JPS60192244A - 中性子ラジオグラフイ−方法及び装置 - Google Patents
中性子ラジオグラフイ−方法及び装置Info
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- JPS60192244A JPS60192244A JP59047855A JP4785584A JPS60192244A JP S60192244 A JPS60192244 A JP S60192244A JP 59047855 A JP59047855 A JP 59047855A JP 4785584 A JP4785584 A JP 4785584A JP S60192244 A JPS60192244 A JP S60192244A
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- neutrons
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating 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
- G01N23/20—Investigating 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 using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
- G01N23/201—Investigating 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 using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials by measuring small-angle scattering
- G01N23/202—Investigating 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 using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials by measuring small-angle scattering using neutrons
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は中性子を発生する中性子ラジオグラフィーに関
するもので、鉄コンテイナ内の火薬、導火線内の火薬、
鉄パイプ内のゴム製Ｏリング等の中性子を透過する材料
内の中性子を吸収する材料の検査等に使用するものであ
る。
するもので、鉄コンテイナ内の火薬、導火線内の火薬、
鉄パイプ内のゴム製Ｏリング等の中性子を透過する材料
内の中性子を吸収する材料の検査等に使用するものであ
る。
最近、宇宙開発におけるロケット、人工衛星や航空機の
国産化に伴い各種の火工品、燃料管、エンジン等の開発
とその品質管理における検査法が重要な課題となってき
た。これらはいずれも鉛、鋼など重金属外とう内にある
火薬、燃料２合成樹脂等の欠陥または状態の検査であシ
、Ｘ線、γ線では、外とう金属のために内部の軽い物質
を十分な写真コントラストで観察することはできない。
国産化に伴い各種の火工品、燃料管、エンジン等の開発
とその品質管理における検査法が重要な課題となってき
た。これらはいずれも鉛、鋼など重金属外とう内にある
火薬、燃料２合成樹脂等の欠陥または状態の検査であシ
、Ｘ線、γ線では、外とう金属のために内部の軽い物質
を十分な写真コントラストで観察することはできない。
また原子炉運転の健全性確保の上から燃料体の検査が重
要な項目となってきているが、Ｘ線では透過力に問題が
あシ、特に使用後の燃料体は強いγ線を放出するために
、通常の手法では十分な検査が不可能である。
要な項目となってきているが、Ｘ線では透過力に問題が
あシ、特に使用後の燃料体は強いγ線を放出するために
、通常の手法では十分な検査が不可能である。
このため中性子によシ検査することが望まれるが、従来
の中性子線源としては■原子炉の熱中性子、■２５２ｃ
ｆの自然崩壊による速中性子、■バンプグラフの重陽子
の核反応による速中性子、であつぺて高い欠点があった
。
の中性子線源としては■原子炉の熱中性子、■２５２ｃ
ｆの自然崩壊による速中性子、■バンプグラフの重陽子
の核反応による速中性子、であつぺて高い欠点があった
