JPS6385433A - Method and instrument for inspection by neutron radiography - Google Patents

Method and instrument for inspection by neutron radiography

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Publication number
JPS6385433A
JPS6385433A JP61232967A JP23296786A JPS6385433A JP S6385433 A JPS6385433 A JP S6385433A JP 61232967 A JP61232967 A JP 61232967A JP 23296786 A JP23296786 A JP 23296786A JP S6385433 A JPS6385433 A JP S6385433A
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JP
Japan
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neutron
inspected
thermal
neutrons
hydrogen
Prior art date
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Pending
Application number
JP61232967A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Ueda
精 植田
Motohiko Sakai
坂井 元彦
Masao Ishikawa
石川 正朗
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.)
Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Nippon Atomic Industry Group Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Nippon Atomic Industry Group Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP61232967A priority Critical patent/JPS6385433A/en
Publication of JPS6385433A publication Critical patent/JPS6385433A/en
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Abstract

PURPOSE:To make non-destructive inspection of the internal damage of an object to be inspected by penetrating a hydrous material having contrast function into a part to be inspected to impregnate the material thereon, then expelling the impregnated material, projecting neutron thereto and detecting thermal neutron with a thermal neutron detector. CONSTITUTION:The hydrous material such as water is supplied into a metallic pipe 2 to penetrate and impregnate the hydrous material into the damaged part 8 of the section 8 to be inspected. The hydrous material is thereafter expelled from the inside surface of the metallic pipe 2. The fast neutron released isotropically from a neutron source 1 penetrates a thermal neutron absorber 4 and the thermal neutron detector 7 and is projected to the section 8 to be inspected of the metallic pipe 2. If the damaged section exists in the section 8, the thermal neutron is scattered by collision against the hydrous material and the thermal neutron detector opposed diametrally to the damaged part is decreased in the thermal neutron flux in said section than in the other section. The difference in the thermal neutron fluxes appears as a neutron radiography image on the detector 7. The presence or absence, size, shape, etc., in the damaged part of the metallic pipe 2 are thus non-destructively inspected.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は金属管や金属容器等の被検査体を被破壊検査す
る中性子ラジオグラフィによる検査方法および検査装置
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an inspection method and inspection apparatus using neutron radiography for destructively inspecting objects to be inspected such as metal pipes and metal containers.

(従来の技術) 従来の中性子ラジオグラフィによる検査では研究用原子
炉が中性子源として用いられ、この原子炉から放出され
る強力な中性子を金属管や金属容器等の被検査体に照射
している。研究用原子炉のように強力な中性子源を用い
ると、中性子源から放出される中性子の流れを平行性の
優れたビームとすることができ、このビームを被検査体
に照射し、この散乱中性子により優れた中性子ラジオグ
ラフィ像を得ることができ、この中性子ラジオグラフィ
像の解析により被検査体の損傷部の有無や形状を非破壊
にて検査することかできる。
(Prior technology) In conventional neutron radiography inspections, a research nuclear reactor is used as a neutron source, and the objects to be inspected, such as metal pipes and containers, are irradiated with powerful neutrons emitted from this reactor. . When a powerful neutron source such as a research reactor is used, the flow of neutrons emitted from the neutron source can be made into a highly parallel beam, and the object to be inspected is irradiated with this beam, and the scattered neutrons are An excellent neutron radiography image can be obtained, and by analyzing this neutron radiography image, it is possible to non-destructively inspect the presence or absence and shape of a damaged portion of an object to be inspected.

ところが、従来の中性子ラジオグラフィによる検査装置
では、被検査体く例えば原子炉の主蒸気管)をサンプル
化するため、現場の機器(例えば原子炉圧力容器)から
切り離し、切り離された被検査体を中性子ビーム取出位
置まで搬送し、この取出位置で研究用原子炉からの強力
な中性子ビームを照射することにJ:り検査している。
However, with conventional neutron radiography inspection equipment, in order to sample the inspected object (for example, the main steam pipe of a nuclear reactor), it is separated from the on-site equipment (for example, the reactor pressure vessel) and the separated inspected object is sampled. It is transported to the neutron beam extraction position, where it is irradiated with a powerful neutron beam from a research reactor for inspection.

このため、被検査体の切り離しや持込み不可能な場合に
は中性子ラジオグラフィによって検査することが困難で
あった。
For this reason, it has been difficult to inspect by neutron radiography when the object to be inspected cannot be separated or brought in.

一方、本出願人は中性子ラジオグラフィによる制御棒検
査装置を特開昭56−81440号公報で開示した。こ
の検査装置は高放射能を右する使用済制御棒に対して比
較的弱い放射性同位元素の中性子源を利用したもので、
使用済制御棒内に中性子吸収材が存在するか否かを判別
することを目的としているため、比較的容易に中性子ラ
ジオグラフィを実施して検査することができた。
On the other hand, the present applicant disclosed a control rod inspection device using neutron radiography in Japanese Patent Application Laid-open No. 81440/1983. This inspection device uses a neutron source of relatively weak radioactive isotopes for used control rods, which have high radioactivity.
Since the objective was to determine whether or not neutron absorbing material was present in the spent control rods, neutron radiography could be carried out and inspected relatively easily.

