JPS59218941A - 核放射線装置及び方法 - 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】

発明の背景 １発明の分野 本発明は試験材＃Ｌの物理的特性を求める装置及び方法
に関するものである。特に、本発明は町成り薄い試験材
料の物理的特性、例えば、その密度と厚さとを求める装
置及び方法に関するものである。 ２従来技術の説明 土壌及びアスファルト材料の密度と水分とを求める核放
射線ゲージが知られている。このようなゲージの一例は
米国特ｆＦ第２７８１４５３号に記載されている。この
ようなゲージはガンマ線のコンプトン散乱の現象を利用
しており、当業者には「散乱」ゲージとして知られてい
る。 現在用いられている土壌、アスファルトその池の材料の
密度を測定するゲージは約４ないし６インチ（１０ない
し１５　ｃｍ　）の深さの材料の密度を測定する時最も
よく動作する。試験材料の厚さが少なくともるないし６
インチ（１０ないし１５　ｃｍ　、）ある時、従来技術
のゲージは極めて成功したものであった。しかし、試験
材４８１がこれ以下に薄くなると困蝋が増してくる。 １ｍ装材料のコストが高くなると共に、舗装路床を維持
し、書鋪装する実務は厚さが１インチのオーダーの表層
を塗るだけになってきている。しかし、このように厚さ
の範囲が変ってくると、従来技術のゲージは塗られた表
層の密度を測定できなくなった。特に、このようなゲー
ジは厚さが約４インチ以下の層の密度を直接測定するこ
とができない。ガンマ線のｒｌ！１Ｍｉ力が強いため問
題が生ずるのである。即ち、このようなゲージは薄い表
層を１１Ｔ１つ抜けてその下を「見る」のである。この
ため下側の舗装がゲージの読みに相当に影響してくる８
従米の密度ゲージにはこの制約がかかることを認識し、
１９７０年代の半ば頃その時存在していたゲージを用い
て薄い表層の密度を求める手続を確立する努力がなされ
た。そして表１−の密度を近似的に求め得る計算図表が
開発された。しかし、この計算図表を用いて表層の密度
を求めるには、下側の基板のＶ３度と表層の厚さの両方
を９１］ることか必要になった。このｄｉ算図表を用い
る方法は次のようなものである。先ず、オペレータが路
床の核密度′７Ａ験を行って基板の密度全求める。次に
、表層が塗られ、固められた後、コアサンプルをとるな
どして表層の厚さを求める。そして第３に、表層につい
て密度試験を行ってデータを発生させる。このようにし
て得られた第１の試験からの密度と、第２の試験からの
厚さと、第３の試験の密度データとを用いて計算図表を
参照することにより、表層の密度の近似値を得る。 しかし、この従来技術の計算図表を用いる方法には欠点
があって、その一つは表層が１司められる時Ｆ側の舗装
も更に固められるため、下側の舗装の密度のゲージの読
みと、表層を塗った後の実１聚の密度とが一致しなくな
ることである。而して、第１回目の読みと正確に同じ地
点で（表層を塗った後）２回目の・屑度の読みを得るこ
とは困難であることが判った。また、表層の厚さはサン
プルの位置と、試験のために核ゲージを置いた位置との
間で異ってくる可能性がある。上述した問題に加えて更
に重要な問題があり、それは計算図表を用いる方法は表
層を塗る前厄に何段かのステップを必要とすることと、
表層の厚さの測定が破壊試験であることとである。 発明の要旨 本発明によれば、相対的に薄い材料及びその下側に存在
する基板材料（これは何であってもよい）のいくつかの
物理的性質を求めるための放射線散乱方法及び装置が与
えられる。 本発明は試験材料のタイプや求める物理的性質の組の種
類で限定されるものではないが、本発明は舗装の保持と
やり直しにおいて塗られる薄い表層との関係で使用され
、（１）表層の密度と、（ｉ＋）表層の厚さと、（ｉｌ
ｌ）下側の舗装基板の密度とを求めるのに有用である。 そして、上述した性質は唯一回の非破壊試験で求められ
る。 本発明の一つは、装置に放射線を相対的に薄い材料と任
意の存在する基板材料内に向けて数対する放射線源と、
夕数個の検出器位置で散乱放射線を個別且つ明確に測定
する検出器手段とを設ける。 この個別で明確な放射線測定は薄い材料及び基板内の種
々の深さでの物理°的性質に屯みがかけられ、独立した
データを与え、これらのデータが集って、誘導された数
学式を連立方程式として解いた時、物理的性質の値を与
える。装置にマイクロプロセサを設け、これに一定の指
令のセットを持たせ、物理的性質の値を計算させること
ができる。 特に、散乱放射線を放射義姉に対し予め定められた空間
