WO2011108709A1 - 非破壊検査装置及び方法 - Google Patents

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WO2011108709A1
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neutron beam
unit
neutron
inspection
diffracted
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PCT/JP2011/055079
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裕之 野瀬
徹也 小林
清英 関本
勝哉 戸田
初美 岩崎
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株式会社Ihi
株式会社イスミック
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    • G01N23/207—Diffractometry using detectors, e.g. using a probe in a central position and one or more displaceable detectors in circumferential positions
    • G01N23/2073—Diffractometry using detectors, e.g. using a probe in a central position and one or more displaceable detectors in circumferential positions using neutron detectors
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    • G01N2223/60—Specific applications or type of materials
    • G01N2223/631—Specific applications or type of materials large structures, walls

Definitions

  • the present invention relates to a nondestructive inspection apparatus and method using a neutron beam.
  • This application claims priority on March 5, 2010 based on Japanese Patent Application No. 2010-049527 for which it applied to Japan, and uses the content here.
  • an apparatus for inspecting a grout defect of a PC steel material shown in Patent Document 1 below is disclosed.
  • This grout defect inspection device uses the fact that the scattering state of neutron beams differs between concrete constituents (aggregates, iron, etc.) and cavities with grout defects. Grout defects are identified by detecting thermal neutrons. That is, this grout defect inspection apparatus discriminates grout defects in PC steel based on the dose of thermal neutrons detected on the side opposite to the neutron source.
  • a nondestructive inspection technique using a neutron beam there is a three-dimensional moving body visualization measuring apparatus and method shown in Patent Document 2 in addition to the technique of Patent Document 1. This three-dimensional moving body visualization measurement apparatus and method also uses the neutron scattering phenomenon.
  • the grout defect inspection apparatus described above is a type of non-destructive inspection apparatus using neutron beams.
  • This grout defect inspection apparatus performs inspection by utilizing the fact that the scattering state of neutron beams differs between the constituent materials of concrete (such as aggregate and iron) and the hollow portion having a grout defect. Therefore, the state of the reinforcing bar which is a constituent material of concrete cannot be inspected nondestructively.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and aims to nondestructively inspect the internal state of a concrete structure, particularly the state of a specific substance such as a reinforcing bar in a plurality of constituent substances. is there.
  • a neutron beam generation unit an irradiation unit that irradiates an inspection target with a neutron beam supplied from the neutron beam generation unit, and a neutron beam Detecting a diffracted neutron beam diffracted by the inspection object according to the scanning position of the irradiation unit, and data for calculating the lattice constant of the substance at the scanning position of the inspection object based on the detection signal of the detection unit
  • a processing unit a processing unit.
  • the second aspect of the nondestructive inspection apparatus of the present invention further includes a visualization unit that visualizes the internal state of the inspection object based on the lattice constant of the substance at each scanning position, in addition to the first aspect.
  • the irradiation unit scans the diffracted neutron beam using a main stage movable in the first direction
  • the detection unit detects a diffracted neutron beam corresponding to the scanning position of the irradiation unit using a substage that is movable in the first direction and that is installed on the main stage.
  • the main stage is also movable in a second direction orthogonal to the first direction.
  • a light guide unit that indicates a neutron beam irradiation direction and a diffracted neutron beam detection direction with a laser beam. Is provided.
  • a first aspect according to the nondestructive inspection method of the present invention includes an irradiation step of irradiating an inspection object with a neutron beam in a scanning manner, and a detection for detecting a diffracted neutron beam obtained from the inspection object at each scanning position. And a data processing step of calculating a lattice constant of the substance at the scanning position of the inspection object based on the detection result.
  • the second aspect according to the nondestructive inspection method of the present invention further includes a visualization step of visualizing the internal state of the inspection object based on the lattice constant of the substance at each scanning position in addition to the first aspect.
  • the inspection object is irradiated with a neutron beam in a scanning manner, the diffracted neutron beam obtained from the inspection object is detected at each scanning position, and the scanning position of the inspection object based on the detection result Calculate the lattice constant of the substance at. Therefore, it is possible to nondestructively inspect the internal state of the concrete structure, particularly the state of specific substances such as reinforcing bars in a plurality of constituent materials.
  • the concrete inspection apparatus A includes a main stage 1, a neutron beam generation unit 2, a neutron beam irradiation unit 3, a substage 4, a diffraction beam detection unit 5, a time detection unit 6, and a control. It is comprised by the calculating part 7.