(発明が解決しようとする問題点) 原子力発電プラントや火力発電プラント等の各種プラン
トには主蒸気管などの大口径配管類や水槽等が据付【づ
られでおり、これらの配管類等の被検査体の健全性を中
性子ラジオグラフィにより現場にて非破壊検査しようと
すると、種々の困難さが伴い、問題があった。特に、被
検査体の健全性検査は、使用済制御棒のように中性子吸
収体の存在の有無を中性子ラジオグラフィにより判別す
るものでないため、被検査体の中性子ラジオグラフィ像
のコントラストが著しく低下し、M像麿が悪く、検査精
度が低下したり、また、比較的大きな被検査体の健全性
を弱い放射性同位元素の中性子源を用いて中性子ラジオ
グラフィにより検査することが困難であった。
(Problem to be solved by the invention) Large-diameter piping such as main steam pipes, water tanks, etc. are installed in various plants such as nuclear power plants and thermal power plants. Attempting to non-destructively test the integrity of an object to be inspected using neutron radiography on-site involves various difficulties and problems. In particular, the health inspection of the inspected object does not use neutron radiography to determine the presence or absence of neutron absorbers like spent control rods, so the contrast of the neutron radiography image of the inspected object is significantly reduced. , M image quality is poor, and inspection accuracy is reduced, and it is also difficult to inspect the health of a relatively large object by neutron radiography using a neutron source of a weak radioactive isotope.

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、金属
製配管類や容器等の被検査体の被検査部位に浸透せしめ
られた含水素物質の造影機能を積極的に利用して被検査
体の健全性を非破壊的に現場にて容易に検査することが
できる中性子ラジオグラフィによる検査方法および検査
装置を捉供することを目的とする。
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and actively utilizes the contrast function of a hydrogen-containing substance infiltrated into the inspection site of an inspection object such as metal piping or a container. The purpose of the present invention is to provide an inspection method and apparatus using neutron radiography that can easily and non-destructively inspect the health of the body on-site.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(問題点を解決するための手段) 本件第1番目の発明に係る中性子ラジオグラフィによる
検査方法は、金属材料で形成された被検査体の表面に含
水素物質を接触させて被検査体の損傷部に含水素物質を
浸透させた後、上記被検査体表面から含水素物質を排除
し、その後前記被検査体に中性子を照射し、前記損傷部
に含浸された含水素物質の水素によって散乱された中性
子を検出し、前記被検査体の損傷部を検査するものであ
る。
(Means for solving the problem) The inspection method using neutron radiography according to the first invention of the present invention involves bringing a hydrogen-containing substance into contact with the surface of an object to be inspected made of a metal material, thereby causing damage to the object to be inspected. After infiltrating the damaged area with a hydrogen-containing substance, the hydrogen-containing substance is removed from the surface of the object to be inspected, and then the object to be inspected is irradiated with neutrons, and neutrons are scattered by the hydrogen in the hydrogen-containing substance impregnated into the damaged area. neutrons are detected to inspect damaged parts of the object to be inspected.

また、本件第2番目の発明に係る中性子ラジオグラフィ
による検査装置は、金属U料で形成された被検査体の被
検査部位に熱中性子検出器を配置し、上記被検査体から
所定の距離をおいて高速中性子を放出する中性子源を配
設し、この中性子源と前記被検査体の被検査部位との間
に高速中性子を誘導する中性子誘導空洞を形成し、前記
被検査体の被検査部位に中性子源からの高速中性子を照
射し、被検査体の損傷部に含浸された含水素物質により
散乱減速された熱中性子を熱中性子検出器で検出したも
のである。
In addition, the inspection device using neutron radiography according to the second invention of the present invention is such that a thermal neutron detector is arranged at the inspected part of the inspected object made of metal U material, and is placed at a predetermined distance from the inspected object. A neutron source that emits fast neutrons is disposed in the neutron source, and a neutron induction cavity that guides the fast neutrons is formed between the neutron source and the test site of the test object, and A thermal neutron detector detects thermal neutrons that are scattered and slowed down by a hydrogen-containing substance impregnated into the damaged part of the test object.

さらに、本件第3番目の発明に係る中性子ラジオグラフ
ィによる検査装置は、金属材料で形成された被検査体の
被検査部位に熱中性子検出器を配置し、上記被検査体か
ら所定の距離をおいて高速中性子を放出する中性子源を
配設し、この中性子源と前記被検査体の被検査部位との
間に低速中性子を誘導する中性子誘導空洞を形成すると
ともに、上記中性子誘導空洞に低速中性子を導くために
、高速中性子を減速させる減速材を設け、前記被検査体
の被検査部位に中性子源から放出されて減速−〇−−1
c m  8 − された低速中性子を照射し、被検査体の損傷部に含浸さ
れた含水素物質により散乱された熱中性子を熱中性子検
出器で検出したものである。
Furthermore, the inspection device using neutron radiography according to the third invention of the present invention arranges a thermal neutron detector at the inspected part of the inspected object formed of a metal material, and places the thermal neutron detector at a predetermined distance from the inspected object. A neutron source that emits fast neutrons is provided in the neutron source, and a neutron guide cavity that guides slow neutrons is formed between the neutron source and the inspected part of the object to be inspected, and the slow neutrons are introduced into the neutron guide cavity. In order to guide the neutrons, a moderator is provided to decelerate the fast neutrons, and the neutrons are emitted from the neutron source and decelerated to the inspected part of the inspected object.
A thermal neutron detector is used to detect thermal neutrons scattered by a hydrogen-containing substance impregnated into the damaged part of an object to be inspected.