的関係に位置する複数個の放射線検出器で検出し、各検
出器を池の検出器が受取る計数とは明確に異なる放射線
計数を受取るように位置させると共にフィルタ特性を持
たせることかできるｄ記録手段を動作的に検出器に関連
させ、各検出器で測定した放射線情報を個別に記録する
ことができる。情報蓄積手段が経験的に導ひかれた数学
式を蓄わえ、各数学式か記録された放射線情報を物理的
性質の未知の値に関係させるが、マイクロプロセサがこ
れらの式を解き、値を導き出すことができる。 上述した装置ｔＺは、舗装の表面再処理で塗られる薄い
表層との関係で用いられる時は、ノ＼ウジングを具え、
このハウジングの中にガンマ線源と、８個の独立した全
放射線計数を与える３個の共平面放射線検出器とを設け
るようにすることができる０そして各計数は検出器のフ
ィルタ特性と位置とを異ならせることにより異なる放射
線エネルギーレベルに向けることができる。このように
独立して導ひかれる３個の全放射線計２散を３個の経験
的に導ひかれる数学式に代入し、これらの式を連立方髭
式として解くことにより８個の未）ｊＪ数を全部計真す
ることができる。 本発明が法は放射線を薄い材料と存在するｆモ意の基板
材料との中に向ける段階と、薄い材料及び基板の種々の
深さでの物理的性質に依存する散乱放射線の個別で明確
なｌ１ＩＩＩ定を得る段階とを含み、この測定が与える
独立のデータが集って少なくとも薄い材料の２個の物理
的性質の値を求める。 本発明を実施する特別な方法では、唯一つの放射線源か
ら放射線を向け、この放射線源から柿々の距離で測定を
得る。また池の方法によれば、複数個の放射線源から放
射線を回ける。そして複数個の放射線源が存在する時は
、唯一つの点で測定を得る。 測定は全放射線計数若しくは放射線計数率のような放射
線計数情報の形態又は特定の用途に適した他の形態をと
ることができる。 以下の図面についてなされる説明を読めば本発明をより
良く理解できるであろう。 以下に図面につき本発明を説明するが、本発明はその望
ましい特性と利点とを保ちつつ、細部を変え得ること全
理解すべきである。従ってここでの開示は当業者に対し
種々の可能性を秘めた教示をしているのであって、制限
的に理解すべきものではない。 図面には本発明により構成された放射線散乱装置１０が
示されている。 放射線遮蔽板ＨＨ１ｏは、第１図に示したように、ハウ
ジング１２と、ノ１ンドル１４ｊと、キーボード１５と
、表示装置１６とを具える。ハウジング１２の中には適
当な放射線源２０と、−列に並んだ８個の検出器２２，
２４．２６とが人っている（第２図）。放射線源２０は
Ｏ８−１３７ガンマ線源とすることができる。また、検
出器２２゜２４．２６は光子に感応するガイガーミュラ
管の膨頭をとることができる。放射線１ｌＩＪ１２０と
、検出器２２，２４．２６とは適当な１ル様でハウジン
グ１２の平坦な底面を形成するパン２８内又はパン２８
へ取付けることができる。放射線源と検出器とをそれら
の夫々の側面及び上側で遮蔽することは適当な放射線遮
蔽板３ｏ、ａ２．ａ４．ａ６により達成される。この遮
蔽により目立つ惺度の鼠の放射線が放射線源から直接検
出器に達するのが防がれる。 検出器２２，２４．２６の下側に放射線フィルタ４２．
４４．４６を設ける。後に詳しく述べる。′・・、よう
に、これらのフィルタはそこに入射する放射線の二手ル
ギースペクトルと強さとを修正する材料で作られる。 第２図においては放射線源２０はハウジングの底面に近
い押し下げられた位置で示されており、この時は多少平
行にされた放射線を薄い材料Ｔと下側の基板Ｂとの中に
送り込むことができる。そしてこの位置にある時は放射
線＃２０は検出器２２．２４．２６とほぼ同一の平面上
に並ぶ。しかし、当業者には開用のようにハンドル１４
を矢印４８（第１図）の方向に引上げて、放射線源を十
分に周囲を囲まれ、遮蔽された位ｉ〆ｔに引上げること
もできる。 放射線散乱装置１０の構造と動作とを更に論する前に、
特に多層試験材料に適用された場合の核密度ゲージの動
作と幾何学的構造の底に内在する原理のいくつかを概観
しておくと助けになる。 一般的な規則として、従来技術の核密度ゲージ　１の一
つの検出器系に到達する放射線の量は試験材料の密度が
高くなると共に指数関数的に減少する。・・そしてこの
関係はゲージの有効な密度範囲全体に亘って標帛的な減
衰方程式に従う。減衰方間式の一つの周知の形１ルは下
記の１１ｎっである。 ＯＲ−Ａ　ｅＸｐ　ｔ−ＢＤＧ、）　−０ＯＲ−計数率 ＤＧ−ゲージにより計算された密度 Ａ、Ｏ−−次的にゲージの幾何学的構造に依存する定数 Ｂ−一次的に質量減衰係数とゲージの幾何学的構造とに
