JPH08211022A

JPH08211022A - 材料検査装置

Info

Publication number: JPH08211022A
Application number: JP7092199A
Authority: JP
Inventors: Eriko Takeda; 栄里子武田; Masahiro Otaka; 正廣大高; Tadashi Morinaka; 廉守中; Juichi Nishino; 壽一西野; 文信 ▲高▼橋; Fuminobu Takahashi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-12-05
Filing date: 1995-04-18
Publication date: 1996-08-20
Also published as: US5793203A; EP0716300A1

Abstract

(57)【要約】【目的】放射線源、およびそこから発生する放射線が
存在する環境下でも使用可能な材料検査装置を提供す
る。【構成】材料検査装置を、少なくとも一部分に超電導
体を用いた磁気センサを含んで構成した検出回路１と、
少なくとも前記検出回路から出力された信号を処理する
半導体回路を含んで構成した信号処理回路２と、前記検
出回路１と前記信号処理回路２の間の信号伝達手段とを
少なくとも含んで構成し、前記信号処理回路２は放射線
の線量当量が前記検出回路１と同じか、もしくは、より
小さい場所に設置する。【効果】高精度、高信頼、高効率、および長時間連続
使用が可能で、回路動作の安定性にも優れた検査装置を
実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、超電導体を用いた磁
気センサを含んで構成した材料検査装置に関し、特に、
原子炉の圧力容器内など、放射線源、およびそれから発
生する放射線が存在する場所でも使用可能な材料検査装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術における代表的な超電導体を用
いた磁気センサはＳＱＵＩＤである。ＳＱＵＩＤは超電
導の性質を利用して、微小な磁場を検出することができ
る素子である。

【０００３】ＳＱＵＩＤを用いた磁場検出の応用の１つ
に、材料の劣化の診断があるが、これについては特開平
２−７８９８３などに開示されている。従来技術の材料
の劣化の診断おけるＳＱＵＩＤの構成を図２３に示す。
従来技術においてはＳＱＵＩＤ１６２と検出コイル１６
３はそれぞれ別のクライオスタット１６４に配置され、
両者をフレキシブルチュ−ブ１６５で接続していた。従
来技術においてはＳＱＵＩＤ１６２を放射線源から遠ざ
けることについては考慮されているが、信号の増幅、信
号処理などに使用される半導体回路１６１については放
射線が存在する場所で使用するための特別な配慮は何ら
施されていなかった。

【０００４】また、一般的にＳＱＵＩＤはアナログ磁束
信号を入力して、アナログ電圧信号を出力するセンサで
あるが、ＳＱＵＩＤの出力をデジタル化し機能を向上さ
せることについては公知であり、これらはデジタルＳＱ
ＵＩＤと呼ばれている。ＳＱＵＩＤの場合も他の多くの
センサ技術と同様に、デジタル化することは信号処理や
デ−タの伝送を容易にするものである。従って、デジタ
ル化そのものはＳＱＵＩＤに特有の技術ではなく、ま
た、具体的な方法についても、例えば特開昭６４−２１
３７９や特開平５−１２６９２５などに開示されてい
る。しかし、デジタルＳＱＵＩＤ磁束計においても、放
射線源あるいはそこから発生する放射線が存在する場所
で使用するための特別な配慮は何ら施されていなかっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】原子炉の圧力容器内な
ど、放射線源が存在する場所で材料検査用にＳＱＵＩＤ
磁束計を用いる場合と、例えばＳＱＵＩＤ磁束計の代表
的な用途である生体磁気計測用に用いる場合とを比較す
ると、主な測定環境の相違点およびそれに付随して起こ
る現象として以下の３点が挙げられる。

【０００６】（１）原子炉の圧力容器内は燃料棒を抜い
た状態であっても強いガンマ線が存在する。

【０００７】（２）原子炉の圧力容器内の強いガンマ線
が存在する場所と、圧力容器の外壁までの距離が最低数
十ｍある。

【０００８】（３）原子炉内の圧力容器内に存在するガ
ンマ線がＳＱＵＩＤを通過するとそれらのエネルギ−の
一部が吸収されて準粒子を発生し、結果としてＳＱＵＩ
Ｄの雑音を増加させる。また、圧力容器内には磁性体が
多く存在するため環境雑音が大きい。

【０００９】これらの特殊環境により、一般的なアナロ
グ動作のＳＱＵＩＤ磁束計を用いた場合、すなわち、半
導体素子で作製した駆動回路を用い、アナログ信号を出
力し、ＦＬＬ回路により帰還制御するＳＱＵＩＤ磁束計
を用いた場合は次のような問題が生じる。

【００１０】まず、ガンマ線の影響によりバイポ−ラト
ランジスタやＭＯＳトランジスタなどの半導体素子が劣
化してしまうため、従来技術におけるＳＱＵＩＤ磁束計
のように、増幅器を半導体素子で構成するとともにＳＱ
ＵＩＤの近くに設置した場合は、増幅器の特性劣化によ
り測定結果の安定性が悪く、また、長時間の測定が不可
能であった。このように、ＳＱＵＩＤからの出力信号自
体の安定性が悪いため、ＦＬＬ回路なども安定に動作し
なかった。従って、従来技術のアナログＳＱＵＩＤ磁束
計を用いた場合は、測定の精度も悪く測定結果の信憑性
が低いなどの問題が存在した。

【００１１】また、デジタルＳＱＵＩＤの場合も回路の
駆動や信号処理などに使用する半導体回路の設置場所に
ついては今まで何の配慮もなされていない。一般にデジ
タルＳＱＵＩＤの利点として、アナログ出力のＳＱＵＩ
Ｄ磁束計に比べて外来雑音に対しては強いということが
挙げられる。しかし、原子炉の圧力容器内などで使用す
る場合は放射線の照射により雑音が増加するという問題
が生じること自体が認識されておらず、従来のデジタル
ＳＱＵＩＤにおいては何の対策も行なわれていなかっ
た。すなわち、従来のデジタルＳＱＵＩＤ磁束計を原子
炉の内部で使用した場合も測定精度がやはり劣化すると
いう問題が生じた。

【００１２】本発明の目的は上記従来技術の持つ問題点
を解決し、少なくとも半導体回路を用いて構成した信号
処理回路の劣化を低減することができ、また、検出回路
と信号処理回路を近くに置くことができ、また、測定し
ている位置を同定することができ、また、同時に複数個
所の測定ができ、また故障時にもスム−スに対応するこ
とができる、高精度、高信頼、高効率、および長時間連
続使用が可能で、回路動作の安定性にも優れた検査装置
を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的は、材料検査装
置を少なくとも一部分に超電導体を用いた磁気センサを
含んで構成した検出回路と、少なくとも前記検出回路か
ら出力された信号を処理する半導体回路を含んで構成し
た信号処理回路と、前記検出回路と前記信号処理回路間
の信号伝達手段とを少なくとも含んで構成し、前記信号
処理回路は放射線の線量当量が前記検出回路と同じか、
もしくは、より小さい場所に設置する、もしくは、少な
くとも放射線に対する耐久性が強い回路と、前記回路に
比較して放射線に対する耐久性が弱い回路とから構成
し、前記放射線に対して耐久性が強い回路は物理量を測
定し、前記放射線に対して耐久性が弱い回路は信号処理
を行なうように構成する、もしくは少なくとも放射線に
対する耐久性が強い回路と、前記回路に比較して放射線
に対する耐久性が弱い回路とから構成し、少なくとも前
記放射線に対する耐久性が強い回路は水中に設置する、
もしくは少なくとも放射線に対する耐久性が強い回路
と、前記回路に比較して放射線に対する耐久性が弱い回
路とから構成し、前記放射線に対する耐久性が強い回路
と、前記放射線に対する耐久性が弱い回路との間に、放
射線の強度を減衰させる作用のある物質を存在させる、
もしくは少なくともアナログ信号を検出する回路と、前
記アナログ信号を処理する回路とを含んで構成し、前記
アナログ信号を検出する回路は放射線に対する耐久性が
強い物質で構成する、ことによって、達成することがで
きる。