(作用) 本発明は金属拐料で形成された配管類や容器等の被検査
体の表面に水等の含水素物質を接触させ、被検査体表面
の損傷部位に造影機能を有する含水素物質を浸透させ、
付着させる。その後、被検査体表面から含水素物質を排
除して前記被検査体の被検査部位に中性子源から放出さ
れた中性子を照射する。この場合、被検査部位に照射さ
れる中性子は中性子源からの高速中性子あるいは減速材
にて減速された低速中性子である。
(Function) The present invention involves bringing a hydrogen-containing substance such as water into contact with the surface of an object to be inspected, such as piping or a container made of metallic material, and applying a hydrogen-containing substance having a contrast function to a damaged area on the surface of the object to be inspected. infiltrate,
Make it adhere. Thereafter, hydrogen-containing substances are removed from the surface of the object to be inspected, and the region to be inspected of the object to be inspected is irradiated with neutrons emitted from a neutron source. In this case, the neutrons irradiated to the inspection site are fast neutrons from a neutron source or slow neutrons moderated by a moderator.

被検査体の被検査部位に照射された中性子は損傷部に含
浸された含水素物質の水素によって高速中性子は減速さ
れて熱中性子となり、この熱化した中性子を熱中性子検
出器により検出して被検査部位の健全性を非破壊検査す
るものである。
The neutrons irradiated onto the inspected area of the inspected object are slowed down by the hydrogen in the hydrogen-containing material impregnated in the damaged area and become thermal neutrons, and these thermalized neutrons are detected by a thermal neutron detector and detected. This is a non-destructive test to check the integrity of the inspected area.

また、被検査体の被検査部位に低速中性子(熱中性子お
よび熱外中性子)が照射される場合には1、     
     − 10 − この低速中性子は損傷部に含浸された含水素物質の水素
によって散乱される。熱中性子束が含水素物質が存在し
ない場合に比べて低下する特性を利用して散乱された熱
中性子を熱中性子検出器で検出し、被検査体の被検査部
位の健全性を非破壊にて検査するも゛のである。
In addition, when the inspected part of the inspected object is irradiated with slow neutrons (thermal neutrons and epithermal neutrons), 1,
- 10 - These slow neutrons are scattered by hydrogen in the hydrogen-containing substance impregnated in the damaged area. Scattered thermal neutrons are detected with a thermal neutron detector by taking advantage of the property that the thermal neutron flux is lower than when no hydrogen-containing substance is present, and the integrity of the inspected part of the inspected object is detected non-destructively. It's worth checking.

(実施例) 、以下、本発明に係る中性子ラジオグラフィによる検査
装置の一実施例について添付図面を参照して説明する。
(Embodiment) Hereinafter, an embodiment of an inspection apparatus using neutron radiography according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第1図は高速中性子を照射する本発明の中性子ラジオグ
ラフィによる検査装置の原理を示ずもので、この検査装
置は弱い可搬型中性子iiを用いて被検査体として主蒸
気管やプロセス配管等の金属管2の内部を非破壊検査す
るようにしたものである。
Figure 1 does not show the principle of an inspection device using neutron radiography of the present invention that irradiates fast neutrons.This inspection device uses weak portable neutrons II to inspect objects such as main steam pipes and process piping. The inside of the metal tube 2 is non-destructively inspected.

中性子源1にはカリホルニウム252 (Cf−252
)等の放射性同位元素が適し、この中性子源1は可搬型
の点源タイプのもので被検査体としての金属管2の表面
から所定の距離をおいて配置される。中性子源1から金
属管2に向って高速中性子を誘導する中性子誘導空洞3
が形成され、この中性子誘導空洞3はカドミウム(Cd
)やボロンカーバイド(B4C)などの熱中性子吸収体
4で画成される。この熱中性子吸収体4は中性子源1を
覆う密閉構造に形成され、被検査体としての金属管2側
を除いて、望ましくはステンレス鋼(SUS) 、a 
(Fe) 、鉛(Pb)等の高速中性子遮蔽体5で覆わ
れている。
Neutron source 1 contains californium-252 (Cf-252
) is suitable, and the neutron source 1 is a portable point source type and is placed at a predetermined distance from the surface of the metal tube 2 as the object to be inspected. A neutron guiding cavity 3 that guides fast neutrons from a neutron source 1 toward a metal tube 2
is formed, and this neutron guiding cavity 3 is filled with cadmium (Cd
) or a thermal neutron absorber 4 such as boron carbide (B4C). This thermal neutron absorber 4 is formed in a sealed structure that covers the neutron source 1, and is preferably made of stainless steel (SUS), a
It is covered with a fast neutron shield 5 made of (Fe), lead (Pb), or the like.

熱中性子吸収体4および高速中性子遮蔽体5の金属管2
側は被検査体の形状に応じて湾曲成形され、その両側に
中性子ラジオグラフィによる検査装置を金属管2にフィ
ツトさせる脚6.6が設けられている。
Metal tube 2 of thermal neutron absorber 4 and fast neutron shield 5
The sides are curved according to the shape of the object to be inspected, and legs 6.6 are provided on both sides for fitting a neutron radiography inspection device into the metal tube 2.

また、熱中性子吸収体4の金属管2側には熱中性子検出
器7が設けられている。この熱中性子検出器7は好まし
くはディスプロシウム(Dy)のシートであり、熱中性
子の照射により放射化されてこのシート上に中性子ラジ
オグラフィ潜像が形成されるうになっている。
Further, a thermal neutron detector 7 is provided on the metal tube 2 side of the thermal neutron absorber 4. The thermal neutron detector 7 is preferably a sheet of dysprosium (Dy), which is activated by irradiation with thermal neutrons to form a neutron radiographic latent image on the sheet.

次に、中性子ラジオグラフィによる検査装置の作用につ
いて説明する。
Next, the operation of the inspection device using neutron radiography will be explained.