依存する定数 （放射線源の崩−の長期間効果とα子のドリフトを除去
するために、全てのデータを標準基阜計数に正規化し、
比率、「計数率」で表わすのが一般である。） 従来技術の説明のところで述べたように、従来技術の核
密度ゲージは土壌、アスファルト又はその池の材料の試
験において、約４ないし６インチの深さの範囲で密度を
測定するのに適している。 そしてこれらのゲージが通常使われるのは、例え、ば、
４インチ（約１．　Ｑ　Ｃｍ　）以上の厚さを有するア
スファルト舗装のような実質的に均質な材料の単一層に
対してである。而して約４インチ＋ｌ０ＣＩＫ）以下の
層の場合は、ゲージは上側層を貫通して下側にある物質
を「見る」ことになり、ゲージの読みは下側にある物質
により影響される。 下側の基板層が密度の読みに及ぼす影響は第５Ａ図及び
第５Ｂ図のグラフによく示されている。これらのグラフ
はＶ３度が異なるがいずれも均質の物質である２層の試
験片上に置かれた従来技術の単一の検出器ゲージでの密
度の読みをとったものである。これらのグラフは上１１
１！１層の厚さが約４インチ（１０Ｃｍ）以上である時
は、ゲージは実際に

【の上側層の密度を読むが、上ｉｉ
ｌ１層の厚さが約１０ｃｍ以下になると、下側の基板の
材料がゲージの密度の読みに影響してきて、予想される
ように上側層の厚さがゼロになった点ではゲージは下側
の基板材料の密度を読むことを示している。 第５Ａ図及び第５Ｂ図に含まれるデータから明らかなよ
うに、上側層の厚さが約４インチ（１（１、ｃｍ　）以
下である時は、下側の基板材料の密度が著しい影響をゲ
ージの密度の読み（ＤＧ）に及ぼす。 第５Ａ図及び第５Ｂ図の曲線は上側層の厚さくＸ）が０
インチから６インチ＋１５．２層ｍ）の範囲で変化する
時、上側層の密度（Ｄ、）も下側の基板の密度（ＤＢ）
も一定に保たれる状況を表わしている。このように、Ｄ
ＴもＤＢも既知で一定に保たれるから、第５Ａ図及び第
５Ｂ図の曲線は２次元的である。しかし、一般的にはＤ
Ｔの値もＤＢの値も変わり得る。従って、３個の変８１
）Ｔ、Ｘ及びＤ８が仔在する。適当な形の式を選択し、
適当な曲線あてはめ定数を選択することにより、一般的
な関数を特定のゲージに専属する誘導式として表わすこ
とができる。即ち、 ＤＧ−ｆｔＤ、、Ｘ　、ＤＢ） この式は柚々の形帳をとることができ、それは当業背が
導ひくことができる。 放射線源と検出器との間の幾何学的関係が検出器により
見られるものに著しい影響を与えること、が知られてい
る。この幾何学的関係は放射線ビームの検出器に対する
角度関係やその池のものを変えることができるが、放射
線源と検出器との間の距離を変えるのが一番簡単である
。この放射線源と検出器との間の距離が増大すると、検
出器に到達する放射線の量が指数関数的に減少すること
が知られている。また、放射線源と検出器との間の距離
が短くなると、ゲージは表面に近い材料の密度を読むよ
うになる。逆に、放射線源と検出器との間の距離が長く
なると、ゲージは自分が見ている約４インチ（１０ｃｍ
）の深さに亘る平均密度を読むようになる。後に指（薗
するように、この現象を利用して検出器を放射線源から
種々の距離に直＜　コトニヨ’）　Ｔｊｌ　ニ独立した
いくつかの個別の放射線測定を行なうことができる。そ
してこれらの独立な放射線測定は同じ材料の物理的特性
を反映するものであるが、柿々の深さを重点にすること
になる。 また検出器による放射線が１定は放射線源と検出器の間
に放射線フィルタを入ねることにより著しい影響を受け
る。なおこのようｌＣフィルタは普通（・１第２図に示
したように検出器の近くに直かわる。 ガンマ線に対して使１４１する場合はこれらのフィルタ
は鉛、亜鉛及びカドミウムのような元素の薄い層の形態
をとることができる。フィルタの材料をが択したり、厚
さを変えろことにより散乱光子を検出器に到達する）、
ｉｉｌに減衰させることができる。 また、例えば、約８ないし５インチのような薄い所で％
乱ぎせられた放射線は、概して、試験片内にそれ哩入り
込まなかった放射線よりも弱いエネルギーレベルで検出
器に戻ってくることが知られている。従って、フィルタ
作用が川成り高いフィルタを直ぐことにより、特定の深
ぎよりも深い所で散乱ざセられた放射線を大Ｍｉ分夫々
の検出器に入らないようにし、イノ出？Ｓが自グナに近
い拐料の物理的特性だけ（ｉ−艶るようにすイ）ことが
できる。 逆に、フィルタ作用が非常に低いフィルタを使うことに
より比例して一層深いｒｈで散乱ぎせられた、放射線を
検出器が見、試験材料の表面に近いｉ７．（５分の物理