【００１４】

【作用】本発明による材料検査装置は、少なくとも一部
分に超電導体を用いた磁気センサを含んで構成した検出
回路と、少なくとも前記検出回路から出力された信号を
処理する半導体回路を含んで構成した信号処理回路と、
前記検出回路と前記信号処理回路間の信号伝達手段とを
少なくとも含んで構成し、前記信号処理回路は放射線の
線量当量が前記検出回路と同じか、もしくは、より小さ
い場所に設置する構成になっている。

【００１５】本発明の材料検査装置においては、磁気セ
ンサを含んで構成した検出回路の設置場所の放射線の強
度については特に限定していない。この理由について超
電導体を用いたセンサの代表としてＳＱＵＩＤを用いて
説明する。ＳＱＵＩＤはインダクタンスを構成するため
の超電導体リングとジョセフソン接合素子とから構成さ
れている。超電導リング、および、ジョセフソン接合素
子は導体が全て金属で構成されているため、ｐ−ｎ接合
や金属−酸化物−半導体（ＭＯＳ）構成で作製された半
導体回路とは異なり、ガンマ線などの放射線によって生
じた電荷の蓄積による素子特性の劣化がないことが発明
者らによって明らかにされた。このため超電導体を含ん
で構成した磁気センサは放射線中でも特性が劣化しない
ことが明らかになった。本発明はこの発見に基づいてな
されたものである。

【００１６】本材料検査装置で原子炉の構造材の劣化測
定を行う場合は、検出回路を燃料棒の格納部分など放射
線強度の非常に高いところに設置する必要も生じてく
る。しかし、本発明においては半導体回路を含んで構成
した信号処理回路は、ＳＱＵＩＤが設置されている場所
の放射線強度と同じ程度、もしくはそれよりも放射線強
度の低い場所に設置するため、放射線の照射による半導
体回路の特性劣化を防止することができる。そのため半
導体回路の安定性を向上させることができ、測定の精度
を向上させることができ、また、長時間の測定が可能に
なる。

【００１７】本発明においては、ＳＱＵＩＤの設置場所
の放射線強度に比較して、半導体回路の設置場所におけ
る放射線強度を低減させるために、ＳＱＵＩＤと半導体
回路の間に放射線を減衰させる作用を有する物質を介在
させる、もしくは、ＳＱＵＩＤと半導体回路の間の距離
を離す、もしくはその両方を組合せている。どの方法を
用いても半導体回路の劣化を防ぐことができるが、両方
法を比較した場合、半導体回路の設置場所の放射線強度
を同一とすれば、ＳＱＵＩＤと半導体回路の間に放射線
を減衰させる作用を有する物質を介在させるほうが、積
極的に放射線強度を低減させることができるため、ＳＱ
ＵＩＤと半導体の距離を近接させることができる。その
結果、ＳＱＵＩＤからの出力信号を精度良く半導体回路
に伝達することができる。

【００１８】本材料検査装置においては水中での使用が
可能なように、ＳＱＵＩＤを収納する低温容器や、半導
体回路などに防水、耐水圧手段、また浮上防止用の加重
物などを設けている。これは、本材料検査装置において
放射線を減衰させる作用を有する物質として水を使用し
ているからであるが、このことは原子炉の圧力容器内で
本材料検査装置を使用する場合、以下の理由で好適に作
用する。第一の理由は、原子炉の圧力容器内には通常水
が存在しているということである。従って、本材料検査
装置は水中での測定が可能なため、圧力容器内に存在し
ている水を除去する必要がない。また第二の理由は、水
は液状であり複雑な形状のところでも、隙間無く埋めつ
くすことができるし、取扱も容易であることである。

【００１９】さて、このように本材料検査装置に水中で
の使用が可能な手段を施し、原子炉の圧力容器内に水が
入った状態で構造材の劣化診断を行なう場合には、半導
体を含んで構成した信号検出回路を主に、圧力容器の底
辺部、上端部、もしくはシュラウドと圧力容器の外壁の
間などの場所に設置しても、放射線による特性の劣化が
ほとんど無く、精度良く長時間使用することができる。
その結果、圧力容器の外に信号処理回路を置いた場合に
比較して、信号処理回路の設置場所が検出回路のより近
くにできるため、両者を結ぶ配線も短くすることができ
る。その結果、ＳＱＵＩＤからの微弱な信号を精度良く
半導体回路に入力することができるため、材料検査装置
の測定精度を向上させることができる。

【００２０】また、本発明による材料検査装置において
は、原子炉の圧力容器内にステンレスなどの磁性体が多
数存在し環境雑音が非常に大きいため、雑音を低減、も
しくは除去するためにフィルタや、またＳＱＵＩＤには
超電導シ−ルドやガ−ドリングなどを設けている。その
ため環境雑音の大きいところでも微小な信号を精度良く
測定することができる。また、本発明においては、特
に、少なくとも磁気センサには放射線が照射されるとい
うことを考慮して放射線の照射による雑音を除去する手
段を設けている。ここで用いる雑音の除去手段として
は、ガンマ線により生じる雑音の周波数はメガヘルツオ
−ダ−に相当するためカットオフ周波数は１から１００
メガヘルツ程度に選ばれたロ−パスフィルタであること
が望ましいが、前記カットオフ周波数はそれよりも低く
ても良い。そのため、放射線が照射されている状態であ
っても、出力信号のみを精度良く信号処理回路に伝達す
ることができる。

【００２１】また本発明では、検出回路および冷媒を入
れる低温容器に対して、冷媒を補充する手段を設けてい
る。そのため、例えば低温容器ごと水中に入れて測定し
ている場合は、低温容器を水の外に取り出さなくても冷
媒の補充が行えるため、効率良くかつ長時間の連続して
測定することができる。また、本材料検査装置における
低温容器には、内部の圧力を一定にできるように圧力調
整手段を設けている。従って、内部圧力の変化に起因す
る測定精度の劣化を無くすことができる。

【００２２】また、本材料検査装置においては、検出回
路と信号処理回路の間の配線が通常の生体磁気計測など
に用いられるＳＱＵＩＤ磁束計に比較して長くなるた
め、配線が拾う外部誘導雑音が大きくなる。しかしＳＱ
ＵＩＤから出力される信号は通常はマイクロボルトのオ
−ダ−であるため、外部誘導雑音が大きい場合は測定精
度が劣化する恐れが生じる。本材料検査装置はその問題
を解決するため磁気センサの信号をデジタル化する、も
しくは増幅器で増幅してから信号処理回路に伝達してい
る。デジタル化する場合も、超電導体を用いたＡ／Ｄコ
ンバ−タを使用しているため磁気センサのすぐ側にＡ／
Ｄコンバ−タを設置することができる。従って、磁気セ
ンサの出力を外来雑音で劣化させるより以前にミリボル
トオ−ダ−のデジタル信号に変換することができるた
め、検出回路と信号処理回路をつなぐ配線が長くても正
確に信号を伝達することができる。また、光伝送を用い
て信号をデジタル化しても同様の効果を得ることができ
る。

【００２３】また、本発明における材料検査装置は、位
置同定手段を設けることによって、原子炉の圧力容器の
ように拾い場所でも測定位置とその結果の対応を取るこ
とができる。

【００２４】また、本発明における材料検査装置におい
ては、磁気センサの構成要素である、信号検出コイル
と、ＳＱＵＩＤへの入力コイルとの接続を、ネジまたは
バネで押さえつけるか、もしくは両者を同一基板上に作
製に一体化している。従って、接続部分のはずれによる
故障を低減することができる。それ以外の故障時の対応
として、本材料検査装置は予備の回路を設けている。従
って、１つめの回路が故障した場合は予備の回路に切り
替えることにより、測定を続けることができる。従っ
て、装置の信頼性を向上させるとともに、また故障した
場合には予備の回路に切り替えるだけで測定を続行する
ことができるため、測定の効率を向上させることができ
る。

【００２５】さらに、本材料検査装置においては、複数
の磁気センサを備えており、従って同時に複数個所の検
査を行うことができる。従って、測定の効率化をはかる
ことができる。