  • the main stage 1 and the neutron beam irradiation unit 3 constitute an irradiation unit in the present invention
  • the main stage 1, the substage 4 and the diffraction beam detection unit 5 constitute a detection unit in the present invention.
  • the time detection unit 6 and the control calculation unit 7 constitute a data processing unit in the present invention.
  • the concrete inspection apparatus A is a nondestructive inspection apparatus that uses the concrete structure S as an inspection object. More specifically, the concrete inspection apparatus A uses a diffraction phenomenon of neutrons to specify a specific substance, for example, a reinforcing bar S1, among a plurality of substances (aggregates, reinforcing bars, concrete, etc.) constituting the concrete structure S. This is a non-destructive inspection.
  • Examples of the concrete structure S include a concrete bridge, a building, and a tank.
  • the main stage 1 is movable in the x-axis direction (left-right direction) and the y-axis (direction perpendicular to the drawing), and is provided on a predetermined base (not shown).
  • a neutron beam generating unit 2 and a neutron beam irradiating unit 3 are provided on the main stage 1.
  • a substage 4 is provided at a position spaced apart from the neutron beam generation unit 2 and the neutron beam irradiation unit 3 to some extent.
  • the neutron beam generator 2 generates fast neutrons by, for example, irradiating the target with ions such as hydrogen or helium generated by an ion generator. Further, the neutron beam generating unit 2 generates thermal neutrons or epithermal neutrons in pulses using a moderator such as polyethylene or light water. Furthermore, the neutron beam generation unit 2 outputs the pulsed thermal neutrons or epithermal neutrons to the neutron beam irradiation unit 3 as neutron beams u1 (neutron pulses). Neutron beam u1 (neutron pulse) has higher permeation performance with respect to concrete than X-rays, and penetrates to a depth of about 10 cm, for example.
  • the neutron beam u1 (neutron pulse) is an inspection line that can inspect the internal state of the concrete structure.
  • the diagnosis of concrete it is important to evaluate the corrosion situation near the reinforcing bars. Since the rebar is located at a depth of about 10 cm from the surface, it is desirable to perform a nondestructive inspection with neutron beams.
  • the neutron beam irradiation unit 3 is provided in the vicinity of the neutron beam generation unit 2 on the main stage 1. Further, the neutron beam irradiation unit 3 irradiates the neutron beam u1 supplied from the neutron beam generation unit 2 in a pulsed manner with respect to the surface (plane) of the concrete structure S at a predetermined angle ⁇ .
  • the neutron beam irradiation unit 3 is provided with a neutron detector 3a for detecting the emission timing t1 of the neutron beam u1 emitted in a pulse shape.
  • the neutron detector 3a detects the emission timing t1 of the neutron beam u1 by, for example, capturing a gamma ray ( ⁇ ray) generated when the neutron beam u1 passes through a predetermined member. Further, the neutron detector 3a outputs a neutron beam detection signal indicating the emission timing t1 to the time detection unit 6.
  • the neutron beam irradiation unit 3 includes a light irradiation guide unit 3b that outputs laser light having an emission direction as an optical axis in synchronization with the emission of the neutron beam u1 as irradiation guide light g1.
  • the sub-stage 4 is movable in the x-axis direction (left-right direction) and is provided on the main stage 1.
  • a diffraction line detector 5 is provided on the substage 4. That is, in this concrete inspection apparatus A, since the neutron beam irradiation unit 3 and the diffraction beam detection unit 5 are both provided on the main stage 1, they can move in the x-axis direction or the y-axis direction with respect to the base. is there. Furthermore, since the diffraction ray detection unit 5 is provided on the substage 4, the x-axis direction (that is, the diffraction ray detection unit is separated from or approaches the neutron beam irradiation unit). Direction).
  • the diffraction line detector 5 is composed of a plurality of detectors 5a to 5d (four as an example in FIG. 1) arranged at regular intervals in the x-axis direction.
  • Each detector 5a to 5d detects a diffracted neutron beam u2 in which the neutron beam u1 is diffracted at each part of the concrete structure S.
  • the detection direction of the diffracted neutron beam u2 is set to the direction of the angle ⁇ with respect to the surface (plane) of the concrete structure S, like the neutron beam irradiation unit 3.