的特性にそう重きＦ　Ｉｉｆがないようにすることがで
きる。 以下に詳述するように、ｉ′発明は検出器の幾何学的位
置と、検出器に関連するフィルタリング特性とを適当に
・か択することにより、多重検出器が独立して働らき、
１也の検出器によりｃｆられる測定とは異なる放射線測
定を得ることができるようにゲージを構成できることを
＋ｉＪ識してなされたもσ）である。各独立したｉｔ’
ｌｌ定は池の検出器の測定とは異なる意味を有する。第
２図につき述べると、放射線散乱装置１υの−っの放射
＠諒２ｏと３個の検出器２２，２Φ、２６とは、３個の
独立した別個の放射祝データの組をｑ・えることができ
、これらのデータが集１って試験片の９４畦的特性の１
１４が求まる。なお、刹５６明の好ＩＪＮな実１ノ１１
例では４１′故を累算することにより放射線ｊｌｌ＋定
を行うが、池の形態の散乱放射線測定牙月１いることも
できる。 放射線散乱装置ｉ’Ｊ：　］　Ｏσ、）３個の独立した
検出器の各々は２層の試験材料で散乱させられたＩｉＫ
射線を、測定し、下記のように、ゲージ密度（ＤＧ　）
をＬ側層の密度（ＤＴ　）　、上１ｌＩＩＩ層の厚ど（
Ｘ）及び下側基板の密度（ＤＢ　ｌに結ひつける８個の
個別の方程式を与える。 ’　　　　Ｄ（、、＝　ｆ工（ＤＴ、Ｘ、ＤＢンＤＧ２
＝ｆ２（ＤＴ、Ｘ、ＤＢ） ＤＧ８　＝　ｆＢ（ＤＴ　ｔ　Ｘ　、　ＤＢ　１これら
の３個の式を停車の較正式 （ＣＲ＝Ａｅｘｐ　（−Ｂ　ＤＧ）　−０１に代入し、
各検出器系に対し、次のような３個の式を得ることがで
きる。 ＯＲ□＝Ａ１ｅＸｐ　ｆ−Ｂｌｆ　ｈ　（ＤＴ　、Ｘ、
ＤＢＩ　）　＝　０１ＯＲ８＝Ａ、ｅｘｐ（−Ｂ２ｆ２
（ＤＴ、　Ｘ　、ＤＢ）　）　−０２０Ｒ８＝Ａ８ｅｘ
ｐ（−８８ｆ８（ＤＴ、Ｘ、ＤＢ）　）　−０８これら
の８個の式をｌＩ！立方程式として解くと、８個の物理
的特性の値ＤＴ　、　Ｘ及びＤＢが得らｎる。 注意すべきことは、各検出器２２，２４．２６、が本質
的に同じように散乱放射線を「見る」とすると、各検出
器からの放射線）ｆｉｌｌ定情＋１け実・η的に同じに
なり、そわらを３　ｆｉ、！ｌσつ未知り〕値に関係２
せる関数も実質的に回じにｌ「へのである。 しかし、本発明によれば、３個の検出器に〕４なる幾何
学前位ＩＲとアイ／レタリング特性とを与えるから、検
出器は実質的に異なる態様で薄い材料と基板とを「見る
」。■２１Ｊち、検出器は異なる散乱放射線プロファイ
ルを「見る」。従って、それらの放射線測定ｆｆＪ報Ｇ
１胡いイオ料と基板の異なる深ざの層の万に眞み付けす
ることにより個別なものになる。異なる組合せの検出８
ａ位置とフィルタリング特性とで測定下ることにより、
８個の独立して全く異なる検出ａｌを得ることができ、
これは３個ＩＩ）関数な十分に異ならせ、３個の式を連
立方程式として解くことにより３個の未知敬に意味のあ
る値を与えることかでざる。勿論試験される材料が約４
ないし６インチ（ＩＩＪないし１５ｃｍ）以上の深で範
囲に亘って実質的に同じＶ；度？有する場合け、ゲージ
は全深ざに且つて同じ密度特性を見、放射、線ン則定も
そのように表示するり 第６図の８次元のグラフＧまフィルタの厚さと放射線と
検出器との間の位ｊ（ｆ、が独立して計数率に影響する
ところを劇的に示す。放射線散乱装置］０の３個の検出
器の糸はこのグツ７により示された現象の利点を十分Ｇ
ごとり込むように構成する。 注意すべきことは、式の形態と適当な定数（曲線あては
めルーチンから導くと好適である）とを選択Ｔることに
より経験的に導ひかれる式は多くの種々の形をとること
である。定数と式の形の選択は当業者にけ可能である。 また注意すべきことはここで用いられる「Ｍい材料」と
いう相乗やそれと均等な表現は放射線の認め社する一部
がそこを曲り抜け、その底に存在する基板判別で散乱さ
れて戻ってくるのに十分な薄い材料に関することである
。この点で注意すべきことは、４く光明は載板というも
のがなく薄い材料だけである場合や、放射線が薄い材料
を曲り抜けた後に、薄い材料の反対側にある気体や液体
の中に入り込む場合にも適ｔｆＪでさることである。べ
発明の用途によっては、例えば、薄い層の反対側の物質
が空気又は水であり、そのツｈ千邸が既知であることも
あるが、それでも１Ｎ：発明は薄い材料の密度と厚さの
値を計゛棹できる点でイｆ利である。 不発明の説明を容易にするため、本明細書Ｇゴ「下側に
存在する基板材料」という表現を用いているが、この１
葉や類似の用１１ｊ口１第２の物質が「Ｍい材料」の下
又【ま向う側、！１１ち、簿い材料の放射線源及び検出
器の反対側にある場合を全て包み込むことを意図してい