。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、サイクロ
トロンを使って陽子２重陽子を加速し９Ｂｅ （ｐ’＋
ｎ）’Ｂ又は’Ｂ６ （ｄ、ｎ）１０Ｂ反応を利用して
中性子を発生するものである。
トロンを使って陽子２重陽子を加速し９Ｂｅ （ｐ’＋
ｎ）’Ｂ又は’Ｂ６ （ｄ、ｎ）１０Ｂ反応を利用して
中性子を発生するものである。
以下図面につき本発明の一実施例を詳細に説明する。
第１，２図示のように小型サイクロトン１のビーム２の
出口３には断面正方形状のビームダクト４．５をその斜
辺を垂直にした向きで接続し、このビームダクト５の端
部にはターゲットボックス６を連結する。
出口３には断面正方形状のビームダクト４．５をその斜
辺を垂直にした向きで接続し、このビームダクト５の端
部にはターゲットボックス６を連結する。
なお、図中７は厚さ１ｖｎ程度のコンクリートよシなる
放射線防謹壁、８はビーム遮断弁である。
放射線防謹壁、８はビーム遮断弁である。
第３図示のようにターゲットボックス６は中心孔１０
、１１を有する一対のアルミニウムのブロック１２ 、
１３を熱中性子を吸収しない碍子或いはポリエチレンよ
シなる電熱絶縁材のリング１５の両側にボルト１６ 、
１７によシ固定したものである。上記ブロック１２には
上記ビームダ久ト５の先端を連結し、また先端側のブロ
ック１３の中心孔１１の外端にはベリリウム板１８ヲ嵌
合し、更はこのブロック１３の先端側には押えブロック
■９をポル）２０によシ固定し、この押えブロック１９
の中心線孔内にはクランプ板２１を螺着嵌合し、このク
ランプ板２１とベリリウム板１８の間には押え板２２を
挿入する。なお図中ｎはこの中心螺孔を密封するシール
板である。この押え板乙のベリリウム板１８に対向する
面には冷却水の流路列を形成し、この流路列はクランプ
板２１の孔２５、その外側空間が及び上記ブロック１９
、１３、リング１５、ブロック１２内を延びる通路２
８，２８．２８及びパイプ四を介して冷却水源（図示せ
ず）ＦＣ４通する。
、１１を有する一対のアルミニウムのブロック１２ 、
１３を熱中性子を吸収しない碍子或いはポリエチレンよ
シなる電熱絶縁材のリング１５の両側にボルト１６ 、
１７によシ固定したものである。上記ブロック１２には
上記ビームダ久ト５の先端を連結し、また先端側のブロ
ック１３の中心孔１１の外端にはベリリウム板１８ヲ嵌
合し、更はこのブロック１３の先端側には押えブロック
■９をポル）２０によシ固定し、この押えブロック１９
の中心線孔内にはクランプ板２１を螺着嵌合し、このク
ランプ板２１とベリリウム板１８の間には押え板２２を
挿入する。なお図中ｎはこの中心螺孔を密封するシール
板である。この押え板乙のベリリウム板１８に対向する
面には冷却水の流路列を形成し、この流路列はクランプ
板２１の孔２５、その外側空間が及び上記ブロック１９
、１３、リング１５、ブロック１２内を延びる通路２
８，２８．２８及びパイプ四を介して冷却水源（図示せ
ず）ＦＣ４通する。
第１，２図示のように上記ターゲットポック不６の外側
にはポリエチレンよシなるモデレータ（ト）を設け、こ
のモデレータ（至）は上記ベリリウム板１８で発生した
数ミリオンｅＶ程度の高エネルギー中性子を熱中性子に
減速する厚さく２５０〜３００ｍｍ）とし、その外面に
は中性子を吸収する厚さ０．５ｍのカドミウムのシート
３１を接着する。
にはポリエチレンよシなるモデレータ（ト）を設け、こ
のモデレータ（至）は上記ベリリウム板１８で発生した
数ミリオンｅＶ程度の高エネルギー中性子を熱中性子に
減速する厚さく２５０〜３００ｍｍ）とし、その外面に
は中性子を吸収する厚さ０．５ｍのカドミウムのシート
３１を接着する。
上記モデレータ（９）内にはポリエチレンよりなる厚さ
４０〜５０咽の四角錐状に延びる第１及び第２のコリメ
ータ３２．３２ａをベリリウム板１８に向ってビーム２
の方向に対しＯｏと９００の角度で貫通させ、この第１
のコリメータ３２にはフロントモデレータすなわちポリ
エチレン及びビスマス板３３を介して延長のコリメータ
Ｍを連絡する。上記コリメータ３２，３２．．３４の内
面及び挿入部にはカドミウムのシー）３５．３５を接着
する。
４０〜５０咽の四角錐状に延びる第１及び第２のコリメ
ータ３２．３２ａをベリリウム板１８に向ってビーム２
の方向に対しＯｏと９００の角度で貫通させ、この第１
のコリメータ３２にはフロントモデレータすなわちポリ
エチレン及びビスマス板３３を介して延長のコリメータ
Ｍを連絡する。上記コリメータ３２，３２．．３４の内
面及び挿入部にはカドミウムのシー）３５．３５を接着