【００２６】また磁気センサとして高温超電導体を用い
た場合は、冷却に用いる冷媒が液体窒素温度の物で良い
ため、取扱の容易さ、およびコストの面で金属系の超電
導体を用いた場合に比較して利点がある。

【００２７】以上述べたように、本発明の構成によれ
ば、少なくとも半導体回路を用いて構成した信号処理回
路の劣化を低減することができ、また、検出回路と信号
処理回路を近くに置くことができ、また、測定している
位置を同定することができ、また、同時に複数個所の測
定ができ、また故障時にもスム−スに対応することがで
きる、高精度、高信頼、高効率、および長時間連続使用
が可能で、回路動作の安定性にも優れた検査装置を実現
することができる。

【００２８】

【実施例】以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明す
る。図１は本発明の第一の実施例を示す原理図である。
本発明の第一の実施例においては、検出回路１と信号処
理回路２を水３の中に設置し、かつ放射線源４に対して
検出回路１よりも信号処理回路２を遠くに設置しかつ両
者の間にも水３を介在させることによって、信号処理回
路２の設置場所の放射線の強度を、検出回路１が存在す
る場所の放射線強度に比較して弱くしている。その結
果、信号処理回路２を長寿命化することができ、検査装
置を安定に動作させ、かつ測定結果の信頼性を向上させ
ることができた。本実施例においては、検出回路１およ
び信号処理回路２の両方を水３の中に存在させているが
図２に示すように放射線源４および検出回路１のみを水
３の中に存在させても水３により放射線の強度が減衰す
るため同様の効果を得ることができる。また図３に示す
ように、放射線源４と検出回路１の存在する領域５と、
信号処理回路２の間に水３を存在させても同様の効果を
得ることができる。

【００２９】次に、図４を用いて検出回路１を水３の中
で使用する場合の実施例の詳細を説明する。本実施例に
おいては、検出回路１を冷媒６の入った低温容器７の内
部に設置し、その低温容器７ごと防水、および耐水圧手
段を施した耐圧容器８内に設置した。放射線源４が存在
する容器９内に水３を入れ、その中に耐圧容器８を設置
した。信号処理回路２は容器９の外側に設置した。耐圧
容器８は水面上に突出する管１０を設けた。検出回路１
からの信号を信号処理回路２に入力するための配線１１
は、管１０を通して信号処理回路２と接続させた。低温
容器７および耐圧容器８には、必要に応じて低温容器７
内に冷媒６を補充できるように、冷媒補充用の管１２を
設けた。また、低温容器７内の圧力を一定にできるよう
に、低温容器７および耐圧容器８には圧力調整用バルブ
１３を設けた。また、耐圧容器８および管１０に、水３
の中でも安定に静止状態を保つように浮上防止用加重物
１４を装備した。このような構成にすることにより、水
３の中でも一定の圧力の下で検出回路１を安定に動作さ
せることができた。また、冷媒６も随時補充することが
できるため長時間の連続測定が可能になった。また、浮
上防止用加重物１４により、水３の中でも耐圧容器８や
低温容器７を静止させることができるため、装置の振動
などによる誤動作や精度の低下を防ぐことができ、高精
度な測定結果を得ることができた。

【００３０】本実施例においては信号処理回路２は容器
９の外側に設置したが、信号処理回路２にも防水、およ
び耐水圧手段や、浮上防止用加重物を施し水の中に設置
すれば前述の実施例と同様の効果に加えて、検出回路１
と信号処理回路２の距離を接近させることができるた
め、装置を小型化することができ、操作性が向上すると
いう効果も得られる。

【００３１】このように水中での使用が可能な検出回路
１および信号処理回路２を用いることによって、図５に
示したように圧力容器１５内の底辺部１６、または、圧
力容器の上端部１７、または、シュラウドと圧力容器の
間１８などの間に信号処理回路２を設置することが可能
になった。その結果、信号処理回路２の寿命を長時間化
することができ、また、検出回路１と信号処理回路２ま
での距離を短くすることができる、その結果、検出回路
１からの信号を精度良く信号処理回路２に伝達すること
ができたので高精度な測定結果を得ることができた。

【００３２】これまでは、放射線を減衰させる作用を有
する物質として主に水を使った場合の実施例について説
明したが、鉛やコンクリ−トを使った場合も同様の効果
を得ることができる。この実施例を図６を用いて説明す
る。図６に示した実施例では、圧力容器１５の外側に信
号処理回路２を設置した。この場合、圧力容器１５自体
が放射線を減衰させる作用を有する物質として作用して
おり、また放射線源から信号処理回路２を遠ざけること
でも信号処理回路２の設置された部分の放射線強度を検
出回路１の存在する場所の放射線強度よりも低くしてい
る。このような構成にすれば、信号処理回路２の寿命を
のばし、高精度で安定に動作し、かつ、長時間測定が可
能な検査装置を実現できる。ただし、本実施例のように
信号処理回路２を圧力容器１５の外側に設置する場合
は、検出回路１と信号処理回路２を結ぶ配線１１の長さ
が長くなるため、図７に示したような回路構成にするこ
とが望ましい。図７に示した実施例では、検出回路１は
ＳＱＵＩＤ４１とＳＱＵＩＤ４１からの信号をデジタル
化するためのＡ／Ｄコンバ−タ１９、および、雑音の除
去手段２０とから構成されている。検出回路１と信号処
理回路２の間にコンクリ−トによるしゃへい壁４０を設
けることにより、信号処理回路２の設置場所の放射線強
度を、検出回路１の設置場所の放射線強度より低くし
た。本実施例においては、ＳＱＵＩＤ４１からの出力を
Ａ／Ｄコンバ−タ１９によりデジタル化することで長い
配線１１を用いることによる信号の劣化、および、外来
雑音による信号の劣化を防いでいる。加えて、図７に示
した実施例においては、放射線の照射によりＳＱＵＩＤ
４１に生じる雑音を、雑音の除去手段２０により除去し
ている。本実施例に示した雑音の除去手段２０は容量Ｃ
と抵抗Ｒによって構成した、カットオフ周波数が１メガ
ヘルツのロ−パスフィルタである。また、Ａ／Ｄコンバ
−タ１９はジョセフソン接合素子を用いた論理回路によ
って構成した。図７に示したＡ／Ｄコンバ−タ１９はＳ
ＱＵＩＤ４１からの出力電圧を抵抗によって電流成分に
変換し、その電流成分によってジョセフソン接合素子が
スイッチするかしないかを信号の０、１に対応させてア
ナログ信号をデジタル信号に変換している。検出回路１
をこのような構成にすることによって、検出回路１と信
号処理回路２との間の配線１１が約５０ｍの長さがあっ
た場合でも、検出回路１からの信号を信号処理回路２に
正確に伝達することができた。従って、長時間の使用が
可能であり、高い測定精度で、かつ安定に動作する検査
装置を実現することができた。また、雑音の除去手段２
０を信号処理回路２の中に設けても同様の効果が得られ
ることは明白である。

【００３３】また、本実施例では放射線の照射による雑
音の除去手段２０として容量Ｃと抵抗Ｒによって構成し
たカットオフ周波数が１メガヘルツのロ−パスフィルタ
を有している。しかし、その他の一般的な雑音を防ぐた
めに、図８に示したようにＳＱＵＩＤ４１自身にガ−ド
リング２１や超電導シ−ルド２２を設けても良い。これ
らを設けることにより、周囲の磁性体の揺らぎによるＳ
ＱＵＩＤ４１への磁束トラップの発生頻度を低減するこ
とができＳＱＵＩＤ４１を安定に動作させることができ
る。