る。 第１図、第２図及び第４１Ａに示したゲージでは、検出
器２２，２４．２６の各々を電気的に幻１心才る増幅器
５２，５４．５６に接続している。また、必要なため、
検出器は高屯圧源６０にも接続する。 増幅器５２　、５４．　、５６の出力端子は入出力回路
６２に接続し、こび〕人出力回路全曲してマイクロプロ
セサの形態をした屯ｑ装置α６６と表示装置７１１６と
にｒｇ：Ｉｉする。装置区全体に対する［ル刀はパワー
コントローラ６Ｂから供給される。 マイクロプロ七す６６Ｇ：ｔ（第４図に略式図示した）
本発明回路に４５いて、いくつかの機能を果すが、ソＣ
１）中ニハ「標１ｖＳＪ　−ｒ＝　−トドｒｉｌｌｌｌ
定Ｊ　モードの両方でゲージングするために時間間隔を
支配することが含まねる。マイクロプロセサ６６はまた
各検出器からの測定された放射線情報を個別に記録する
ために検出器に動作的に関連させられてＩ／）るレコー
ダの機能も果す。この点で、放射線情報が時間間隔当り
の各ガイガーミュラ検出器の全放射線計数の形態をとる
と好適である。池の実施例では、放射線情報は放射線計
ｒｉｉ速（Ｗのような池の形態をとにともできる。 マイクロプロセサはまた、放射線測定（例えば、全放射
線計に情報）を密１２と厚さの特性についての値に関数
的に関連させる８個の紅験的に導ひかれる数学式を適当
な形態で蓄わえるのにも役立つマタ、マイクロプロセサ
はこれらの式を連立方程式として解き、値を計算する。 当業者にはＩＭ知であるが、マイクロプロセサ６６は叱
りＪ機能も果たす。 第３図につき述べると、動作時にあっては最初放射線散
乱装置ｆｆ１（ｌｒｒ標阜停車−ドにおき、当業者には
周知の態様で、比較標準物質につき標準計数２とる。そ
して一度び標準計数↑ｎ報がマイクロプロセサに蓄わえ
られたら、ゲージを「測定」モードにおき、適当な試験
材料、例えば、薄し）着層と下側の舗装基板とを含む舗
装について試験計数をとる。そして適当な回路を用いて
試験計数情報を標準肘板と比較することにより未知数の
値を計算する。而して例えば表示装置１６が表層の厚さ
、表層の密度及び下側にある基板の密度を表示する。 放射線散乱装置】０に一個の値が既知であるとして３個
の密度及び厚さ特性の任意の２個についての値を計算す
る能力を与えることができる。この目的で、放射線散乱
装置ＩＯに既知の値、例えは、表層σ〕厚ざを入力する
手段を設けることができ句。オペレータが何時も独立し
て変数の一つを決め得る場合にＯゴ、装置に２個の検出
器位置の小ざい万を与え、この既知の値を計′峠゛「る
ｍｌに人力するようにすることができる。 第７図は代りの実施例のゲージ１１０の一部を、示した
もので、これはパン１２［（と、３個の放射線Ｂｇ、　
１２　ＯＡ　、　１２　＋Ｉ　Ｂ　、　１２　ｕ　ｃと
、一つの検出器］２２とを具え、検出器にはフィルタ１
４２がついている。多重放射線源を単独で又は種々の組
み合せで逐次に活性化することにより、唯一つの検出′
Ｌ？３で薄い材料と基板内の柚々の深ざの物理的特性に
重みがかった散乱放射線の多重測定を行なうことができ
る。 第８噸は第２の代りの実１戦例の一部を示したもσ〕で
、ゲージ２１０はパン２２８と、１個の放射線源２２０
と、検出器２２２と、関連するフィルタ２４２とを有し
、検出器２２２が放射線源に対し動けるようになってい
る。図示したように、検出器２２２はねじ切りした部材
２３０上で往復運動できるように取吋けらね、ねじ切り
部材２３０は一端でジャーナル２３２により軸受され、
池端でモータ２３４により回転させらオ］るようになっ
ている。これにより検出器２２２の油路に沿って４すＩ
々の検出器（Ｉ７１ｉ！で散乱放射線の測定を行なうこ
、とができる。 ＠９図はもう一つの代りの実施例を示したもので、ゲー
ジ３】０はパン８２８と、放射線＃３２υと、多重放射
潅エネルギーを弁別できる検出器３２２とを含む。検出
器８２２はヨウ化ナトリウム結晶検出器の形態とし、い
くつかの動作モードニオキ、いくつかの異なるエネルギ
ーレベル帯で入射する散乱放射線を測定することができ
る。このようにしてなされたいくつかの測定は薄いｒｈ
料と基板との稍々の深ぎの点での物理的特性に重みがか
った多重測定？与える。 以上図示したいくつかの実施例につきべ発明を説明して
きたが、本発明の精神と範囲とを離れずに修正を加え得
ることを理解すべきである。例えば放射線源を（ｔｌ！
、の形態の放射線、例えば、試験材料の含有水分及び能
の特性な検出するための中性子線７ｉ：放射できるよう
にすることもできる。これ及び池の修正例はべ発明の範