  • each of the detectors 5a to 5d has a diffracted neutron beam u2 diffracted at each part of the concrete structure S in the neutron irradiation direction u1 (direction inclined by an angle ⁇ with respect to the x-axis direction). Is detected.
  • the detectors 5a to 5d detect the diffracted neutron beam u2 diffracted at different parts in the x-axis direction and the depth direction (z-axis direction orthogonal to the x-axis direction and the y-axis direction) in the concrete structure S.
  • Each of the detectors 5a to 5d outputs a diffraction line detection signal indicating the detection timing t2 of the diffraction neutron beam to the time detection unit 6.
  • each of the detectors 5a to 5d includes light detection guide portions 5e to 5h that emit laser light having the optical axis in the direction of arrival of the diffracted neutron beam u2 as detection guide light g2. Therefore, the relative position between the neutron source and the detector can be determined with the position of the stage 4 when the guide light g2 and the guide light g1 from the laser device 3b provided on the neutron source side are combined as the origin.
  • the time detector 6 measures a time difference ⁇ T between the emission timing t1 of the neutron beam u1 indicated by the neutron beam detection signal and the detection timing t2 of the diffracted neutron beam u2 indicated by the diffraction beam detection signal. Further, the time detection unit 6 outputs a time measurement signal indicating the time difference ⁇ T to the control calculation unit 7.
  • the control calculation unit 7 controls the neutron beam generation unit 2, the main stage 1, and the substage 4. As a result, the control calculation unit 7 sets the positions of the neutron beam irradiation unit 3 and the diffraction beam detection unit 5. At the same time, the control calculation unit 7 calculates the lattice constant d of the substance in each part of the concrete structure S by substituting the time difference ⁇ T (measured value) indicated by the time detection signal into the following calculation formula (1).
  • the time t is the velocity v of the neutron beam u1 and the diffracted neutron beam u2, the distance H between the surface of the concrete structure S and the neutron beam irradiation unit 3, the depth D from the surface of the concrete structure S to the diffraction point, And the irradiation angle ⁇ of the neutron beam u1 is expressed as an arithmetic expression (1).
  • the momentum p of the neutron beam u1 and the diffracted neutron beam u2 is expressed by the equation (1) by the velocity v, the neutron mass m 0 , and the speed of light c.
  • the momentum p is related to the neutron wavelength ⁇ and the Planck constant h by a well-known de Broglie equation.
  • the lattice constant d of the object is determined from the angle ⁇ and the wavelength ⁇ of the neutron based on the Bragg equation.
  • the control calculation unit 7 stores the lattice constant d of each part as a measurement data file in a storage device. Further, the control calculation unit 7 determines each depth (z-axis direction) of the surface region of the concrete structure S (two-dimensional region on the xy plane irradiated with the neutron beam u1) based on the measurement data file. An inspection image in which the lattice constant d of each part is visualized is generated, and this inspection image is output to a monitor.
  • the main stage 1 is first controlled from the control calculation unit 7 so that the neutron beam irradiation unit 3 is positioned at a desired position with respect to the concrete structure S. Position to. That is, the control calculation unit 7 positions the neutron beam irradiation unit 3 in the xy plane so that the desired inspection origin (x0, y0) on the concrete structure S is irradiated with the neutron beam u1.
  • the distance H between the surface of the concrete structure S and the neutron beam irradiation unit 3 becomes a constant value when the main stage 1 is in a parallel relationship with the surface of the concrete structure S.
  • the diffraction line detector 5 is positioned at a desired position (the illustrated origin) with respect to the concrete structure S. This origin is a position where the detector 5a closest to the neutron beam irradiation unit 3 in the x-axis direction of the four detectors 5a to 5d detects the diffracted neutron beam u2 obtained from the surface of the concrete structure S. .
  • the neutron beam irradiation unit 3 includes a light irradiation guide unit 3b, and the diffraction beam detection unit 5 includes light detection guide units 5e to 5h. Therefore, it is very easy to set the initial positions of the neutron beam irradiation unit 3 and the diffraction beam detection unit 5 for the concrete structure S.
  • the control calculation unit 7 determines the position of the neutron beam irradiation unit 3 and the irradiation position of the neutron beam u1 as the inspection origin (x0, y0). ) To the inspection end point (x0 + Wm, y0 + Wf), the main stage 1 is controlled to scan (move) two-dimensionally and intermittently in the xy plane.