【００３４】次に図９を用いて本発明の他の実施例を説
明する。図９に示した実施例では、検出回路１と信号処
理回路２の間の信号伝達を光伝送により行なっている。
本実施例では、検出回路１と信号処理回路２のほかの構
成要素として光の発光部２３と受光部２４、光変調回路
２５、および光ファイバ２６を含んでいる。本実施例に
おいては、検出回路１と信号処理回路２の間に鉛による
しゃへい壁４０を設けることにより、信号処理回路２の
設置場所の放射線強度を、検出回路１の設置場所の放射
線強度より低くした。また、少なくとも発光部２３と受
光部２４は信号処理回路２と同様に放射線強度の低いと
ころに設置することが望ましい。このように検出回路１
と信号処理回路２の間の信号伝達を光により行なうこと
により、検出回路１と信号処理回路２の距離が離れた場
合であっても、誘導雑音や外来雑音による信号の劣化な
どが無いため、高精度な検査装置を実現することができ
た。

【００３５】次に本発明の他の実施例を説明する。図１
０は本発明の他の実施例を示す回路のブロック図であ
る。本発明においてはＳＱＵＩＤ４１の出力はＳＱＵＩ
Ｄを用いた超電導増幅器２７によって約１００倍に増幅
されてから信号処理回路２に伝達される。本実施例にお
いては、検出回路１はＳＱＵＩＤ４１と超電導増幅器２
７により構成されている。超電導増幅器２７は、ＳＱＵ
ＩＤを１００段直列に並べた回路によって構成した。本
実施例のように、超電導体を用いた増幅器の場合は、放
射線の照射による特性の劣化が無いため、ＳＱＵＩＤの
近辺に置くことができる。また、一般的に超電導増幅器
は半導体増幅器に比較して低雑音であるため、ＳＱＵＩ
Ｄからの信号を精度良く増幅することができる。また、
超電導増幅器の場合はＳＱＵＩＤと同一チップ上に作製
することができる。このようにＳＱＵＩＤを用いた超電
導増幅器２７を用いることによって、ＳＱＵＩＤ４１の
出力信号をｍＶオ−ダ−に増幅することができるため、
信号処理回路２との間の配線１１が長い場合でも、外来
雑音の重畳などによる信号の劣化を従来の約１０％以下
に低減することができる。従って、本実施例の構成にす
ることにより、信号処理回路２を圧力容器の外側に設置
した場合でも、ＳＱＵＩＤ４１のアナログ出力を増幅し
て正確に伝達することができ、高精度な検査装置を実現
することができた。また、信号処理回路２に入力される
信号がアナログ信号であるため、従来のＦＬＬ回路によ
る信号の帰還を行なうことができた。

【００３６】次に本発明の他の実施例を説明する。図１
１は測定位置の同定用に、位置同定用カメラ２８を設け
た本発明の実施例の構成図である。また、本実施例にお
いては、被測定物２９と検出回路１との距離を一定に保
つための、距離検出器３０も設置してある。本実施例に
おいては、低温容器７の外側に取付けた位置同定用カメ
ラ２８は制御回路３１で制御し、位置同定用カメラ２８
からの映像を位置同定用モニタ３２により観察すること
によって測定場所を同定することができる。また、本実
施例では距離検出器３０は低温容器７の外側に取付けら
れており、距離検出器３０の先端の圧力を常に一定に保
つように圧力検知センサ３３、および制御回路３４、お
よび距離調整用回路３５で制御することによって、被測
定物２９と検出回路１との距離を一定に保っている。こ
のような構成にすることによって、遠隔操作の場合でも
測定箇所を同定することができ、また被測定物２９と検
出部分の距離を常に一定に保つことができるため、被測
定物２９の表面に凹凸がある場合でも精度の良い測定結
果を得ることができる。

【００３７】また、本実施例では位置同定用手段とし
て、位置同定用カメラ２８を用いたが、音波や触針法な
どで測定箇所の位置を同定することもできる。

【００３８】次に本発明の他の実施例を説明する。本実
施例においては検出回路１をＳＱＵＩＤ４１、ＳＱＵＩ
Ｄ４１への磁束入力用コイル３７、および磁束検出用コ
イル３６とから構成している。本実施例では、図１２に
示したように磁束検出用コイル３６の端部と磁束入力用
コイル３７の端部をネジ３８で抑えつけることによって
両者を接続している。検査装置が振動した場合などで
も、本実施例のように磁束検出用コイル３６と磁束入力
用コイル３７との接続部分をネジ３８で抑えつければ、
両者をワイヤボンディングで接続している場合に比べ
て、接続部分の劣化を低減することができる。従って、
検査装置の高信頼化をはかることができる。また、磁束
検出用コイル３６と磁束入力用コイル３７をバネで押さ
えて接続させた場合でも同様の効果を得ることができる
ことは明白である。

【００３９】また図１３に示すように、磁束検出用コイ
ル３６と磁束入力用コイル３７を同一の基板４２の上に
作製し、両者の接続部分を無くして一体化した場合に
は、ワイヤボンディングによリ両者を接続した場合に起
こりやすい、振動による接続部分が離れるという現象を
防ぐことができるため、検査装置をより高信頼化するこ
とができる。

【００４０】次に本発明の他の実施例を述べる。本実施
例においては、検出回路１は複数のＳＱＵＩＤ、および
マルチプレクサとから構成されている。また、本実施例
のＳＱＵＩＤにおいては磁束検出用コイルと磁束入力用
コイルは一体化されている。本実施例では、図１４に示
したように、各ＳＱＵＩＤ４１の出力をＡ／Ｄコンバ−
タ１９でデジタル化し、かつ、それらのデジタル出力を
マルチプレクサ３９により切り換えて出力している。ま
た、本実施例においては故障時の対応を考慮し、低温容
器７の中にもう一組、複数の予備のＳＱＵＩＤ４３、お
よびそれらの出力をデジタル化する予備のＡ／Ｄコンバ
−タ４４、およびそれらのデジタル出力を切り換えて出
力する予備のマルチプレクサ４５を備えている。本実施
例においては、各組のデジタル出力を切り換えて出力す
るマルチプレクサ３９、およびマルチプレクサ４５の次
段にもう一つマルチプレクサ４６を設置し、後段のマル
チプレクサ４６により、本来の回路の組からの出力と予
備の回路の組からの出力を切り換えている。本実施例の
ように、複数のＳＱＵＩＤ４１を設けた場合は、同時に
複数箇所の測定ができるため、測定時間を短縮し高効率
化をはかることができる。また複数のＳＱＵＩＤ４１が
ある場合でも、マルチプレクサ３９を用いた場合は、複
数の出力を順次切り換えて出力することができるため、
配線１１の本数を低減することができる。その結果、外
部からの熱の侵入を防ぐことができるため、冷媒６の蒸
発を防ぎ、長時間測定することができる。また、低温容
器７を水中に浸漬している場合においても、本実施例の
ように低温容器７の中にあらかじめ予備の回路を入れて
おくことによって、一方の回路が故障した場合でも、低
温容器７を水から引き上げること無く予備の回路に切り
換えることができ、故障による時間のロスや作業量の増
加を低減することができる。また、信号処理回路２も水
中に浸漬する場合は信号処理回路２の予備を設けても良
いことは言うまでもない。

【００４１】次に本発明の他の実施例を述べる。図１５
は本発明の他の実施例を示す回路構成のブロック図であ
る。本実施例においては、検出回路１はＳＱＵＩＤ４
１、ガンマ線によりＳＱＵＩＤに発生した雑音の除去手
段５１、ＳＱＵＩＤ４１から出力されたアナログ信号を
複数ビットのパラレルデジタル信号に変換するＡ／Ｄコ
ンバ−タ５２、Ａ／Ｄコンバ−タ５２の出力を一時的に
保存するレジスタ５３、レジスタ５３からの出力をある
一定の値と比較する比較器５４、比較器５４から出力さ
れたパラレル信号をシリアル信号に変換するパラレル／
シリアル変換器５５、とから構成されている。図１５に
示した回路構成の場合は、比較器５４は検出回路１の中
に含まれているため、ＳＱＵＩＤ４１からの出力を比較
器５４の中の値と比較した結果だけを信号処理回路２に
伝達すれば良いので、比較器５４を信号処理回路に設け
た場合に比べて伝達するデ−タ量は少ない。