囲内に入るものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は４

【発明に従って構むｚされた放射線ゲージの
斜視図、 第２図は第１図の２−２線に沿って切った放射線ゲージ
の下部の１７＋面図、 第３図は放射線ゲージの辰示部の平面図、第４図は放射
線ゲージの電気回路部のブロック図、 第５Ａ図及び第５Ｂ図は上ｆｌ［１１層の）γざを変え
た時の従来技術のゲージの密度の読みを示すグラフ線図
、 第６図はフィルタσ〕厚ぎと検出器付１ａとの関数とし
ての放射線計数を示す三吹元グラフ線図。 第７図、第８図及び第９図は三曲りの変形例の下部σ〕
（ト）「ＩＩ図である。 １０・・・放射線ゲージに（ゲージ） １２・・・ハウジング　　　　】４・・・ハンドル１５
・・・キーボード　　　　１６・・・表示装置ｎ２υ・
・・放射＠源　　　　　２２　、２４　、２６・・・検
出器２８・・・パン　　　　　　　　３０，３２，３４
．３６・・・放射線遮蔽・板、４２　、４４　、４６・
・・放射線フィルタ４Ｂ・・・ハンドルを引とげる方向
を示す矢印５２　、５４　、５６・・・増１１１ｔＪ器
　６０・・・高電圧源６２・・・入出力回路 ６６・・・電算装置（マイクロプロセサ）２８０・・・
ねじ切り■Ｓ材　　２３２・・・ジャーナル２８４・・
・モータ〇 特許出願人　　トロクスラ・エレクトロニック・ラボラ
トリーズ・インコーボレーテッド図面の（了’　＋！＋
’　（ｌ’ｊ’Ｆｊに変更なし）手　　　続　　　補　
　　正　　　書 昭和５９年　６月＋９１ヨ 特許庁長官　　若　　杉　　和　　夫　殿１、事件の表
示 １１１」和５９年’Ｊ：！ｊ　ｇ！（：願第５５１９９
号２、発明の名称 核放射線装置及び方法 ２２４−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　相対的に薄い材料の少なくとも２個の物理的性質の
   値を求めるのに有用なデータを発生させるために、この
   相対的に薄い材料及び任　。 意の下側に存在する基板材料の内部に向けて放射線を放
   射する放射線源手段と、この放射線源手段と協働する検
   出器手段とを具える核放射線装置において、これらの放
   射線源手段と検出器手段とを薄い材料及び基板材料内の
   種々の深さでの物理的性質に依存する散乱放射線の複数
   個の測定結果を個別且つ弁別できるように得られるよう
   に構成し、これらの測定結果が与える独立したデータが
   集って前記　　表の少なくとも２個の物理的性質の値を
   求め得るように構成したことを特徴とする核放射線装置
   。 ２、　　付加的に前記検出器手段と協働するプロセシン
   グ手段を設け、このプロセシング手段が　　、前記の散
   乱放射線の個別で弁別できる測定結果を受取り、これか
   ら前記の少なくとも２個の物理的性質の値を求め得るよ
   うに構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の核放射線装置。 前記プロセシング手段が前記の個別で弁別できる放射線
   測定結果を導びかれた数学的関係式に同時に相互に関係
   させる手段を具え、これらの数学的関係式が前記の少な
   くとも２個の物理的性質に関数的に関係し、これにより
   少なくとも２個の物理的性質についての前記の値を求め
   得るように構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載の核放射線装置。 前記プロセシング手段が少なくとも２個の物理的性質の
   値を求めるための一定の組の指令を内蔵する電子計算装
   置を具えることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   の核放射線装置。 下記の物理的性質、即ち、（１）相対的に薄い材料の密
   度、（１１）相対的に薄い材料の厚さ及び仙）任意の下
   に依存する基板材料の密度のうちの少なくとも２個の値
   を求めるために、相対的に薄い材料及び任意の下に存在
   する基板材料の中に核放射線を放射する放射線源手段と
   、この放射線源手段と協働する検出器手段とを具える核
   放射線装置において、 これらの放射線源手段と検出器手段とを薄い材料及び基
   板材料内の種々の深さでの物理的性質に依存する散乱放
   射線の複数個の測定結果を個別且つ弁別できるように得
   られるように構成し、 これらの個別の弁別できる放射ｍ測定結果を導ひかれた
   数学的関係式に相互に関連させる手段を設け、これらの