  • control calculation unit 7 controls the main stage 1 to intermittently move the irradiation position of the neutron beam u1 intermittently by a predetermined pitch ( ⁇ x) in the x-axis direction from the inspection origin (x1, y1). Subsequently, the control calculation unit 7 moves the irradiation position of the neutron beam u1 from the inspection origin (x1, y1) to a position (x1 + Wm, y1) corresponding to a predetermined constant width Wm, and the inspection origin (x1, y1) Return to. Subsequently, the control calculation unit 7 moves the irradiation position of the neutron beam u1 to a position (x1, y1 + ⁇ y) displaced by a predetermined pitch ( ⁇ y) in the y-axis direction.
  • the control calculation unit 7 moves the irradiation position of the neutron beam u1 to a position (x1 + Wm, y1 + ⁇ y) corresponding to a predetermined constant width Wm, and returns it to the position (x1, y1 + ⁇ y). Further, similarly to the above, the control calculation unit 7 moves the irradiation position of the neutron beam u1 to a predetermined distance Wf in the y-axis direction, and finally moves to the inspection end point (x1 + Wm, y1 + Wf). .
  • the sub-stage 4 is controlled.
  • the control calculation unit 7 intermittently sequentially moves the position of the diffraction line detection unit 5 in the x-axis direction. That is, the movement of the diffraction line detection unit 5 changes the distance of the diffraction line detection unit 5 from the neutron beam irradiation unit 3 in the x-axis direction, and as shown in FIG. This corresponds to detecting a diffracted neutron beam u2 obtained from different parts in the depth direction (z-axis direction).
  • the origin of the diffraction line detector 5 shown in FIG. 1 is the position where the diffracted neutron beam u2 obtained from the surface of the concrete structure S is detected.
  • the diffraction beam detector 5 detects the diffracted neutron beam u2 at a deeper site from the surface of the concrete structure S as the distance to the neutron beam irradiation unit 3 increases.
  • the neutron beam irradiation unit 3 outputs a neutron beam detection signal to the time detection unit 6 at each irradiation position (xi, yi) of the neutron beam u1 described above.
  • the diffraction beam detector 5 sequentially detects diffracted neutron beams u2 obtained from different parts in the x-axis direction and the depth direction (z-axis direction) at each irradiation position (xi, yi) of the neutron beam u1.
  • the diffraction line detection signal is output to the time detection unit 6.
  • the time detector 6 determines the time difference ⁇ T between the emission timing t1 and the detection timing t2 at different sites in the x-axis direction and the depth direction (z-axis direction) for each irradiation position (xi, yi) of the neutron beam u1. Measure. Further, the time detection unit 6 outputs a time measurement signal indicating the time difference ⁇ T to the control calculation unit 7. Based on the time difference ⁇ T, the control calculation unit 7 calculates the lattice constant d of the substance at different sites in the x-axis direction and the depth direction (z-axis direction) for each irradiation position (xi, yi) of the neutron beam u1. Calculate each.
  • the plurality of lattice constants d output as the calculation result by the control calculation unit 7 is a rectangular area (surface area) having a diagonal line connecting the inspection origin (x0, y0) and the inspection end point (x1 + Wm, y1 + Wf). It is shown. Further, the plurality of lattice constants d indicate the crystal state of a substance constituting a three-dimensional region (inspection region) extending from the surface of the concrete structure S to a predetermined depth.
  • the reinforcing bar s1 and the surrounding cement and aggregate have different crystal structures, so that their lattice constants d are naturally different.
  • the reinforcing bar s1 is corroded and the rust s2 is generated around the reinforcing bar s1, the rust s2 is an oxide and therefore has a different crystal structure from the reinforcing bar s1. Accordingly, the lattice constant d of the rust s2 is naturally different from the reinforcing bar s1.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of an inspection image created by the control calculation unit 7 based on the measurement data file of the lattice constant d of each part.
  • this inspection image the portion corresponding to the cement and aggregate in the concrete structure S, the portion corresponding to the reinforcing bar s1, and the portion corresponding to the rust s2 are displayed in different colors and patterns.
  • the difference between the reinforcing bar s1 and the rust (s2) can be confirmed by measuring the diffraction spectrum of the neutron beam.
  • the peak intensities based on the lattice constant d are naturally different.
  • the peak intensity peculiar to the rust s2 has been confirmed.
  • the background level of the diffraction spectrum varies depending on the area of the measurement region in the concrete structure S.
