JPS58113842A - ラジオグラフィー装置 - Google Patents

ラジオグラフィー装置

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JPS58113842A
JPS58113842A JP56214949A JP21494981A JPS58113842A JP S58113842 A JPS58113842 A JP S58113842A JP 56214949 A JP56214949 A JP 56214949A JP 21494981 A JP21494981 A JP 21494981A JP S58113842 A JPS58113842 A JP S58113842A
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neutron
ray
gamma
radiography
simultaneous
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JP56214949A
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JPH0213736B2 (ja
Inventor
Nobuo Wada
和田 延夫
Noboru Tachikawa
立川 登
Shigemasa Enomoto
榎本 茂正
Masataka Muraki
村木 正孝
Tomio Yasui
安井 富雄
Yoshimichi Yoshida
吉田 好道
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Japan Atomic Energy Agency
Original Assignee
Japan Atomic Energy Research Institute
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material

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】 及びガンマン線同時ラジオグラフィー及びそれに使用す
る装置に関する。より詳細に述べると、本発明はカリフ
ォルニウム−252(以下「252Cf」)の中性子及
びガンマ線同時ラジオグラフィーの線源としての利用及
び252Cfを利用した中性子及びガンマ線同時ラジオ
グラフィー装置に関する。
従来構造物などの非破壊放射線透過試験法としてエック
ス線やガンマ線または中性子の透過現象を利用した放射
線透過試験方法がある。中性子による放射線透過試験法
は、金属材料で隠された水素含有材料など特定物質の検
査が容易なため、エックス線やガンマ線透過試験法を補
完する試験法として実用化が進展している。近時、工業
材料は多様化し、火工品例えば、火薬リレーなどの例に
見られるごとく、金属と非金属材料とから成る構造部品
などが多くなり、これらの部品内部の非破壊検査にはエ
ックス線またはガンマ線透過試験の他、中性子透過試験
を並用する必要性が高まっている。この場合、種類の異
なる二つの放射線源を必要とし、同一試料について二回
の試験操作が必要であり、かつまた同一幾何学的条件下
での試験は困難である。
また異なる条件下で得られた中性子像とエックス線また
はガンマ線像を解釈する場合には、幾何学的条件の違い
を考慮するなどの注意が必要である。
本発明は、中性子とガンマ線の両方を放出する単一線源
を用いることにより、」二記の欠点を取り除き同一幾何
学的条件の下において、−回の操作で中性子像とガンマ
線像を重ねて置いた2個の検出器上に同時に撮像するい
わゆる中性子及びガンマ線同時ラジオグラフィー及びそ
の装置を提供し、放射線透過試験法の高精度化ならびに
簡便化を可能にするものである。
中性子ラジオグラフィ用中性子源としては原子炉、加速
器、同位体中性子源などがあるが、このうち同位体を用
いるものは原子炉はどの強い中性子束強度は得られない
かわりに、メンテナンスフリーで取扱いが容易かつ移動
も可能なため、宇宙・航空分野など高い信頼性、健全性
が要求される装置部品の検査で、エックス線がガンマ線
透過試験で困難な場合に実用化されることが期待されて