   数学的関係式が関数的に前記の物理的性質０）　、　（
   ｉｉ）及び０：＊＋に関係し、少なくとも２個の物理的
   性質の値を求め得るように構成した ことを特徴とする核放射線装置。 氏　前記の相互に関係させる手段が動作的に前記検出器
   手段に結合きれた電子計算装置を具え・この電子計算装
   置に前述した導ひかれた数学的関係式を含む一定の組の
   指令を内蔵させ、少なくとも２個の物理的性質の値を求
   められるように構成したことを特徴とする特許請求の範
   囲第５項記載の核放射線装置。 ７、　前記放射線源手段が唯一個の核放射線源を具え、
   前記検出器手段が複数個の放射線検出器を具え、各放射
   線検出器が異なる散乱放射線プロファイルを測定し、前
   記放射線源と協働し、前記の個別で弁別できる放射ａ測
   定結果を同時に得られるように構成したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項又は第５項に記載の核放射線装
   置。 ８、　前記の複数個の検出器が前記放射線源に対し異な
   る幾何学的関係を有することを特徴とする特許請求の範
   囲第７項記載の核放射線装Ｎ。 ９、　前記の複数個の検出器を前記放射線源から異なる
   距離に取付け、前記の異なる幾何学的関係を得るように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の核放
   射線装置。 ｌＱ、　　検出器の数をデータを発生させる必要がある
   性質の数基上としたことを特徴とする特許請求の範囲第
   ７項記載の核放射線装置。 １１　　前記放射線源手段が２個以上の放射線源を具え
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第５項に
   記載の核放射線装置。 １ｚ　　前記検出器が唯一個の検出器から成ることを特
   徴とする特許Ｗ’ｎ求の範囲第１項又は第５項に記載の
   核放射線装置。 １＆　前記放射線源手段と前記検出器手段とを互に対し
   て動けるように構成したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項又は第５項に記載の核放射線装置。 １４　　前記検出器手段が複数個の放射線エネルギーを
   弁別する能力を有する検出器を少なくとも１個具えるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第５項に記載
   の核放射線装置。 １＆　舗装の維持又は表面再処理で塗られた表層を非破
   壊試験するのに有用で、下記の物理的性質、即ち、（１
   ）表層の密度、（１１）表層の厚さ及び４１１）表層の
   すぐ下の舗装基板の密度のうちの少なくとも２個を求め
   るために、平坦な底面を有するハウジングを具え、この
   ハウジング内にガンマ線源と、この放射線源と協働する
   検出器手段とを納めた核放射線装置において、前記放射
   線源をハウジングの底面の近くに置けるようにし、核放
   射線装置を表層上に置いた時表層及び下側のカ［ａ装基
   板内にガンマ線を放射できるようにし、 前記検出器手段が前記ハウジング内に取付けられた少な
   くとも３個の放射線検出器を具えて散乱放射線のプロフ
   ァイルを測定できるようにし、これらの検出器をハウジ
   ングの底面の近くに前記放射線源から異なる距離の所に
   置き、各検ａｔ器により測定される放射線プロファイル
   を他の検出器により測定される放射線プロファイルとは
   別個で弁別できるようにし、 記録手段を動作的に前記検出器と関係させ各検出器から
   くる測定された放射線情報を個別に記録するように 構成したことを特徴とする核放射線装置。 １ａ　　更に、 記録された情報を（１）表層の密度、（１１）表層の厚
   さ及び（（１）下側の舗装基板の密度に関係させる少な
   くとも８個の導ひかれた数学的関係式を蓄わえる情報記
   憶手段と、 上記数学的関係式を解き、上記の（ｉ）、叩及び（ｌｉ
   ＋）の値を求める手段と、 これらの求められた値を表示する手段とを設けたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１５項記載の核放射線装置
   。 １７、　　前記検出器の少なくとも一部にフィルタ手段
   を取付け、散乱放射線の入射エネルギースペクトルを修
   正するようにしたことを特徴とする特許？ｒｎ求の範囲
   第１５項記載の核放射線装置。 １８、　　前記の物理的性質（ｉ）、（ｉｌ）及び（ｉ