  • the present inventor has confirmed the relationship between the inspection region in the diffraction spectrum of neutron beams and the peak intensity of the rust s2.
  • the area of the inspection region is 1 mm 2 or more, the peak intensity of the rust s2 can be confirmed more reliably. Therefore, if the inspection area is 1 mm 2 or more, nondestructive inspection can be performed more accurately.
  • the emission timing t1 of the neutron beam u1 irradiated to the concrete structure S from the neutron beam irradiation unit 3 and the neutron beam u1 are diffracted by the concrete structure S and detected by the diffraction beam detection unit 5.
  • the lattice constant d of the material constituting the concrete structure S is measured based on the time difference ⁇ T with respect to the detection timing t2 of the diffracted neutron beam u2. Therefore, a specific substance among a plurality of substances constituting the concrete structure S, for example, the position and state of the reinforcing bar s1 (generation of rust s2 etc.) can be easily nondestructively inspected.
  • a neutron beam irradiation unit 3 and a substage 4 are provided on the main stage 1
  • a diffraction beam detection unit 5 is provided on the substage 4
  • each irradiation position (xi, yi) of the neutron beam u1 is set.
  • Different parts are selected in the x-axis direction and the depth direction (z-axis direction). Therefore, for example, compared with the case where the neutron beam irradiation unit 3 and the diffraction beam detection unit 5 are provided on completely independent individual stages, the stage can be easily controlled and the stage positioning accuracy is high.
  • This concrete inspection apparatus B specifically considers the inspection of the floor slab r1 of the viaduct R, which is a kind of concrete structure S, as shown in FIG.
  • Floor slab r1 is supported by pier r2 and is several meters above the ground.
  • spraying materials such as an antifreezing agent and a snow melting agent are spread on the road constructed on the floor slab r1. Therefore, there is a concern about deterioration of the floor slab r1 due to the influence of the spraying material, for example, corrosion of the reinforcing bar r3 (generation of rust).
  • the concrete inspection apparatus B is configured as a vehicle-mounted type. That is, the concrete inspection apparatus B is based on a self-propelled vehicle C1 that is steered by a driver and a tow vehicle C3 (battery-driven self-propelled cart) that is connected to the self-propelled vehicle C1 by a tow rod C2.
  • the base The base).
  • a rail C4 extending in the front-rear direction is provided on the self-propelled vehicle C1, and a neutron beam generation unit 2 and a neutron beam irradiation unit 3 are provided on the rail C4.
  • the neutron beam generating unit 2 and the neutron beam irradiating unit 3 are supported on the rail C4 by a hydraulic actuator C5, and are provided so as to be inclined (undulate) with respect to a horizontal plane as shown in the figure.
  • the hydraulic actuator C5 is driven by a hydraulic pressure generator C6 provided separately on the self-propelled vehicle C1.
  • a rail C7 extending in the front-rear direction is provided on the towing vehicle C3, and a diffraction line detector 5 is provided on the rail C7.
  • the diffraction line detector 5 is supported on the rail C7 by the electric actuator C8, and is provided so as to be inclined (undulate) with respect to the horizontal plane as shown in the figure.
  • the tow vehicle C3 is provided with a folding protective cover C9 in order to protect the diffraction beam detector 5.
  • the tow rod C2 has a length adjusting function. Therefore, the concrete inspection apparatus B can adjust the distance between the self-propelled vehicle C1 and the towing vehicle C3. That is, the distance between the neutron beam irradiation unit 3 and the diffraction beam detection unit 5 can be adjusted.
  • the self-propelled vehicle C1 is provided with a laser distance meter (not shown) for measuring the distance between the self-propelled vehicle C1 and the towing vehicle C3.
  • the hydraulic actuator C5 is driven by the hydraulic pressure generator C6.
  • the undulation angle of the neutron beam irradiation unit 3 (corresponding to the angle ⁇ in the concrete inspection apparatus A described above) is set to an optimum state with respect to the lower surface of the floor slab r1.
  • the electric actuator C8 by operating the electric actuator C8, the undulation angle of the diffraction line detector 5 and the distance between the self-propelled vehicle C1 and the towing vehicle C3 are set to an optimum state with respect to the lower surface of the floor slab r1.
  • the undulation angle of the neutron beam irradiation unit 3 is returned to the steady state (horizontal state) by the hydraulic actuator C5.