いる。近年利用可能になった同位体中性子源2520f
は、自発核分裂により1グラムあたり毎秒2.3 X 
1012個の中性子を放出し、小型で強力な中性子源と
して移動が可能なために現場における中性子ラジオグラ
フィ用線源として適している。また2 52Of線源は
同時に1グラムあたり毎秒1..3 X 1013個の
ガンマ線を放出し、そのガンマ線のエネルギー分布はゼ
ロから数Mevにわたって広く分布しているが、概して
低エネルギー成分が多(、平均的にはガンマ線ラジオグ
ラフィ用線源として広く用いられている!37C3線源
のガンマ線エネルギー(0662Mev)とほぼ同等と
考えられる。所で、252Cfの放出するガンマ線はこ
れまで全く利用されることがなく、むしろ妨害要素とし
て取り扱われていた。本発明者等はこの262Ofの放
出するガンマ線に着目し、252Cf線源を中性子及び
ガンマ線同時ラジオグラフィー用線源として用いて本発
明を完成した。
従って、本発明の主目的は2520fの中性子及びガン
マ線同時ラジオグラフィー用線源としての用途を提供す
ることである。
更に本発明の別の目的は252Cfを線源として利用す
る中性子及びガンマ線同時ラジオグラフィー装置を提供
することである。
本発明の更なる目的は中性子及びガンマ線同時ラジオグ
ラフィー装置に使用される252Of照射装置を提供す
ることである。
本発明の更に別の目的は中性子及びガンマ線同時ラジオ
グラフィー装置に使用される像検出器を提供することで
ある。
以下、本発明の構成を添付した図面に基いて説明する。
第1図は本発明の中性子及びガンマ線同時ラジオグラフ
ィー装置の概念図である。第1図において1は被写体、
旦は252Cf線源4を内蔵しマ線像検品5A及び中性
子像検出器5Bから構成される像検出器である。
第3図は本発明のラジオグラフィー装置で使用される照
射装置の一態様を来す縦断面である。
第3図において旦は252(J、f線源、ヱはパラフィ
ン又は高密度ポリエチレンから成る減速材は、8は鉛遮
蔽材、9は8203入りパラフィン中性子遮蔽材そして
10はビームコリメータである。
ビームコリメータはカドミウム、インジウムおよび鉛か
ら構成されていて交換可能であり被写体の大きさに応じ
て中性子及びガンマ線ビームの広がりを調節することが
できる。本発明者等は長さ400謳、基部直径が20−
ビームコリメータを試作した。縦って、この場合のビー
ムコリメータの整正率(L/D)は20である。
L/Dはラジオグラフの幾何学的不鮮鉛度を避けるため
にも出来るだけ大きいことが望ましい。
更に、本発明者等は幾可学的条件を向上させるため長さ
500朝のコリメータを使用した。コリメータの基部か
ら900間の距離でL/D=45て中性子及びガンマ線
同時ラジオグラフィーを実施した。
中性子像を検出する装置としては、中性子用シンチレー
タ−とエックス線フィルムヲ絹ミ合せる方法によるもの
、または単に中性子によって放射化されやすい箔を用い
る方法によるものなどがある。前者は被写体を透過して
きた中性子がシンチレータ−にあたった際に発生する光
により、エックス線フィルム上に中性子像を得ることが
できる。後者は中性子によって放射化された箔を、後に
エックス線フィルムと密着させることにより、やはりフ
ィルム」二に中性子像を得ることができる。このシンチ
レータ−及び箔はガンマ線に対してほとんど不感である
。その他にも中性子像を検出する装置としては、中性子
によって荷電粒子を発生する物質と絶縁性固体とを組み
合わぜJ荷電粒子が絶縁性固体に作り出す損傷(粒子の
飛跡)を化学的エツチングにより拡大して中性子像とし
て得る方法によるものや、中1生子用シンチレータ−と
ファイバープレートの組み合せを用いて中性子像を光学
像に変換し、二次元的に観察する方法によるものなどが
考えられる。
一方、ガンマ線像を検出する装置としては、一般的なガ
ンマ線ラジオグラフィと同様に金属箔増感紙、例えば原
子番号と密度の大きい鉛箔やタンタル箔増感紙とエック
ス線フィルムを組み合せたものを用いる。これは中性子
に対してまったく不感である。
以上のような中性子像ならびにガンマ線像のそれぞれの
検出器を重ねて同一のカセット内に置き、252Cf線
源を用いることにより、中性子及びガンマ線の同時ラジ
オグラフィが可能であり、実際実験結果からもそれが明
らかとなった。