する。
上記第２図（イ）示のようにコリメータあの開口端面に
はカセット４０のホルダー４１を固定する。第４図はこ
のカセット４０の断面を示すものでアルミニ〜″″″′
る真空ケース４３内には中性子線をγ線に変換する密度
： ７．９５ ｇ／ｄ、熱中性子微分吸収断面積： ４
６，０００ ｂａｒｎｓ、厚さ２Ｓｐｍのガドリニュー
ム板材を設け、このガドリニ５−ム板４４の前側にその
対向面にのみ乳剤を塗った感光フィルム４５を配置し、
更にその前側に測定する試料４６ 、４．６ 、４６を
配置したものである。第２のコリメータ３２ａの入口に
はフロントモデレータを設けまたその端部にも同様のカ
セット４０を設けるものである。
はカセット４０のホルダー４１を固定する。第４図はこ
のカセット４０の断面を示すものでアルミニ〜″″″′
る真空ケース４３内には中性子線をγ線に変換する密度
： ７．９５ ｇ／ｄ、熱中性子微分吸収断面積： ４
６，０００ ｂａｒｎｓ、厚さ２Ｓｐｍのガドリニュー
ム板材を設け、このガドリニ５−ム板４４の前側にその
対向面にのみ乳剤を塗った感光フィルム４５を配置し、
更にその前側に測定する試料４６ 、４．６ 、４６を
配置したものである。第２のコリメータ３２ａの入口に
はフロントモデレータを設けまたその端部にも同様のカ
セット４０を設けるものである。
なお、図中４７は上記モデレータ３０の支持台、４８は
その吊具、４９．５０はコリメータ３２ａ、 ３４の支
持台である。
その吊具、４９．５０はコリメータ３２ａ、 ３４の支
持台である。
次にこの装置の動作を説明する。
第１図示のようにサイクロトロン１よυ放出された１６
ミリオンｅＶのプロトンの荷電粒子のビーム２はビーム
ダクト４，５を通ってターゲットボックス６内のベリリ
ウム板１８に衝突し、９Ｂｅ （ｐ’ ｐ ｎ）９Ｂ反
応により最大１０ミリオンｅＶ、平均１．２５ミリオン
ｅｖＯ高エネルギーの中性子線を発生する。この高エネ
ルギーの中性子はモデレータ加に入射しそのポリエチレ
ンの水素原子と衝突して弾性散乱し、低エネルギーの熱
中性子まで・減速する。なお、そのモデレータ加の外周
面に到達した中性子はカドミウムのシート３１に吸収さ
れ、その外部への漏出は防止され、フィルムのかぶシを
防止する。
ミリオンｅＶのプロトンの荷電粒子のビーム２はビーム
ダクト４，５を通ってターゲットボックス６内のベリリ
ウム板１８に衝突し、９Ｂｅ （ｐ’ ｐ ｎ）９Ｂ反
応により最大１０ミリオンｅＶ、平均１．２５ミリオン
ｅｖＯ高エネルギーの中性子線を発生する。この高エネ
ルギーの中性子はモデレータ加に入射しそのポリエチレ
ンの水素原子と衝突して弾性散乱し、低エネルギーの熱
中性子まで・減速する。なお、そのモデレータ加の外周
面に到達した中性子はカドミウムのシート３１に吸収さ
れ、その外部への漏出は防止され、フィルムのかぶシを
防止する。
上記モデレータＩ内で緩和された熱中性子は夫々第１及
び第２のコリメータ３２．３２ａ内に入射するが、この
際向きの不揃いな吊性子線はその内面に接着したカドミ
ウムのシー） ３５ 、３５に吸収され、一方外からの
熱中性子もこのカドミウムのシート３５に吸収されるの
で、コリメータ３２ 、３２ａ内には一様かつ平行な中
性子線３６ 、３６ 、・川・・が得られる。
び第２のコリメータ３２．３２ａ内に入射するが、この
際向きの不揃いな吊性子線はその内面に接着したカドミ
ウムのシー） ３５ 、３５に吸収され、一方外からの
熱中性子もこのカドミウムのシート３５に吸収されるの
で、コリメータ３２ 、３２ａ内には一様かつ平行な中
性子線３６ 、３６ 、・川・・が得られる。
これらの平行な中性子線３６，３６・・・・・・は先ず
ポリエチレン及びビスマス板３３を通過して高速中性子
が減速すると共にｒ線の減衰が行われる。（ビス育スは
ｒ線の吸収は大きいが中性子の吸収は少ない。）次に中
性子線あは第４図示のように試料４６゜４６を透過し、
更にカセット菊の壁面、感光フィルム４５ヲ透過してガ
ドリニューム板４４に衝突し、１５５Ｇａ （ｎｙ ｒ
）１５’Ｇａ ｐ又は１５７Ｇ ａ （ｎ ｅ ｒ
）”８Ｇ ａの反応で、ｒ線を発生し、このｒ線はフィ
ルム４５の乳剤を感光させ、これを現像定着することに
より上記試料４６ 、４６の中性子線３６による透過像
を撮影することができるものである。而して、熱中性子
の吸収係数はＨ，Ｌｉ、Ｂ等の低原子番号元素やＣ６ｐ
Ｇｄなどは特に大きく、Ｆ６ 、 Ｗ 、 Ｐｂ 、
Ｕ等の重金属ははるかに小さい。したがって、火薬燃料
１合成樹脂などは水素化合物であるため、外とうの鉛や