  • the undulation angle of the diffraction line detector 5 is returned to the steady state (horizontal state) by the electric actuator C8.
  • the concrete inspection apparatus B Since the concrete inspection apparatus B is configured to be mounted on a vehicle, it can be easily moved under the floor slab r1. Therefore, a nondestructive inspection can be easily performed for each portion below the floor slab r1. Moreover, since the concrete inspection apparatus B can change the undulation of the neutron beam irradiation unit 3 and the undulation of the diffraction ray detection unit 5, it can easily cope with the viaduct R having different floor slabs r1.
  • the concrete structure is an inspection object in the above embodiment, the present invention is not limited to this.
  • the inspection object may be any object that diffracts neutrons.
  • the concrete inspection apparatus A employs the configuration in which the substage 4 is provided on the main stage 1, but the present invention is not limited to this.
  • the neutron beam irradiation unit 3 and the diffraction beam detection unit 5 are installed on a completely independent stage, and the neutron beam irradiation unit 3 and the diffraction beam detection unit 5 are individually moved, so that The scanning position of the line and the detection position of the diffraction line may be changed.
  • the light irradiation guide unit 3b is provided in the neutron beam irradiation unit 3, and the light detection guide units 5e to 5h are provided in the diffraction beam detection unit 5.
  • the light irradiation guide unit 3b and the light detection guide unit are provided. 5e to 5h may be omitted as necessary due to cost and the like.
  • the main stage 1 is configured to be movable in the y-axis direction in addition to the x-axis direction in the above embodiment, it may be moved only in the x-axis direction. In this case, the irradiation position of the neutron beam u1 moves only in the x-axis direction. However, when a very simple inspection is performed on the concrete structure S, the nondestructive inspection is sufficient.
  • the inspection object is irradiated with a neutron beam in a scanning manner, the diffracted neutron beam obtained from the inspection object is detected at each scanning position, and the scanning position of the inspection object based on the detection result Calculate the lattice constant of the substance at.
  • the inspection object is irradiated with a neutron beam in a scanning manner, the diffracted neutron beam obtained from the inspection object is detected at each scanning position, and the scanning position of the inspection object based on the detection result Calculate the lattice constant of the substance at.
  • a ... Concrete inspection device nondestructive inspection device
  • 1 ... main stage irradiation unit, detection unit
  • 2 ... neutron beam generation unit 3 ... neutron beam irradiation unit (irradiation unit), 3a ... neutron detector, 3b ...