この検査装置によって金属管2や金属容器等の被検査体
を中性子ラジオグラフィにより非破壊検査する場合には
、被検査体に水などの含水素物質を注入したり、あるい
は含水素物質の溶液中に被検査体を入れて加圧浸透させ
た後、含水素物質を排、除する。その際、被検査体2の
損傷部に含水素物質を有効的に浸透させ、含浸させるた
めに、被検査体を加熱したり、含水素物質を加温したり
、加圧させるとよい。
When non-destructively testing objects to be inspected such as metal pipes 2 or metal containers using this inspection device by neutron radiography, the objects to be inspected are injected with a hydrogen-containing substance such as water, or placed in a solution of a hydrogen-containing substance. After placing the object to be inspected and infiltrating it under pressure, the hydrogen-containing substances are removed. At this time, in order to effectively infiltrate and impregnate the damaged portion of the test object 2 with the hydrogen-containing substance, it is preferable to heat the test object, heat the hydrogen-containing substance, or apply pressure.

含水素物質としてアルコールのような水と親和性があり
、かつ浸透性に優れたものを損傷部に浸した場合には、
後で揮発性の小さい水と置換するとよい。
If a hydrogen-containing substance that has an affinity for water and has excellent permeability, such as alcohol, is soaked into the damaged area,
It is best to replace it later with less volatile water.

しかして、金属管2の内部を中性子ラジオグラフィによ
り非破壊検査する場合には、金属管2内に水などの含水
素物質を供給して被検査部位8の損傷部8aに含水素物
質を浸透させ、含浸させる。
Therefore, when nondestructively inspecting the inside of the metal tube 2 by neutron radiography, a hydrogen-containing substance such as water is supplied into the metal tube 2 and the hydrogen-containing substance penetrates into the damaged part 8a of the inspected part 8. and impregnate.

その後、金属管2の内表面から含水素物質を排除−12
= する。その際、含水素物質は応力腐蝕割れ(SCC)等
の損傷部8aが内部に存在すると、損傷部8aに含浸さ
れ、中性子ラジオグラフィによる検査において造影剤と
して機能する。
After that, remove hydrogen-containing substances from the inner surface of the metal tube 2-12
= Do. At that time, if a damaged part 8a such as stress corrosion cracking (SCC) is present inside, the hydrogen-containing substance is impregnated into the damaged part 8a and functions as a contrast agent in the inspection by neutron radiography.

一方、中性子源1から等方的に放出された高速中性子は
、一部が環境物質で散乱減速され、熱化する中性子も存
在する恐れがあるため、中性子誘導空洞3の外周に熱中
性子吸収体4を配設して熱中性子を吸収している。
On the other hand, some of the fast neutrons emitted isotropically from the neutron source 1 are scattered and decelerated by environmental substances, and there is a possibility that some neutrons may be thermalized. 4 to absorb thermal neutrons.

また、中性子源1からの高速中性子は熱中性子吸収体4
、熱中性子検出器7を貫通して金属管2の被検査部位8
に照射される。金属管2に照射された高速中性子は被検
査部位8に損傷部8aが第2図および第3図に示すよう
に存在すると、損傷部8aに含浸された含水素物質の水
素に衝突して減速され、熱中性子となって散乱せしめら
れる。
In addition, the fast neutrons from the neutron source 1 are absorbed by the thermal neutron absorber 4.
, the inspected portion 8 of the metal tube 2 passes through the thermal neutron detector 7.
is irradiated. If a damaged part 8a exists in the inspected part 8 as shown in FIGS. 2 and 3, the fast neutrons irradiated to the metal tube 2 collide with the hydrogen of the hydrogen-containing substance impregnated in the damaged part 8a and decelerate. It becomes thermal neutrons and is scattered.

被検査部位8の損傷部8aに照射される高速中性子のう
ち、含水素物質の水素と衝突してほぼ逆方向(180度
)反射される中性子は完全衝突に近く最も熱中性子にな
り易い。このため、熱中性子検出器7を高速中性子の流
れの中に配設すると、はぼ180度反割して散乱された
熱中性子が熱中性子検出器7に流入するので熱中性子検
出感度を高めることができ、この熱中性子はDyシート
等からなる熱中性子検出器7で検出される。
Among the fast neutrons irradiated to the damaged portion 8a of the inspection site 8, the neutrons that collide with hydrogen of the hydrogen-containing substance and are reflected in an almost opposite direction (180 degrees) are close to complete collisions and are most likely to become thermal neutrons. For this reason, when the thermal neutron detector 7 is placed in the flow of fast neutrons, the thermal neutrons that have been split approximately 180 degrees and scattered will flow into the thermal neutron detector 7, increasing the thermal neutron detection sensitivity. This thermal neutron is detected by a thermal neutron detector 7 made of a Dy sheet or the like.

このとき、熱中性子検出器7のDyシート等に中性子ラ
ジオグラフィ像が潜像にて形成され、β線を利用したフ
ィルム感光による間接法により中性子ラジオグラフィ像
を確認することができる。
At this time, a neutron radiography image is formed as a latent image on the Dy sheet of the thermal neutron detector 7, and the neutron radiography image can be confirmed by an indirect method using film exposure using β rays.

なお、中性子ラジオグラフィ像はα線を利用した直接法
で確認することができる。この直接法では、例えばポロ
ンが中性子と(n、α)反応を起こしたときに放出され
るα線が利用される。中性子ラジオグラフィ像の検出に
より、金属管2の被検査部位の損傷部8aの有無や損傷
部の形状、大きさ等を非破壊にて検査することができる
Note that neutron radiography images can be confirmed by a direct method using alpha rays. In this direct method, for example, alpha rays emitted when poron causes an (n, alpha) reaction with neutrons are utilized. By detecting the neutron radiography image, it is possible to non-destructively inspect the presence or absence of the damaged portion 8a of the inspected portion of the metal tube 2, the shape and size of the damaged portion, and the like.