【００４２】ＳＱＵＩＤ４１は図１６に回路図を示すよ
うにジョセフソン接合素子１２１を２個と超電導インダ
クタンス１２２から構成したｄｃＳＱＵＩＤであり、Ｎ
ｂ超電導薄膜とＮｂ／ＡｌＯｘ／Ｎｂの構造を有するジ
ョセフソン接合素子１２１を含んで作製した。雑音の除
去手段５１は容量Ｃと抵抗Ｒによって構成した、カット
オフ周波数が１メガヘルツのロ−パスフィルタである。
また、Ａ／Ｄコンバ−タ５２は図１７に示すようにジョ
セフソン接合素子を用いた論理回路１２５によって構成
した。図１７に示したＡ／Ｄコンバ−タはＳＱＵＩＤか
らの出力電圧を抵抗１２３によって電流成分に変換し、
その電流成分によってジョセフソン接合素子がスイッチ
するかしないかを信号の０、１に対応させてアナログ信
号をデジタル信号に変換する。

【００４３】また、信号処理回路２は検出回路１から出
力されたシリアル信号をパラレル信号に変換するシリア
ル／パラレル変換器５６、シリアル／パラレル変換器５
６からの出力を計数するカウンタ５７、カウンタ５７か
らの出力結果を一時的に保存するレジスタ５８、レジス
タ５８からのパラレル信号をシリアル信号に変換するパ
ラレル／シリアル変換器５９、とから構成されている。

【００４４】また帰還回路６２は、信号処理回路２から
出力されたシリアル信号をパラレル信号に変換するシリ
アル／パラレル変換器６３、シリアル／パラレル変換器
６３から出力されたデジタル信号をアナログ信号に変換
するＤ／Ａコンバ−タ６４、Ｄ／Ａコンバ−タ６４から
のアナログ信号を磁束信号に変換する手段６１、とから
構成されている。また、Ｄ／Ａコンバ−タ６４からのア
ナログ信号を磁束信号に変換する手段６１により発生し
た磁束信号とＳＱＵＩＤ４１は磁気結合６５により結合
している。

【００４５】帰還回路６２において、Ｄ／Ａコンバ−タ
６０はジョセフソン接合素子を用いた論理回路によって
構成し、磁束信号に変換する手段６１は、ＭｏＮｘ薄膜
による抵抗と超電導配線を用いた超電導インダクタンス
とから構成した。

【００４６】検出回路１と帰還回路６２は、放射線源お
よびそれによる放射線が存在する領域、すなわち原子炉
の圧力容器１５の内部に設置した。また、信号処理回路
２は放射線のしゃへい壁４０をはさんで圧力容器１５と
反対側に配置した。

【００４７】検出回路１に含まれるＳＱＵＩＤ４１には
ガンマ線の照射により雑音が発生するが、本実施例にお
いては、その雑音は雑音の除去手段５１によって除去し
ているため測定精度の劣化が起こらない。また、本実施
例では、雑音の除去手段５１はＳＱＵＩＤ４１とＡ／Ｄ
コンバ−タ５２の間に設けたが、図１５中にＡ点として
示したＡ／Ｄコンバ−タ５２とレジスタ５３の間の位置
に設けても同様の効果が得られることは明白である。

【００４８】本実施例においては、原子炉の圧力容器の
内部に設置した検出回路１および帰還回路６２と、原子
炉の圧力容器の外に設置した信号処理回路２との間は約
１００ｍの配線を用いて接続したが、ＳＱＵＩＤ４１か
らの信号をデジタル化し、かつ、ガンマ線による雑音を
雑音の除去手段５１により除去してから信号の伝達を行
ったため正確に信号を伝達することができた。

【００４９】以上のように本実施例の構成にすること
で、原子炉内での長時間の使用が可能であり、高い測定
精度で、かつ安定に動作する材料検査装置を実現するこ
とができた。

【００５０】また信号処理回路２に設けたレジスタ５８
は、図１５中のＢ点として示した帰還回路６２内の位置
に設けても良い。

【００５１】次に図１８を用いて本発明の他の実施例を
述べる。本実施例における材料検査装置の構成は図１５
に示した実施例と同様で良いが、図１５に示した実施例
との相違点は、本実施例においては比較器５４が信号処
理回路２に設けられていることである。図１５に示した
実施例の場合は比較器５４は検出回路１の中に含まれて
いるため、ＳＱＵＩＤ４１からの出力を比較器５４の中
の値と比較した結果だけを信号処理回路２に伝達すれば
良かった。これに対して、本実施例の場合はＳＱＵＩＤ
４１からの出力をデジタル出力に変換した結果そのもの
を信号処理回路２に伝達してから、比較器５４の中の値
と比較する構成になっている。従って、超電導体を用い
て構成した検出回路１から、半導体回路を用いて構成し
た信号処理回路２へ伝達する信号の量は多くなる。しか
し、超電導体を用いて構成する回路の数は図１５に示し
た実施例に比較して少なくなるため作製が容易になる。
また、図１８において、ＳＱＵＩＤ４１とＡ／Ｄコンバ
−タ５２の間に設けた雑音の除去手段５１を、図１８中
にＡ点として示したＡ／Ｄコンバ−タ５２とレジスタ５
３の間に設けても同様の効果が得られることは明白であ
る。また、図１９に示したように雑音の除去手段５１を
信号処理回路２のシリアル／パラレル変換器５６と比較
器５４の間においても良い。

【００５２】図１８および図１９において、信号処理回
路２に設けたレジスタ５８は、図１８中、および図１９
中のＢ点として示した帰還回路６２内の位置に設けても
良い。本実施例のごとく材料検査装置の回路を構成して
も、図１５に示した実施例と同様に原子炉内での長時間
の使用が可能であり、高い測定精度で、かつ安定に動作
する材料検査装置を実現できることは明白である。

【００５３】次に図２０を用いて本発明の他の実施例を
説明する。本実施例における材料検査装置の構成は図１
５に示した実施例と同様で良いが、図１５に示した実施
例との相違点は、図１５に示した実施例では検出回路１
に設けてあったレジスタ５３を、本実施例では信号処理
回路２の中に設けたことである。比較器５４の動作速度
がＡ／Ｄコンバ−タ５２の動作速度に比べて十分速い場
合に、本実施例に示した回路構成とすることができる。
本実施例に示す回路構成は、検出回路１の構成要素が図
１５に示した実施例に示した回路に比較して少なくなる
ため作製が容易になるという利点が生じる。

【００５４】また、本実施例においても、信号処理回路
２に設けたレジスタ５８は、図２０中のＢ点として示し
た帰還回路６２に設けても良い。

【００５５】本構成においても図１５に示した実施例に
示した回路と同様の効果が得られることは明白である。

【００５６】次に図２１を用いて本発明の他の実施例を
説明する。図２１においては検出回路１は、ＳＱＵＩＤ
４１、ガンマ線によりＳＱＵＩＤに発生した雑音の除去
手段５１、ＳＱＵＩＤ４１から出力されたアナログ信号
を複数ビットのパラレルデジタル信号に変換するＡ／Ｄ
コンバ−タ５２、および、Ａ／Ｄコンバ−タ５２からの
パラレル信号をシリアル信号に変換するパラレル／シリ
アル変換器５５、とから構成されている。本実施例と図
１５に示した実施例の相違点は、本実施例ではレジスタ
５３と比較器５４を信号処理回路２に設けたことであ
る。図２１に示した構成にすることにより図１５に示し
た実施例に比較して、検出回路１から信号処理回路２に
伝達するデ−タの量は多くなるが、検出回路１の構成要
素、すなわち超電導体で構成する回路が少なくなるため
作製が容易になる。

【００５７】また、図２１において、ＳＱＵＩＤ４１と
Ａ／Ｄコンバ−タ５２の間に設けた雑音の除去手段５１
を、図２１中にＡ点として示したＡ／Ｄコンバ−タ５２
とパラレル／シリアル変換器５５の間に設けても同様の
効果が得られることは明白である。また、図２２に示し
たように雑音の除去手段５１は信号処理回路２のシリア
ル／パラレル変換器５６とレジスタ５３の間に置いても
良い。また、図２２中にＡ点として示したレジスタ５３
と比較器５４の間に置いても良い。

