２）検査位置にある被検査物に中性子を照射する中性子
   線源と、該中性子線源に前記被検査物を挟んで対峙する
   ガンマ線検出器と、該ガンマ線検出器に接続されその出
   力信号を処理して前記被検査物が爆発物であるか否か判
   断する処理・判断装置と、前記検査位置にある前記被検
   査物の周囲の雰囲気に窒素を含有しない物質を供給し前
   記雰囲気中の空気を前記物質に置換する供給・置換装置
   とを備える、爆発物検査装置。