次に、高速中性子照射を利用した中性子ラジオグラフィ
による検査装置の第2実施例を第4図を参照して説明す
る。
Next, a second embodiment of an inspection apparatus using neutron radiography using fast neutron irradiation will be described with reference to FIG.

第4図に示された中性子ラジオグラフィによる検査装置
は第1図に示すものと原理的に異ならないので、同一部
分には同じ符号を付し、説明を省略する。
Since the neutron radiography inspection apparatus shown in FIG. 4 is not different in principle from the one shown in FIG. 1, the same parts are given the same reference numerals and the explanation will be omitted.

第4図の中性子ラジオグラフィによる検査装置が第1図
に示された検査装置と基本的に相違する点は、中性子源
1から高速中性子を誘導する中性子誘導空洞3を、被検
査体としての金属管2に対し角度を持たせて配設したも
のである。そして、金属管2の被検査部位8に高速中性
子を斜めに照射するようにしたものである。
The neutron radiography inspection apparatus shown in FIG. 4 is basically different from the inspection apparatus shown in FIG. It is arranged at an angle to the pipe 2. The inspected portion 8 of the metal tube 2 is irradiated obliquely with high-speed neutrons.

一般に、高速中性子が散乱により減速され熱化する確率
はほぼ180度散乱が最大であり、この意味では第1図
に示す検査装置は検出精度を高めることができる。中性
子の前方散乱では高速中性子が充分に減速されず、熱化
する確率が低いので、検出装置としては適さないが、側
方散乱の場合には減速されて熱中性子化する確率が大き
い。第4図の検出装置はこの点に着目したものである。
Generally, the probability that fast neutrons are decelerated and thermalized by scattering is greatest when they are scattered at approximately 180 degrees, and in this sense, the inspection apparatus shown in FIG. 1 can improve detection accuracy. In forward scattering of neutrons, fast neutrons are not sufficiently decelerated and have a low probability of becoming thermal, so they are not suitable as a detection device, but in the case of side scattering, there is a high probability that they will be decelerated and become thermal neutrons. The detection device shown in FIG. 4 focuses on this point.

実際、金属管2の損傷部8aの形状や大ぎさを詳しく調
べる場合、第1図に示された検出装置と併用するとよい
In fact, when examining the shape and size of the damaged portion 8a of the metal tube 2 in detail, it is recommended to use the detection device shown in FIG. 1 in combination.

第4図に示された中性子ラジオグラフィによる検査装置
は、高速中性子を金属管2の被検査部位8に斜め照射し
、含水素物質により側方に散乱した熱中性子を検出する
ため、金属管2の被検査部位8に対応する側方に熱中性
子検出器7が設けられる。この熱中性子検出器7はバッ
クグランド熱中性子の放出を防止するため熱中性子吸収
体10で覆われている。
The neutron radiography inspection device shown in FIG. A thermal neutron detector 7 is provided on the side corresponding to the region to be inspected 8 . This thermal neutron detector 7 is covered with a thermal neutron absorber 10 to prevent emission of background thermal neutrons.

熱中性子吸収体10はスプリング11を介してアーム1
2に支持され、このアーム12は高速中性子遮蔽体5に
一体的に保持される。
Thermal neutron absorber 10 is connected to arm 1 via spring 11.
2, and this arm 12 is integrally held by the fast neutron shield 5.

第4図に示される中性子ラジオグラフィによる検査装置
によっても金属管2の被検査部位8に存在するSCC等
の損傷部8aを有効的に非破壊で検査することができる
The inspection apparatus using neutron radiography shown in FIG. 4 can also effectively and non-destructively inspect the damaged portion 8a such as SCC present in the inspected portion 8 of the metal tube 2.

第5図は低速中性子照射を利用した中性子ラジオグラフ
ィによる検査装置を示すものである。
FIG. 5 shows an inspection device using neutron radiography that utilizes slow neutron irradiation.

この検査装置は被検査体の被検査部位を低速中性子を利
用して非破壊検査するものであり、被検蚕体としての金
属管2の表面から所定の距離をおいて0f−252等の
中性、子源1が配置される。
This inspection device uses slow neutrons to non-destructively inspect the inspected part of the inspected object, and it is installed in a 0f-252 or the like at a predetermined distance from the surface of the metal tube 2, which is the silkworm to be inspected. The child source 1 is placed.

この中性子源1は水やポリエチレン、パラフィン等の減
速材13中に収容され、この減速材13により中性子源
1から放出された高速中性子は減速され、低速中性子ど
なる。低速中性子には熱化した熱中性子と熱外中性子と
が存在する。
This neutron source 1 is housed in a moderator 13 such as water, polyethylene, paraffin, etc., and the fast neutrons emitted from the neutron source 1 are slowed down by the moderator 13 and become slow neutrons. Slow neutrons include thermal neutrons and epithermal neutrons.

減速材13で減速された低速中性子は中性子誘導空洞3
を通って金属管2の被検査部位8に照射される。その際
、中性子誘導空洞3はカドミウム(Cd)等の熱中性子
吸収体4で画成され、この熱中性子吸収体4はパラフィ
ンやポリエチレン等の含水素物質で形成された中性子遮
蔽体15により覆われる。この含水素物質には中性子を
吸収するボロンを含ませてもよい。
The slow neutrons that have been moderated by the moderator 13 enter the neutron guiding cavity 3.
The beam passes through the metal tube 2 and is irradiated onto the inspected portion 8 of the metal tube 2. At that time, the neutron guiding cavity 3 is defined by a thermal neutron absorber 4 such as cadmium (Cd), and this thermal neutron absorber 4 is covered with a neutron shield 15 formed of a hydrogen-containing material such as paraffin or polyethylene. . This hydrogen-containing substance may contain boron, which absorbs neutrons.