鋼を透過して、Ｘ線とは比較にならない高いコントラス
トの透過写真が得られる。
ポリエチレン及びビスマス板３３を通過して高速中性子
が減速すると共にｒ線の減衰が行われる。（ビス育スは
ｒ線の吸収は大きいが中性子の吸収は少ない。）次に中
性子線あは第４図示のように試料４６゜４６を透過し、
更にカセット菊の壁面、感光フィルム４５ヲ透過してガ
ドリニューム板４４に衝突し、１５５Ｇａ （ｎｙ ｒ
）１５’Ｇａ ｐ又は１５７Ｇ ａ （ｎ ｅ ｒ
）”８Ｇ ａの反応で、ｒ線を発生し、このｒ線はフィ
ルム４５の乳剤を感光させ、これを現像定着することに
より上記試料４６ 、４６の中性子線３６による透過像
を撮影することができるものである。而して、熱中性子
の吸収係数はＨ，Ｌｉ、Ｂ等の低原子番号元素やＣ６ｐ
Ｇｄなどは特に大きく、Ｆ６ 、 Ｗ 、 Ｐｂ 、
Ｕ等の重金属ははるかに小さい。したがって、火薬燃料
１合成樹脂などは水素化合物であるため、外とうの鉛や
鋼を透過して、Ｘ線とは比較にならない高いコントラス
トの透過写真が得られる。
また、水素化合物だけでなく複合材料の各成分の熱中性
子に対する吸収が異なるものであれば、材料の接着、融
着、ろう付状態の検査等に利用できる。上記実施例では
直接ガドリニューム板でフィルムを感光させているが、
例えば原子炉の燃料棒等のｒ線発生被写体の場合は間接
的に感光させるようにしてもよい。
子に対する吸収が異なるものであれば、材料の接着、融
着、ろう付状態の検査等に利用できる。上記実施例では
直接ガドリニューム板でフィルムを感光させているが、
例えば原子炉の燃料棒等のｒ線発生被写体の場合は間接
的に感光させるようにしてもよい。
実験例
被検物二宇宙開発事業団より依頼されたロケットの火工
品 コンバータ：Ｇａ２５μｍ 照射野 １７ Ｘ １４フ
イルム：コダック Ｓ几 ビ − ム：陽子 １６ミリオンｅＶ ５０μ人ターゲ
ット：Ｂｅ コリメータ比ニア４（長さく２Ｍ６００）イ入□（３５
ｍｍ））照射時間二〇°方向 １００ ｍｉ ｎ／ １
枚９０°方向 ２００ｍ１ｎ／１枚 以上のように本発明によればサイクロトロンを利用して
中性子線を発生させているので、設備及び建設費、維持
費は安価であると共に操作が簡便であり、また、その出
力の大きい中性子線を容易に得ることができるものであ
る。また、本願の第２の発明によればそのコリメータの
内面にカドミウムのシートを接着しているので、コリメ
ータ外からの熱中性子は吸収され、ビームの方向性がよ
いので正確に試料の試験を行うことができるものである
。
品 コンバータ：Ｇａ２５μｍ 照射野 １７ Ｘ １４フ
イルム：コダック Ｓ几 ビ − ム：陽子 １６ミリオンｅＶ ５０μ人ターゲ
ット：Ｂｅ コリメータ比ニア４（長さく２Ｍ６００）イ入□（３５
ｍｍ））照射時間二〇°方向 １００ ｍｉ ｎ／ １
枚９０°方向 ２００ｍ１ｎ／１枚 以上のように本発明によればサイクロトロンを利用して
中性子線を発生させているので、設備及び建設費、維持
費は安価であると共に操作が簡便であり、また、その出
力の大きい中性子線を容易に得ることができるものであ
る。また、本願の第２の発明によればそのコリメータの
内面にカドミウムのシートを接着しているので、コリメ
ータ外からの熱中性子は吸収され、ビームの方向性がよ
いので正確に試料の試験を行うことができるものである
。
第１図は本発明の一実施例の概略を示す平面図、第２図
Ｇ）は第１図Ａ−Ａ線断面図、（ロ）は第１図の断面拡
大図、第４図はカセットの断面図である。 １・・・・・・サイクロトロン、２・・・・・・ビーム
、１８・・・・・・ベリリウム板、３０・・・・・・モ
デレータ、３２゜３２ａ・・・・・・コリメータ、３６
・・・・・・中性子線、３・・・・・・出口、４，５・
・・・・・ビームダクト、６・・・・・・ターゲットボ
ックス、３５・・・・・・カドミウムのシート。
Ｇ）は第１図Ａ−Ａ線断面図、（ロ）は第１図の断面拡
大図、第４図はカセットの断面図である。 １・・・・・・サイクロトロン、２・・・・・・ビーム
、１８・・・・・・ベリリウム板、３０・・・・・・モ
デレータ、３２゜３２ａ・・・・・・コリメータ、３６
・・・・・・中性子線、３・・・・・・出口、４，５・
・・・・・ビームダクト、６・・・・・・ターゲットボ
ックス、３５・・・・・・カドミウムのシート。
Claims (2)
- （１）サイクロトロンよシ射出された荷電粒子のビーム
をベリリウムに当てて高エネルギーの中性子を発生させ
、この高エネルギーの中性子はこのベリリウムの外側に
設けた中性子減速材よシなるモデレータに入射させて熱