   ｌｌ）の一つの既知の値を入力し、この既知の値を用し
   ）でイ也の２個の物理的性質の値を求める手段を殺しす
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１５項記載の核放
   射線装置。 １９、　　前記検出器の数を８とし、３個の個ｇＵで弁
   別できる累積された散乱放射線の計数を発生するように
   し、８個の累積された計数力（８個の導びかれた数学的
   関係式に関係させられ、これらの３個の数学的関係式を
   連立方程式として解いて３個の物理的性質（１）　、　
   （ｉｉ）及びｄｉｉ）の値を得るように構成したことを
   特徴とする特許請求の範囲第１５項記載の核放射線装置
   。 ２０、　　記録される情報を全放射線計数の形態とした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１５項記載の核放射
   線装置。 ２Ｌ　　相対的に薄い材料の少なくとも２　（ｇの物理
   的性質の値を求めるのに有用なデータを発生させるため
   に、この薄い材料と存在する基板材料との中に放射線を
   向けることを含む核放射線方法において、薄い材料及び
   任意の基板材料内の種々の深さにおける物理的性質に依
   存する散乱放射線の個別の弁別できる測定結果を得、こ
   れらの測定が与える独立したデータが集って少なくとも
   ２個の物理的性質の値を決めることを特徴とする核放射
   線方法。 ２２、　　放射線を唯一つの放射線源から放射させ、こ
   の放射線源から種々の距離で複数個の個別で弁別できる
   測定結果を得ることを特徴とする特許請求の範囲第２１
   項記載の核放射線方法。 ２＆　放射線を複数個の放射線源から放射させることを
   特徴とする特許請求の範囲第２１項記載の核放射線方法
   。 ２表　唯一つの点で散乱放射線を測定することを特徴と
   する特許１！求の範囲第２８項記載の核放射線方法。 ２ＩＩＬ　　関数的に測定データを値に関連させる誘導
   式を用いて少なくとも２個の物理的性質の一部を計算す
   る段階を含むことを特徴とする特許請求の範囲第２１項
   記載の核放射線方法。 ２ａ　　誘導された数学的関係式を介して測定データを
   値に関係させる一定の組の指令を用いて少なくとも２個
   の物理的性質の値を電子工学的に計算する段階を含むこ
   とを特徴とする特許ｍｌ求の範囲第２１項記載の核放射
   線方法。 ２７、　　舗装の維持又は表面の再処理において塗られ
   た表層を試験する際下記の８つの物理的性質、即ち、（
   １）表層の密度、（１１）表層の厚さ及び（１１）表層
   の直ぐ下側に存在する舗装基板の密度の値を求めるため
   に、核ゲージを表層の上に誼〈段階と、表層及び舗装基
   板内にゲージの中にある放射線源からガンマ線を向ける
   段階と、表層及び舗装基板内で散乱させられた放射線を
   測定する段階とを含む試験方法において、 ゲージ内の少なくとも８個の検出点で散乱放射線の計数
   を検出することと、 各検出点からの放射線の計数情報を個別に記録すること
   と、 各々が夫々の検出点からの計数ｆｔ？報を３個の値に関
   数的に関係させる３個の誘導された連立方程式を解くこ
   とにより物理的性質（１）。 （１１）及び（ｉｌｉ）の値を計算することとを特徴と
   する試験方法。 ２＆　舗装の維持又は表面の再処理において塗られた表
   層を試験する際、８個の物理的性質の一つの値が既に知
   られている場合に下記の物理的性質、即ち（＋）表層の
   密度と・（１ｉ）表層の厚さと及び（ｉｉｉ）表層の直
   ぐ下の舗装基板の密度とのうちの２個の値を求めるため
   に、ガンマ線を放射線源から表層及び舗装基板内に向（
   プる段階と、これにより散乱させられた放射線を測定す
   る段階とを含む試験方法において、放射線源に対し予し
   め定められた幾何学的関係にある少なくとも２個の検出
   器位置で散乱放射線を少なくとも２個測定することと、
   電子計算装置で測定結果を記録し、夫々の検出ｇＫ位置
   に対応するデータの弁別できる紐を与えることと、 ８個の物理的性質の一つの値を既知の値として電子計算
   装置に入力することと、 各々がデータの弁別できる絹の一つを２個の未知の値と
   １個の既知の値とに関数的に関係させる少なくとも２個
   の誘導された式を連立方程式として解くことにより２個
   の未知の値を計算することと を特徴とする試験方法。