【００５８】図２１および図２２において、信号処理回
路２に設けたレジスタ５８は、図２１中、および図２２
中のＢ点として示した帰還回路６２に設けても良い。本
実施例のごとく材料検査装置の回路を構成しても、図１
５に示した実施例と同様に原子炉内での長時間の使用が
可能であり、高い測定精度で、かつ安定に動作する材料
検査装置を実現できることは明白である。

【００５９】以上、述べた実施例においては、検出回路
を構成する超電導体の材料については特に明記していな
い実施例もあるが、金属系の低温超電導体を用いて構成
した場合、酸化物系の高温超電導体を用いて構成した場
合、また両者を組合せて構成した場合でも、同様の効果
が得られることは明白である。また、特に高温超電導体
のみを用いて構成した場合は、超電導体を冷却する冷媒
が液体窒素で良いため材料検査装置の扱いが容易にな
り、かつコストを低減できることは言うまでもない。

【００６０】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明の構成に
よれば、放射線源、およびそこから発生される放射線が
存在する環境下においても、少なくとも半導体回路を用
いて構成した信号処理回路の劣化を低減することがで
き、また、検出回路と信号処理回路を近くに置くことが
でき、また、測定している位置を同定することができ、
また、同時に複数個所の測定ができ、また故障時にもス
ム−スに対応することができる、高精度、高信頼、高効
率、および長時間連続使用が可能で、回路動作の安定性
にも優れた検査装置を実現することができた。