第4図は本発明のラジオグラフィー装置で使用した像検
出器の構成及び像形成の過程を示すダイヤグラムである
。第4図において像検出器5はその内部にガンマ線検出
器(5A)および中性子像検出器(5B)を配置してい
る。ガンマ線像検出器(5A)としては、例えば、2枚
の鉛箔にはさまれたエックス線フィルム、中性子像検出
器(5B)としてはフッ化リチウム、硫化亜鉛及び有i
ガラスを混合してつくったシンチレータ−とエックス線
フィルムの組み合わせが用いられる第1図に表わした像
検出器5側からみた被写体1の断面のように、被写体1
1月こ水素など中性子吸収の大きな元素を含有する特定
の物質込が存在し、その中に金属材料物質IBが隠され
ているとすると、本発明の方法によれば像検出器旦の中
にあるガンマ線像検出器二へには第2図Aのようなカン
マ線像が、また中性子像検出器5Bには第2図Bのよう
な中性子像が同時に得られる。第2図A及び第2図Bの
2つの像から水素含有物質とΔに隠された金属材料物質
世の存在と両者の相対位置関係を明らかにすることがで
きる。
本発明の構成は上述した通りであるが以下、本発明の装
置を使用して実験を行ったのでその結果を実施例として
記掲げる。
実施例 と−線スペクトル 第5図はコリメータ基部から900胴のラジオグラフ位
置で45mmj’ X 45mm7のNaIシンチレー
タヲ使用して測定したで一線のエネルギースペクトルを
示シテいる。エネルギースペクトルは観測可能なピーク
なしに数MeVに拡がっている。ざ−線は、252Cf
に起因するものでありそして一部は装置の構成材料に捕
獲された中性子からのものである。
効果的な■−一線ネルギーは137C8σ−線のエネル
ギーとほぼ等しいことがわかる。
NE 426シンチレータを使用する直接照射による熱
中性子ラジオグラフィーではビームの中性子ニアtl(
n/7)は5×104n−Cm104n−Cである3一
方、に−線の密度は同時にて一線ラジオグラフを得るた
めには十分高くなければならない。最適ビーム条件を得
るにはこれらの矛盾した要件を両立させなければならな
い。照射装置の中の線源の垂直位置のn/itlに対す
る影響を検討した。
その結果を第6図に示しである。コリメータ基部から4
00咽の距離の熱中性子束密度は、コリメータ軸からの
線源への垂直距離が増加するにつれて徐々に減少してお
り、一方と一線線量率は急速に減少していることがわか
る。
第7図はラジオグラフィー位置のn /;5−t Iに
対する影響を示している。これらのデータは線源をコリ
メータ軸から30m垂直位置においた条件下で得られた
ものである。τ−線の線量率はコリメータ基部からの距
離の自乗にほぼ反比例して減少しており、−万態中性子
束密度の相対変化はざ一線線量率のそれより小さいこと
がわかる。これらは効果的な照射線源の物理的サイズの
違いに対応すると考えられる。線源の深さの巾は熱中性
子の方がと一線より大きい。従って、n 、4(t 1
比はコリメータ基部からの距離め増加によって顕著に向
上される。900m位置における値は、線源がコリメー
タ軸から30間上部にある場合1.7X105n −c
m 2mR’でありコリメータ軸にある場合8.8X 
1.0 ’n −cm−2mR’である。
百−線ラジオグラフの保持性 幾何学的不鮮鉛度および百−線バツクグランドによるカ
ブリを低減させるためコリメータ基部から9008の位
置で中性子及びご−線間時ラジオグラフィーを実施した
。中性子像用にFuj i −100X線フイルム(ハ
イコントラスト及びミジアムセンシティティー)をNE
シンチレータと組み合わせて使用した。一方鉛箔(厚さ
0,03及び0.1 mm)でサンドイッチ状にはさん
だFuji−150X線フイルム(ミジアムコントラス
ト及びハイセンシティビイティー)をざ−線像用に用い
た。
252Cf線源をコリメータ軸から30m上方に置いた
場合の中性子像特性はよかったがC−線ラジオグラフは
、不十分な照射のため満足すべきものではなかった。コ
リメータ軸に線源をおいた場合は満足すべき中性子及び
正−線ラジオグラフが得らた、然しなから中性子ラジオ
グラフは百−線によるカブリのため幾分並影響を受けて
いた。第8図は後者の条件で得られたS−線ラジオのス
チールの厚さと写真濃度の関係を示している。写真濃度