一方、被検査体としての金属管(金属容器や金属板など
でもよい。)2の被検査部位に照射された低速中性子は
被検査部位8の損傷部8aに含浸された含水素物質によ
り散乱され、、この散乱した熱中性子は熱中性子検出器
7で検出される。この場合、熱中性子検出器7は金属管
2にほぼ密着して配置され、中性子源1とは直径方向に
対向して設けられる。熱中性子検出器7の外側にはバッ
クグランド熱中性子の漏出を防止する熱中性子吸収体1
0が配置される。
On the other hand, the slow neutrons irradiated to the inspected part of the metal tube (metal container, metal plate, etc.) 2 as the inspected object are scattered by the hydrogen-containing substance impregnated in the damaged part 8a of the inspected part 8. ,, These scattered thermal neutrons are detected by a thermal neutron detector 7. In this case, the thermal neutron detector 7 is arranged in close contact with the metal tube 2, and is provided diametrically opposite to the neutron source 1. A thermal neutron absorber 1 is installed outside the thermal neutron detector 7 to prevent leakage of background thermal neutrons.
0 is placed.

また、中性子源1から放出され、減速材13で減速され
た低速中性子を中性子誘導空洞3に効率よく案内するた
め、中性子誘導空洞3は減速材13内に、減速材の熱中
性子拡散距離程度(数cm程度)熱中性子吸収体4の端
から突出させている。
In addition, in order to efficiently guide low-speed neutrons emitted from the neutron source 1 and moderated by the moderator 13 to the neutron guiding cavity 3, the neutron guiding cavity 3 has a thermal neutron diffusion distance (approximately (about several cm) protrudes from the end of the thermal neutron absorber 4.

しかして、中性子源1から放出された高速中性子は減速
材13で減速された低速中性子となり、この低速中性子
は金属管2の被検査部位8に照射される。被検査部位8
に損傷部位が存在すると、損傷部位に予め含浸された水
等の含水素物質に衝突して散乱され、損傷部に相対向す
る熱中性子検出器7はその部位の熱中性子束が他の部分
より低下する。このため、損傷部に対応する部位とその
周辺との間に熱中性子束の差異が生じ、この熱中性子束
の差異が熱中性子検出器7に中性子ラジオグラフィ像(
写真像)となって表われ、この中性子ラジオグラフィ像
を監視することにより、金属管2の損傷部の有無、大き
さ、形状等を非破壊検査することができる。
Thus, the fast neutrons emitted from the neutron source 1 become slow neutrons that are moderated by the moderator 13, and the test site 8 of the metal tube 2 is irradiated with these slow neutrons. Part 8 to be inspected
If there is a damaged area in the area, the neutrons collide with a hydrogen-containing substance such as water that has been pre-impregnated in the damaged area and are scattered, and the thermal neutron detector 7 facing the damaged area detects that the thermal neutron flux in that area is higher than that in other parts. descend. Therefore, a difference in thermal neutron flux occurs between the part corresponding to the damaged part and its surroundings, and this difference in thermal neutron flux is transmitted to the thermal neutron detector 7 in the neutron radiography image (
By monitoring this neutron radiography image, it is possible to non-destructively inspect the existence, size, shape, etc. of damaged parts of the metal tube 2.

第6図は低速中性子照射を利用した中性子ラジオグラフ
ィににる検査装置の他の変形例を示すものである。
FIG. 6 shows another modification of the inspection apparatus for neutron radiography using slow neutron irradiation.

この検査装置も原理的には第5図に示す中性子ラジオグ
ラフィによる検査装置と同様であるので同じ部分には同
一符号を付し、説明を省略する。
This inspection apparatus is also similar in principle to the neutron radiography inspection apparatus shown in FIG. 5, so the same parts are denoted by the same reference numerals and the explanation thereof will be omitted.

第6図に示された検査装置は中性子誘導空洞3を斜設し
、中性子源1から放出され、減速された低速中性子を被
検査体2Aの被検査部位8に斜めに照射したものである
The inspection apparatus shown in FIG. 6 has a neutron guiding cavity 3 installed obliquely, and irradiates the inspected region 8 of the inspected object 2A obliquely with decelerated slow neutrons emitted from the neutron source 1.