【００６１】

【図面の簡単な説明】

【図１】放射線強度のしゃへいに水を用いた本発明の実
施例の原理構成図。

【図２】放射線強度のしゃへいに水を用いた本発明の他
の実施例の原理構成図。

【図３】放射線強度のしゃへいに水を用いた本発明の他
の実施例の原理構成図。

【図４】検出回路を水中でする場合の本発明の実施例。

【図５】原子炉の圧力容器内に信号処理回路を設置した
本発明の実施例。

【図６】原子炉の圧力容器の外に信号処理回路を設置し
た本発明の実施例。

【図７】デジタルＳＱＵＩＤを用いた本発明の実施例。

【図８】ＳＱＵＩＤに雑音除去手段を設けた本発明の実
施例。

【図９】検出回路と信号処理回路の信号伝達に光伝送を
用いた本発明の実施例。

【図１０】超電導増幅器を用いた本発明の実施例。

【図１１】位置同定手段を有する本発明の実施例。

【図１２】磁束検出用コイルと磁束入力用コイルの接続
にネジを用いた本発明の実施例。

【図１３】磁束検出用コイルと磁束入力用コイルを一体
型にした本発明の実施例。

【図１４】予備の回路、および複数チャンネルのＳＱＵ
ＩＤを有する本発明の実施例。

【図１５】デジタルＳＱＵＩＤを用いた本発明の他の実
施例。

【図１６】ＳＱＵＩＤの回路図。

【図１７】アナログ／デジタルコンバ−タの回路図。

【図１８】デジタルＳＱＵＩＤを用いた本発明の他の実
施例。

【図１９】デジタルＳＱＵＩＤを用いた本発明の他の実
施例。

【図２０】デジタルＳＱＵＩＤを用いた本発明の他の実
施例。

【図２１】デジタルＳＱＵＩＤを用いた本発明の他の実
施例。

【図２２】デジタルＳＱＵＩＤを用いた本発明の他の実
施例。

【図２３】アナログＳＱＵＩＤを用いた従来例。

【図２４】デジタルＳＱＵＩＤを用いた従来例。

【符号の説明】

１・・検出回路、２・・信号処理回路、３・・水、４・
・放射線源、５・・領域、６・・冷媒、７・・低温容
器、８・・耐圧容器、９・・容器、１０・・管、１１・
・配線、１２・・冷媒補充用の管、１３・・圧力調整用
バルブ、１４・・浮上防止用加重物、１５・・圧力容
器、１６・・底辺部、１７・・上端部、１８・・シュラ
ウドと圧力容器の外壁の間、１９・・Ａ／Ｄコンバ−
タ、２０・・雑音の除去手段、２１・・ガ−ドリング、
２２・・シ−ルド、２３・・発光部、２４・・受光部、
２５・・光変調回路、２６・・光ファイバ−、２７・・
超電導増幅器、２８・・位置同定用カメラ、２９・・被
測定物、３０・・距離検出器、３１・・制御回路、３２
・・位置同定用モニタ、３３・・圧力検知センサ、３４
・・制御回路、３５・・距離調整用回路、３６・・磁束
検出用コイル、３７・・磁束入力用コイル、３８・・ネ
ジ、３９・・マルチプレクサ、４０・・しゃへい壁、４
１・・ＳＱＵＩＤ、４２・・基板、４３・・予備のＳＱ
ＵＩＤ、４４・・予備のＡ／Ｄコンバ−タ、４５・・予
備のマルチプレクサ、４６・・マルチプレクサ、５１・
・雑音の除去手段、５２・・Ａ／Ｄコンバ−タ、５３・
・レジスタ、５４・・比較器、５５・・パラレル／シリ
アル変換器、５６・・シリアル／パラレル変換器、５７
・・カウンタ、５８・・レジスタ、５９・・パラレル／
シリアル変換器、６０・・Ｄ／Ａコンバ−タ、６１・・
磁束信号に変換する手段、６２・・帰還回路、６３・・
シリアル／パラレル変換器、６４・・Ｄ／Ａコンバ−
タ、６５・・磁気結合、１２１・・ジョセフソン接合素
子、１２２・・超電導インダクタンス、１２３・・抵
抗、１２４・・ＤＣ電源、１２５・・ジョセフソン接合
素子を用いた論理回路、１５０・・測定電流、１５１・
・ＳＱＵＩＤセンサ、１５２・・保持手段、１５３・・
論理回路、１５４・・フィ−ドバック回路、１５５・・
交流バイアス発生回路、１６１・・半導体回路、１６２
・・ＳＱＵＩＤ、１６３・・検出コイル、１６４・・ク
ライオスタット、１６５・・フレキシブルチュ−ブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西野壽一東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 ▲高▼橋文信茨城県日立市大みか町七丁目２番１号株式会社日立製作所エネルギー研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一部分に超電導体を用いた磁気
センサを含んで構成した検出回路と、少なくとも前記検
出回路から出力された信号を処理する半導体回路を含ん
で構成した信号処理回路と、前記検出回路と前記信号処
理回路間の信号伝達手段とを少なくとも含んで構成し、
前記信号処理回路は放射線の線量当量が前記検出回路と
同じか、もしくは、より小さい場所に設置されているこ
とを特徴とする材料検査装置。
【請求項２】請求項１において、前記磁気センサは高温
超電導体を用いて構成されたことを特徴とする材料検査
装置。
【請求項３】請求項１または２において、前記検出回路
と前記信号処理回路の間に放射線の強度を減衰させるこ
とが出来る物質が存在していることを特徴とする材料検
査装置。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかにおいて、前
記信号処理回路は原子炉の圧力容器の外側に設置されて
いることを特徴とする材料検査装置。
【請求項５】請求項４において、前記圧力容器の内部に
は水が存在することを特徴とする材料検査装置。
【請求項６】請求項５において、前記信号処理回路は前
記圧力容器の内部に設置されていることを特徴とする材
料検査装置。
【請求項７】請求項６において、前記信号処理回路は前
記圧力容器の底辺部に設置されていることを特徴とする
材料検査装置。
【請求項８】請求項６において、前記信号処理回路は前
記圧力容器内に設置されているシュラウド部分の外側に
設置されていることを特徴とする材料検査装置。
【請求項９】請求項６において、前記信号処理回路は圧
力容器の上端部近辺に設置されていることを特徴とする
材料検査装置。
【請求項１０】請求項１ないし９のいずれかにおいて、
前記信号処理回路は放射線の線量当量が１０²レム程
度、もしくは、それ以下の場所に設置されていることを
特徴とする材料検査装置。
【請求項１１】請求項１ないし１０のいずれかにおい
て、少なくとも前記検出回路は低温容器に収納されてい
ることを特徴とする材料検査装置。
【請求項１２】請求項１１において、前記検出回路は液
体ヘリウム温度もしくは液体窒素温度に設置されること
を特徴とするデジタル材料検査装置。
【請求項１３】請求項１１または１２において、少なく
とも前記低温容器に対して水中での使用に耐えるような
防水手段が施されていることを特徴とする材料検査装
置。
【請求項１４】請求項１１ないし１３のいずれかにおい
て、前記低温容器に対して水中での使用に耐えるような
耐圧手段が施されていることを特徴とする材料検査装
置。
【請求項１５】請求項１ないし１４のいずれかにおい
て、前記信号伝達手段に対して水中での使用に耐えるよ
うな防水、および耐圧手段が施されていることを特徴と
する材料検査装置。
【請求項１６】請求項５ないし１５のいずれかにおい
て、前記材料検査装置のなかで、水中に設置される部分
には水中で静止させるために十分な加重物が付加されて
いることを特徴とする材料検査装置。
【請求項１７】請求項１１ないし１６のいずれかにおい
て、前記低温容器には冷媒補充用の手段、および前記低
温容器内の圧力を一定にするための手段が設けられてい
ることを特徴とする材料検査装置。
【請求項１８】請求項１７において、前記冷媒補充用の
手段、および前記低温容器内の圧力を一定にするための
手段は、前記低温容器と圧力容器の外部を結ぶ管である
ことを特徴とする材料検査装置。
【請求項１９】請求項１ないし１８のいずれかにおい
て、前記回路群間の信号伝達手段は、光伝送、かつ、光
変調方式であり、かつ、光の発光部と受光部は放射線の
線量当量が前記信号処理回路が設置されている場所と同
程度、もしくはそれ以下の場所に設置されていることを
特徴とする材料検査装置。
【請求項２０】請求項１ないし１８のいずれかにおい
て、前記回路群間の信号伝達手段は、光伝送、かつ、光
変調方式であり、かつ、光の発光部と受光部は放射線の
線量当量が１０²レム以下の場所に設置されていること
を特徴とする材料検査装置。
【請求項２１】請求項１ないし２０のいずれかにおい
て、前記検出回路に含まれる前記磁気センサは、少なく
とも１つのジョセフソン接合を含んで構成したＳＱＵＩ
Ｄであることを特徴とする材料検査装置。
【請求項２２】請求項２１において前記ＳＱＵＩＤは信
号入力用コイルおよび信号検出コイルを有することを特
徴とする材料検査装置。
【請求項２３】請求項２２において、前記信号検出コイ
ルを形成する超電導配線、もしくは、常伝導配線の端部
と前記信号入力用コイルを形成する超電導配線の端部と
を、ネジ、もしくは、バネによって押さえることによっ
て、前記信号入力用コイルと前記信号検出コイルを接触
させることを特徴とする材料検査装置。
【請求項２４】請求項２２において、前記検出回路に含
まれる前記磁気センサは、信号入力用コイルおよび信号
検出コイルを有し、前記信号検出コイルおよび前記信号
入力用コイルは、前記磁気センサが形成されている基板
と同一基板上に形成されていることを特徴とする材料検
査装置。
【請求項２５】請求項１ないし２４のいずれかにおい
て、少なくとも一つの雑音の低減、もしくは、除去手段
を有することを特徴とする材料検査装置。
【請求項２６】請求項２５において、前記雑音の低減、
もしくは、除去手段は、前記放射線源が発生する放射線
により前記磁気センサに発生する雑音の低減、もしく
は、除去手段であることを特徴とする材料検査装置。
【請求項２７】請求項２５において、前記雑音の低減、
もしくは、除去手段は、前記信号伝達手段に重畳する外
部誘導雑音の低減、もしくは、除去手段であることを特
徴とする材料検査装置。
【請求項２８】請求項２５において、前記雑音の低減、
もしくは、除去手段は、前記回路群、および前記信号伝
達手段の振動による雑音の低減、もしくは、除去手段で
あることを特徴とする材料検査装置。
【請求項２９】請求項２５ないし２８のいずれかにおい
て、前記雑音の低減、もしくは、除去手段は、容量およ
び抵抗から構成したフィルタであることを特徴とする材
料検査装置。
【請求項３０】請求項２５ないし２８のいずれかにおい
て、前記雑音の低減、もしくは除去手段は、超電導体を
用いたシ−ルドであることを特徴とする材料検査装置。
【請求項３１】請求項２５ないし２８のいずれかにおい
て、前記雑音の低減、もしくは除去手段は、前記磁気セ
ンサの周囲に設けたガ−ドリング、もしくはモ−トであ