はフィルムのデンシティ−と共に増加している。
スチールの厚さ当りのコントラストは濃度範囲1.5−
2.0で0.04/mである。
ど−線ラジオグラフの透過感度とスチールの厚さの関係
を第9図に示しである。透過感度はフィルムデンシティ
−の増加によって向」ニしている。
スチールの厚さ5謔以下の場合その値は5%である。こ
の値は137C85i″−線源を使用する通常の一線ラ
ジオグラフィーで得られる値と殆んど等しい。
以上の実施例の結果を通覧することによって、本発明に
従うことによって同一試験条件の下でガンマ線及び中性
子同時ラジオグラフィが可能になり、提供されるガンマ
線像と中性子像の相対位置関係は明確で、−回の操作に
より、より詳細な被写体内部情報が得られ、検査精度は
一層向上することがわかる。本発明によればロケットや
原子炉部品など高度の信頼性を要する構造物の放射線通
i′^”検査が簡便かつ高精度で実施可能になり、部品
の品質保証に大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の装置を示す概念図である。 第2図は本発明の像検出器に得られるガンマ線像及び中
性子像を示す咎、成因である。 第3図は本発明の装置で使用される照射装置の一例を示
す断面図である。 第4図は本発明の装置で使用される像検出器の構成及び
像形成の過程を示すダイヤグラムである。 第5図はで一線のエネルギースペクトルを示すグラフで
ある。 第6図は線源位置の中性子: itlに及ぼす影響を示
すグラフである。 第7図はラジオグラフ位置の中性子: ”[tlに及ぼ
す影響を示すグラフである。 い 第8図は■−線シラジオグラフ保持性のうちスチールの
厚さと写真濃度の関係を示すグラフである。第9図は同
じくスチールの厚さと透過感度の関係を示すグラフであ
る。 h1 A         B 泉3 図 承5 図 毫乙図 換7図 コリメー7基名I゛うの距島Jcry2毛a図 スナール1で、mm 肌q 図 第1頁の続き @発 明 者 吉田好道 高砂市荒井町新浜2丁目1番1 号 (ル出 願 人 三菱重工業株式会社 東京都千代田区丸の内2丁目5 番1号

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 カリフォルニウム−252から成る中性子及びガン
    マ線同時ラジオグラフィー用線源。 2 被写体、この被写体と対向して一方に配置されたカ
    リフォルニウム−252を中性子及びガンマ線源として
    内蔵する照射装置及び他方に対向して配置され被写体を
    透過した中性子及びガンマ線の像を同時に検出する像検
    出器から主として構成され、中性子像及びガンマ線像を
    同一幾何学的条件の下で同時に検出する中性子及びガン
    マ線同時ラジオグラフィー装置。 3 照射装置がカリフォルニウム−252線源、張線源
    をとりかこむ減速材、更にその周囲に配置された鉛遮蔽
    材および中性子遮蔽材およびビームコリメータから主と
    して構成されている特許請求の範囲第1項に記載の装置
    。 4 減速材が高密度ポリエチレン及びパラフィンから成
    る群から選択される特許請求の範囲第1項に記載の装置
    。 5 中性子遮蔽材がB 203入りパラフィンである特
    許請求の範囲第1項に記載の装置。 6、 ビームコリメータがカドミウム、インジウムおよ
    び鉛から構成されていて交換可能である特許請求の範囲
    第1項に記載の装置。 7 像検出器が2枚の金属箔増感紙にはさまれたエック
    ス線フィルムから成るガンマ線像検出器およびシンチレ
    ータおよびエックス線フィルムから成る中性子像検出器
    を並列に重ねて内蔵したカセットである特許請求の範囲
    第1項に記載の装置。 8 金属箔増感紙が鉛箔あるいはタンタル箔である特許
    請求の範囲第7項に記載の装置。 9 シンチレータがフッ化すチウヘ硫化亜鉛及び有機ガ
    ラスから成る特許請求の範囲第1項に記載の装置。
JP56214949A 1981-12-28 1981-12-28 ラジオグラフィー装置 Granted JPS58113842A (ja)

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