中性子誘導空洞3の放射口3aの前方に熱中性子検出器
7を設け、この熱中性子検出器7により、被検査部位8
の損傷部8aによって散乱され、反射した熱中性子を入
射させるようにしたものである。この場合、熱中性子検
出器7の被検査体反対側に熱中性子吸収体4が存在する
ため、損傷部8ag外からの熱中性子の入射が殆どなく
、弱い中性子源1でも能率よく検査することができる。
A thermal neutron detector 7 is provided in front of the radiation port 3a of the neutron guiding cavity 3, and the thermal neutron detector 7 detects the inspection target part 8.
Thermal neutrons scattered and reflected by the damaged portion 8a are made incident. In this case, since the thermal neutron absorber 4 is present on the opposite side of the object to be inspected from the thermal neutron detector 7, there is almost no incidence of thermal neutrons from outside the damaged area 8ag, and even a weak neutron source 1 can be efficiently inspected. can.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上に述べたように本発明においては、被検査体の被検
査部に造影機能を有する含水素物質を浸透させ、この含
水素物質を損傷部に含浸させた後に、含水素物質を排除
し、その後、中性子源から、の中性子を被検査部に照射
し、その散乱した熱中性子を熱中性子検出器で検出し、
中性子ラジオグラフィ像により被検査体の被検査部位を
検査することができるので、配管類や容器等の被検査体
が据付cノられている現場にて被検査体の内部損傷の有
無、形状や大ぎさを非破壊検査することができ、被検査
体内部の健全性を能率よく効果的に検査することができ
る。
As described above, in the present invention, a hydrogen-containing substance having a contrast function is infiltrated into the inspected part of an object to be inspected, the damaged part is impregnated with this hydrogen-containing substance, and then the hydrogen-containing substance is removed. After that, neutrons from a neutron source are irradiated onto the part to be inspected, and the scattered thermal neutrons are detected by a thermal neutron detector.
Since the inspected part of the inspected object can be inspected using neutron radiography images, the presence or absence of internal damage, shape, and The size can be non-destructively tested, and the internal health of the object to be tested can be efficiently and effectively tested.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は高速中性子照射を利用した本発明に係る中性子
ラジオグラフィによる検査装置の一実施例を示す原理図
、第2図および第3図は本発明に係る中性子ラジオグラ
フィによる検査装置の作用を説明した図、第4図は本発
明に係る中性子ラジオグラフィによる検査装置の他の実
施例を示す図、第5図は低速中性子照射を利用した本発
明に係る中性子ラジオグラフィによる検査装置を示す原
理図、第6図は第5図に示された中性子ラジオグラフィ
による検査装置の変形例を示す図である。 1・・・中性子源、2・・・金属管(被検査体)、2A
・・・被検査体、3・・・中性子誘導空洞、4・・・熱
中性子吸収体、5・・・高速中性子遮蔽体、6・・・脚
、7・・・熱中性子検出器、8・・・被検査部位、8a
・・・損傷部、10・・・熱中性子吸収体、13・・・
減速材、15・・・熱中性子遮蔽体。
FIG. 1 is a principle diagram showing an embodiment of the neutron radiography inspection device according to the present invention that utilizes fast neutron irradiation, and FIGS. 2 and 3 show the operation of the neutron radiography inspection device according to the present invention. The explanatory diagram, FIG. 4, is a diagram showing another embodiment of the neutron radiography inspection device according to the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing the principle of the neutron radiography inspection device according to the present invention, which uses slow neutron irradiation. 6 are diagrams showing a modification of the neutron radiography inspection apparatus shown in FIG. 5. 1... Neutron source, 2... Metal tube (tested object), 2A
...Test object, 3. Neutron guiding cavity, 4. Thermal neutron absorber, 5. Fast neutron shield, 6. Legs, 7. Thermal neutron detector, 8. ... Part to be inspected, 8a
...Damaged part, 10...Thermal neutron absorber, 13...
Moderator, 15... thermal neutron shield.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、金属材料で形成された被検査体の表面に含水素物質
を接触させて被検査体の損傷部に含水素物質を浸透させ
た後、上記被検査体表面から含水素物質を排除し、その
後前記被検査体に中性子を照射し、前記損傷部に含浸さ
れた含水素物質の水素によつて散乱された中性子を検出
し、前記被検査体の損傷部を検査することを特徴とする
中性子ラジオグラフィによる検査方法。 2、被検査体の表面に含水素物質を加圧接触させて被検
査体の損傷部に含水素物質を加圧浸透させる特許請求の
範囲第1項に記載の中性子ラジオグラフィによる検査方
法。 3、被検査体を加熱した後、被検査体表面に含水素物質
を接触させる特許請求の範囲第1項または第2項に記載
の中性子ラジオグラフィによる検査方法。 4、被検査体表面から含水素物質を排除した後、前記被
検査体に高速中性子を照射し、被検査体表面の損傷部に
残留する含水素物質によつて散乱減速された熱中性子を
検出する特許請求の範囲第1項に記載の中性子ラジオグ
ラフィによる検査方法。 5、中性子源から放出された高速中性子を減速して低速
中性子の流れとし、この中性子の流れを含水素物質が排
除された被検査体に照射する特許請求の範囲第1項に記
載の中性子ラジオグラフィによる検査方法。 6、金属材料で形成された被検査体の被検査部位に熱中
性子検出器を配置し、上記被検査体から所定の距離をお
いて高速中性子を放出する中性子源を配設し、この中性
子源と前記被検査体の被検査部位との間に高速中性子を
誘導する中性子誘導空洞を形成し、前記被検査体の被検
査部位に中性子源からの高速中性子を照射し、被検査体
の損傷部に含浸された含水素物質により散乱減速された
熱中性子を熱中性子検出器で検出したことを特徴とする
中性子ラジオグラフィによる検査装置。 7、中性子誘導空洞は熱中性子吸収体で画成された特許
請求の範囲第6項に記載の中性子ラジオグラフィによる
検査装置。 8、熱中性子吸収体は中性子源および中性子誘導空洞を
外側から覆うとともに、この熱中性子吸収体は高速中性
子遮蔽体で覆われた特許請求の範囲第7項に記載の中性
子ラジオグラフィによる検査装置。 9、被検査体は金属管、金属容器あるいは金属板である
特許請求の範囲第6項に記載の中性子ラジオグラフィに
よる検査装置。 10、熱中性子検出器の外側にはバックグランド熱中性
子の漏出を防止する熱中性子吸収体が配置された特許請
求の範囲第6項に記載の中性子ラジオグラフィによる検
査装置。 11、金属材料で形成された被検査体の被検査部位に熱
中性子検出器を配置し、上記被検査体から所定の距離を
おいて高速中性子を放出する中性子源を配設し、この中
性子源と前記被検査体の被検査部位との間に低速中性子
を誘導する中性子誘導空洞を形成するとともに、上記中
性子誘導空洞に低速中性子を導くために、高速中性子を
減速させる減速材を設け、前記被検査体の被検査部位に
中性子源から放出されて減速された低速中性子を照射し
、被検査体の損傷部に含浸された含水素物質により散乱
された熱中性子を熱中性子検出器で検出したことを特徴
とする中性子ラジオグラフィによる検査装置。 12、中性子源は水、ポリエチレンあるいはパラフィン
等の減速材中に収容された特許請求の範囲第11項に記
載の中性子ラジオグラフィによる検査装置。 13、中性子誘導空洞は熱中性子吸収体で画成された特
許請求の範囲第11項に記載の中性子ラジオグラフィに
よる検査装置。 14、中性子誘導空洞は減速材内を中性子源側に熱中性
子吸収体より減速材の熱中性子拡散距離程度突出して形
成された特許請求の範囲第11項に記載の中性子ラジオ
グラフィによる検査装置。 15、熱中性子吸収体は中性子遮蔽体で覆われた特許請
求の範囲第13項に記載の中性子ラジオグラフィによる
検査装置。 16、熱中性子検出器の外側にはバックグランド熱中性
子の漏出を防止する熱中性子吸収体が配置された特許請
求の範囲第11項に記載の中性子ラジオグラフィによる
検査装置。