ることを特徴とする材料検査装置。
【請求項３２】請求項２５ないし２８のいずれかにおい
て、前記雑音の低減、もしくは除去手段は、２つのＳＱ
ＵＩＤからの信号を差動検出して雑音の相殺を行なうこ
とであることを特徴とする材料検査装置。
【請求項３３】請求項１ないし３２のいずれかにおい
て、測定部位の空間的位置を検出する手段を有すること
を特徴とする材料検査装置。
【請求項３４】請求項１ないし３３のいずれかにおい
て、測定部位と被測定対象との距離を一定に保つ手段を
有することを特徴とする材料検査装置。
【請求項３５】請求項３３または３４において、前記位
置を検出する手段、もしくは、前記距離を一定に保つ手
段は、触針法であることを特徴とする材料検査装置。
【請求項３６】請求項３３において、前記位置を検出す
る手段は、カメラを用いた手段であることを特徴とする
材料検査装置。
【請求項３７】請求項３３または３４において、前記位
置を検出する手段、および、前記距離を一定に保つ手段
は、音波を用いた手段であることを特徴とする材料検査
装置。
【請求項３８】請求項１ないし３７のいずれかにおい
て、前記検出回路からの出力信号はデジタル信号である
ことを特徴とする材料検査装置。
【請求項３９】請求項１ないし３８のいずれかにおい
て、前記検出回路は前記磁気センサの出力を増幅する超
電導体を用いた増幅器を有することを特徴とする材料検
査装置。
【請求項４０】請求項１ないし３９のいずれかにおい
て、少なくとも前記検出回路は水中での使用に耐えるよ
うに、防水手段、および耐圧手段が施されていることを
特徴とする材料検査装置。
【請求項４１】請求項１ないし４０のいずれかにおい
て、少なくとも前記信号処理回路は水中での使用に耐え
るように、防水手段、および耐圧手段が施されているこ
とを特徴とする材料検査装置。
【請求項４２】請求項１ないし４１のいずれかにおい
て、少なくとも前記信号伝達手段は水中での使用に耐え
るように、防水手段、および耐圧手段が施されているこ
とを特徴とする材料検査装置。
【請求項４３】請求項１ないし４２のいずれかにおい
て、前記材料検査装置は、少なくとも前記検出回路に含
まれる前記磁気センサに帰還信号を伝達するため手段を
含んで構成した帰還回路を有することを特徴とする材料
検査装置。
【請求項４４】請求項４３において、前記帰還回路は少
なくとも超電導体を用いて作製した部分を有し、前記超
電導体を用いて作製した部分は、前記検出回路を設置し
た前記低温容器内に設置されることを特徴とする材料検
査装置。
【請求項４５】請求項４３ないし４４のいずれかにおい
て、前記検出回路は少なくとも１つのジョセフソン接合
素子を含んで構成したＳＱＵＩＤと、前記ＳＱＵＩＤか
ら出力された出力電圧もしくは出力電流などのアナログ
信号を複数ビットのパラレルのデジタル信号に変換する
手段と、前記パラレルのデジタル信号をシリアルのデジ
タル信号に変換する第一のパラレル／シリアル変換器と
を少なくとも含んで構成され、かつ、前記信号処理回路
は、前記検出回路から出力される前記シリアルのデジタ
ル信号をパラレルのデジタル信号に変換する第一のシリ
アル／パラレル変換器と、カウンタと、前記カウンタか
ら出力されるパラレルのデジタル信号をシリアル信号に
変換する第二のパラレル／シリアル変換器とを少なくと
も含んで構成され、かつ、前記帰還回路は、前記信号処
理回路からの前記シリアルのデジタル信号をパラレルの
デジタル信号に変換する第二のシリアル／パラレル変換
器と、デジタル信号をアナログ信号に変換する手段と、
前記デジタル信号をアナログ信号に変換する手段から出
力された信号を磁束信号に変換する手段とを少なくとも
含んで構成され、かつ、前記検出回路、または、前記信
号処理回路の少なくとも一方に比較器を設け、かつ、前
記検出回路、または、前記信号処理回路の少なくとも一
方に第一のレジスタを設け、かつ、前記信号処理回路、
または、前記帰還回路の少なくとも一方に第二のレジス
タを設け、かつ、前記検出回路、または、前記信号処理
回路の少なくとも一方に放射線の照射により前記ＳＱＵ
ＩＤに発生する雑音の低減、もしくは除去手段を設ける
ことを特徴とする材料検査装置。
【請求項４６】請求項４５において、前記雑音の低減、
もしくは除去手段は、前記検出回路に設けた容量および
抵抗から成るフィルタであることを特徴とする材料検査
装置。
【請求項４７】請求項４５において、前記雑音の低減、
もしくは除去手段は、前記信号処理回路に設けた容量お
よび抵抗から成るフィルタであることを特徴とする材料
検査装置。
【請求項４８】請求項４５において、前記雑音の低減、
もしくは除去手段は、前記検出回路に設けたデジタルフ
ィルタであることを特徴とする材料検査装置。
【請求項４９】請求項４５において、前記雑音の低減、
もしくは除去手段は、前記信号処理回路に設けたデジタ
ルフィルタであることを特徴とする材料検査装置。
【請求項５０】請求項４５ないし４９のいずれかにおい
て、前記帰還回路に含まれる前記デジタル信号をアナロ
グ信号に変換する手段から出力された信号を磁束信号に
変換する手段によって生成された磁束信号は、前記検出
回路に含まれる前記磁気センサと磁気結合をすることを
特徴とする材料検査装置。
【請求項５１】請求項４５ないし５０のいずれかにおい
て、前記デジタル信号をアナログ信号に変換する手段は
デジタル／アナログコンバ−タであり、前記デジタル／
アナログコンバ−タから出力された信号を磁束信号に変
換する手段は抵抗およびインダクタンスから構成されて
いることを特徴とするデジタル材料検査装置。
【請求項５２】請求項１ないし５１のいずれかにおい
て、前記材料検査装置を構成する前記検出回路、前記信
号処理回路、前記信号伝達手段、および、前記帰還回路
は、少なくとも１つの部品、もしくは、複数の部品の組
合せにより構成されており、少なくとも１つの前記部
品、もしくは、少なくとも１つの前記複数の部品の組合
せ、もしくは、少なくとも１つの前記回路、もしくは前
記信号伝達手段に対して、予備を設けていることを特徴
とするＳＱＵＩＤ磁束計。
【請求項５３】請求項１ないし５２のいずれかにおい
て、同時に複数個所の材料の検査が可能なことを特徴と
する材料検査装置。
【請求項５４】請求項５３において、前記複数個所は、
それぞれ互いに直行する３つの場所を少なくとも含むこ
とを特徴とする材料検査装置。
【請求項５５】少なくとも一部分に超電導体を用いた磁
気センサを含んで構成した検出回路と、少なくとも前記
検出回路から出力された信号を処理する半導体回路を含
んで構成した信号処理回路と、前記検出回路と前記信号
処理回路間の信号伝達手段と、雑音の低減、もしくは除
去手段を少なくとも含んで構成し、前記信号処理回路は
放射線の線量当量が前記検出回路と同じか、もしくは、
より小さい場所に設置されていることを特徴とする材料
検査装置。
【請求項５６】少なくとも一部分に超電導体を用いた磁
気センサを含んで構成した検出回路と、少なくとも前記
検出回路から出力された信号を処理する半導体回路を含
んで構成した信号処理回路と、前記検出回路と前記信号
処理回路間の信号伝達手段とを少なくとも含んで構成
し、前記検出回路、前記信号処理回路、もしくは前記信
号伝達手段の少なくとも一部は、放射線源、もしくは放
射線源から発生される放射線が存在する場所に設置さ
れ、かつ、前記検出回路、前記信号処理回路、もしくは
前記信号伝達手段の少なくとも一部は水中に設置される
ことを特徴とする材料検査装置。
【請求項５７】少なくとも一部分に超電導体を用いた磁
気センサを含んで構成した検出回路と、少なくとも前記
検出回路から出力された信号を処理する半導体回路を含
んで構成した信号処理回路と、前記検出回路と前記信号
処理回路間の信号伝達手段と、前記磁気センサが測定し
ている位置を同定する手段を少なくとも含んで構成し、
前記検出回路、前記信号処理回路、もしくは前記信号伝
達手段の少なくとも一部は、放射線源、もしくは放射線
源から発生される放射線が存在する場所に設置されるこ
とを特徴とする材料検査装置。
【請求項５８】少なくとも一部分に超電導体を用いた磁
気センサを含んで構成した検出回路と、前記検出回路か
らの信号を伝達する手段とを少なくとも含んで構成し、
かつ、放射線源、もしくは放射線源から発生される放射
線が存在する場所で使用されることを特徴とする材料検
査装置。
【請求項５９】少なくとも一部分に超電導体を用いた磁
気センサを含んで構成した検出回路と、前記検出回路か
らの信号を伝達する手段とを少なくとも含んで構成し、
かつ、放射線源、もしくは放射線源から発生する放射線
が存在する場所で使用され、かつ、前記検出回路、もし
くは、前記信号を伝達する手段の少なくとも一部は、予
備を備えていることを特徴とする材料検査装置。
【請求項６０】少なくとも一部分に超電導体を用いた磁
気センサを含んで構成した検出回路と、前記検出回路か
らの信号を伝達する手段とを少なくとも含んで構成し、
前記検出回路と前記信号を伝達する手段の少なくとも一
部分は低温容器の中に設置され、かつ、少なくとも前記
低温容器は放射線源、もしくは放射線源から発生する放
射線が存在する場所に設置され、かつ、少なくとも前記
低温容器の一部分は水中に設置されることを特徴とする
材料検査装置。
【請求項６１】少なくとも一部分に超電導体を用いた磁
気センサを２個以上含んで構成した検出回路と、前記検
出回路からの信号を伝達する手段とを少なくとも含んで
構成し、かつ、放射線源、もしくは放射線源から発生さ
れる放射線が存在する場所で使用されることを特徴とす
る材料検査装置。
【請求項６２】少なくとも放射線に対する耐久性が強い
回路と、前記回路に比較して放射線に対する耐久性が弱
い回路とから構成し、前記放射線に対して耐久性が強い
回路は物理量を測定し、前記放射線に対して耐久性が弱
い回路は信号処理を行なうことを特徴とする材料検査装
置。
【請求項６３】少なくとも放射線に対する耐久性が強い
回路と、前記回路に比較して放射線に対する耐久性が弱
い回路とから構成し、少なくとも前記放射線に対する耐
久性が強い回路は水中に設置されることを特徴とする材
料検査装置。
【請求項６４】少なくとも放射線に対する耐久性が強い
回路と、前記回路に比較して放射線に対する耐久性が弱
い回路とから構成し、前記放射線に対する耐久性が強い
回路と、前記放射線に対する耐久性が弱い回路との間
に、放射線の強度を減衰させる作用のある物質が存在し
ていることを特徴とする材料検査装置。
【請求項６５】少なくともアナログ信号を検出する回路
と、前記アナログ信号を処理する回路とを含んで構成
し、前記アナログ信号を検出する回路は放射線に対する
耐久性が強い物質で構成されていることを特徴とする材
料検査装置。