中性子に減速させ、この熱中性子をコリメータ内に入射
させ、平行な中性子線としたことを特徴とする中性子ラ
ジオグラフィ一方法。 - （２） サイクロトロンのビームの出口にはビームダク
トを接続し、このビームダクトの端部はターゲットボッ
クスに連結し、このターゲットボックス内にはベリリウ
ム板を設けると共にその外側には厚さ２５０〜３００ｍ
のポリエチレンよシなるモデレータを設け、このモデレ
ータ内には錐状に延びるコリメータを上記ベリリウム板
に向って貫通させ、このコリメータの内面にはカドミウ
ムのシートを接着してなる中性子ラジオグラフィー装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59047855A JPS60192244A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 中性子ラジオグラフイ−方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59047855A JPS60192244A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 中性子ラジオグラフイ−方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60192244A true JPS60192244A (ja) | 1985-09-30 |
Family
ID=12786981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59047855A Pending JPS60192244A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | 中性子ラジオグラフイ−方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60192244A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6468645A (en) * | 1987-09-08 | 1989-03-14 | Japan Steel Works Ltd | Method for observing dynamic state by thermal neutron ray |
| WO1998059347A1 (en) * | 1997-06-19 | 1998-12-30 | European Organization For Nuclear Research | Neutron-driven element transmuter |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5642187A (en) * | 1979-09-14 | 1981-04-20 | Nippon Atomic Ind Group Co | Control rod inspection device by neutron radiography |
| JPS56166455A (en) * | 1980-05-27 | 1981-12-21 | Nippon Atom Ind Group Co Ltd | Nondestructive inspection apparatus for control rod for unclear reactor |
| JPS57101747A (en) * | 1980-12-15 | 1982-06-24 | Atomic Energy Authority Uk | Improvement in analysis of metal containing material |
-
1984
- 1984-03-12 JP JP59047855A patent/JPS60192244A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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| JPS5642187A (en) * | 1979-09-14 | 1981-04-20 | Nippon Atomic Ind Group Co | Control rod inspection device by neutron radiography |
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