[Claims] 1. After bringing a hydrogen-containing substance into contact with the surface of an object to be inspected made of a metal material and permeating the damaged part of the object, the hydrogen-containing substance is removed from the surface of the object to be inspected. Excluding the hydrogen substance, then irradiating the object to be inspected with neutrons, detecting neutrons scattered by the hydrogen of the hydrogen-containing substance impregnated in the damaged area, and inspecting the damaged area of the object to be inspected. An inspection method using neutron radiography characterized by the following. 2. An inspection method using neutron radiography according to claim 1, wherein a hydrogen-containing substance is brought into pressure contact with the surface of an object to be inspected, and the hydrogen-containing substance is infiltrated into a damaged part of the object under pressure. 3. An inspection method using neutron radiography according to claim 1 or 2, which comprises heating the object and then bringing a hydrogen-containing substance into contact with the surface of the object. 4. After removing hydrogen-containing substances from the surface of the object to be inspected, the object to be inspected is irradiated with fast neutrons, and thermal neutrons that are scattered and moderated by the hydrogen-containing substances remaining on the damaged part of the surface of the object to be inspected are detected. An inspection method using neutron radiography according to claim 1. 5. A neutron radio according to claim 1, which decelerates fast neutrons emitted from a neutron source into a flow of slow neutrons, and irradiates this flow of neutrons to an object to be inspected from which hydrogen-containing substances have been removed. Inspection method using graphics. 6. A thermal neutron detector is placed at the part to be inspected of the object to be inspected made of a metal material, a neutron source that emits fast neutrons is placed at a predetermined distance from the object to be inspected, and the neutron source A neutron induction cavity for guiding fast neutrons is formed between the inspection target part of the inspection target body, and the inspection target part of the inspection target body is irradiated with fast neutrons from a neutron source, and the damaged part of the inspection target body is irradiated with fast neutrons. An inspection device using neutron radiography, characterized in that a thermal neutron detector detects thermal neutrons that have been scattered and moderated by a hydrogen-containing substance impregnated with a hydrogen-containing substance. 7. The neutron radiography inspection device according to claim 6, wherein the neutron guiding cavity is defined by a thermal neutron absorber. 8. The neutron radiography inspection device according to claim 7, wherein the thermal neutron absorber covers the neutron source and the neutron guiding cavity from the outside, and the thermal neutron absorber is covered with a fast neutron shield. 9. An inspection device using neutron radiography according to claim 6, wherein the object to be inspected is a metal tube, a metal container, or a metal plate. 10. The neutron radiography inspection device according to claim 6, wherein a thermal neutron absorber for preventing leakage of background thermal neutrons is disposed outside the thermal neutron detector. 11. A thermal neutron detector is placed at the part to be inspected of an object to be inspected made of a metal material, a neutron source that emits fast neutrons is placed at a predetermined distance from the object to be inspected, and the neutron source A neutron guiding cavity for guiding slow neutrons is formed between the inspection target part of the inspected object, and a moderator for moderating fast neutrons is provided in order to guide the slow neutrons to the neutron guiding cavity. The inspected part of the inspected object is irradiated with slowed slow neutrons emitted from a neutron source, and the thermal neutrons scattered by the hydrogen-containing material impregnated into the damaged part of the inspected object are detected by a thermal neutron detector. An inspection device using neutron radiography characterized by: 12. The neutron radiography inspection device according to claim 11, wherein the neutron source is housed in a moderator such as water, polyethylene, or paraffin. 13. The neutron radiography inspection device according to claim 11, wherein the neutron guiding cavity is defined by a thermal neutron absorber. 14. An inspection device using neutron radiography according to claim 11, wherein the neutron guiding cavity is formed within the moderator to protrude from the thermal neutron absorber toward the neutron source side by about the thermal neutron diffusion distance of the moderator. 15. An inspection device using neutron radiography according to claim 13, wherein the thermal neutron absorber is covered with a neutron shield. 16. The neutron radiography inspection device according to claim 11, wherein a thermal neutron absorber for preventing leakage of background thermal neutrons is disposed outside the thermal neutron detector.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011503599A (en) * 2007-11-15 2011-01-27 ヘルス プロテクション エージェンシー Radiation detection
US11723258B2 (en) 2015-09-16 2023-08-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Photoelectric conversion material dispersion liquid and producing method thereof, producing method and producing apparatus of photoelectric conversion film, and photoelectric conversion device

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