  • Light irradiation guide unit 4...
  • Substage detection unit
  • 5... Diffraction line detection unit detection unit
  • 5 a to 5 d... Detector 5 e to 5 h.
  • 7... Control calculation unit data processing unit
  • S... Concrete structure u1... Neutron beam, g1... Irradiation guide light, u2 .. diffraction neutron beam, g2.

Abstract

　本発明に係わる非破壊検査装置（Ａ）は、中性子線発生部（２）と、前記中性子線発生部（２）から供給された中性子線（u１）を検査対象物に対して走査状に照射する中性子線照射部（３）と、前記中性子線（u１）が検査対象物によって回折された回折中性子線（u１）を前記中性子線照射部（３）の走査位置に応じて検出する回折線検出部（５）と、前記回折線検出部（５）の検出信号に基づいて検査対象物の走査位置における物質の格子定数を算出するデータ処理部（６,７）とを具備する。

Description

非破壊検査装置及び方法
　本発明は、中性子線を用いた非破壊検査装置及び方法に関する。本願は、２０１０年３月５日に、日本に出願された特願２０１０－０４９５２７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来の非破壊検査技術として、例えば、下記特許文献１に示すＰＣ鋼材のグラウト欠陥を検査する装置（グラウト欠陥検査装置）が開示されている。このグラウト欠陥検査装置は、中性子線の散乱状態がコンクリートの構成物質（骨材や鉄等）とグラウト欠陥のある空洞部分とで異なることを利用し、中性子線がコンクリート構造物を透過して得られる熱中性子を検知することにより、グラウト欠陥を判別する。すなわち、このグラウト欠陥検査装置は、中性子線源と反対側で検出される熱中性子の線量に基づいてＰＣ鋼材中のグラウト欠陥を判別する。
　なお、中性子線を用いる非破壊検査技術として、特許文献１の技術の他に、特許文献２に示す３次元動体可視化計測装置及び方法がある。この３次元動体可視化計測装置及び方法も中性子の散乱現象を利用している。
日本国特開２００１－０４１９０８号公報 日本国特開２００７－３３３６６３号公報
　前述したグラウト欠陥検査装置は、中性子線を用いた非破壊検査装置の一種である。このグラウト欠陥検査装置は、中性子線の散乱状態が、コンクリートの構成物質（骨材や鉄等）とグラウト欠陥のある空洞部分とで異なることを利用して検査を行う。したがって、コンクリートの構成物質である鉄筋の状態を非破壊検査することはできない。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、コンクリート構造物の内部状態、特に、複数の構成物質中における鉄筋等の特定物質の状態を非破壊検査することを目的とするものである。
　本発明の非破壊検査装置に係る第１の様態は、中性子線発生部と、前記中性子線発生部から供給された中性子線を検査対象物に対して走査状に照射する照射部と、中性子線が検査対象物によって回折された回折中性子線を照射部の走査位置に応じて検出する検出部と、前記検出部の検出信号に基づいて検査対象物の走査位置における物質の格子定数を算出するデータ処理部とを有する。
　本発明の非破壊検査装置に係る第２の様態は、上記第１の様態に加えて、各走査位置における物質の格子定数に基づいて検査対象物の内部状態を可視化する可視化部をさらに備える。
　本発明の非破壊検査装置に係る第３の様態は、上記第１または第２の様態に加えて、照射部は、第１方向に移動自在なメインステージを用いて回折中性子線を走査し、検出部は、第１方向に移動自在かつメインステージ上に設置されたサブステージを用いて照射部の走査位置に応じた回折中性子線を検出する。
　本発明の非破壊検査装置に係る第４の様態は、上記第３の様態に加えて、メインステージは、第１方向に直交する第２方向にも移動自在である。
　本発明の非破壊検査装置に係る第５の様態は、上記第１～第４のいずれかの様態に加えて、中性子線の照射方向及び回折中性子線の検出方向をレーザ光で示す光ガイド部を備える。
　本発明の非破壊検査方法に係る第１の様態は、検査対象物に対して中性子線を走査状に照射する照射工程と、各走査位置で検査対象物から得られる回折中性子線を検出する検出工程と、検出結果に基づいて検査対象物の走査位置における物質の格子定数を算出するデータ処理工程とを有する。
　本発明の非破壊検査方法に係る第２の様態は、上記第１の様態に加えて、各走査位置における物質の格子定数に基づいて検査対象物の内部状態を可視化する可視化工程をさらに有する。
　本発明によれば、検査対象物に対して中性子線を走査状に照射し、各走査位置で検査対象物から得られる回折中性子線を検出し、この検出結果に基づいて検査対象物の走査位置における物質の格子定数を算出する。従って、コンクリート構造物の内部状態、特に、複数の構成物質中における鉄筋等の特定物質の状態を非破壊検査することが可能である。
本発明の一実施形態に係るコンクリート検査装置の原理構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るコンクリート検査装置における検査画像の模式図である。 本発明の一実施形態に係るコンクリート検査装置の実態構成を示す正面図である。
　以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
　本実施形態に係るコンクリート検査装置Ａは、図１に示すように、メインステージ１、中性子線発生部２、中性子線照射部３、サブステージ４、回折線検出部５、時刻検出部６及び制御演算部７によって構成されている。
　これら各構成要素のうち、メインステージ１及び中性子線照射部３は、本発明における照射部を構成し、メインステージ１、サブステージ４及び回折線検出部５は、本発明における検出部を構成し、また時刻検出部６及び制御演算部７は、本発明におけるデータ処理部を構成している。
　コンクリート検査装置Ａは、コンクリート構造物Ｓを検査対象物とする非破壊検査装置である。より具体的には、コンクリート検査装置Ａは、中性子の回折現象を利用することにより、コンクリート構造物Ｓを構成する複数の物質（骨材、鉄筋及びコンクリート等）の中の特定物質、例えば鉄筋Ｓ1の状態を非破壊検査するものである。コンクリート構造物Ｓの例としては、コンクリート製の橋、ビル、タンク等がある。
　メインステージ１は、ｘ軸方向（左右方向）及びｙ軸（図面に垂直な方向）に移動自在であり、所定の基台（図示略）上に設けられている。メインステージ１上には、中性子線発生部２及び中性子線照射部３が設けられている。また、中性子線発生部２及び中性子線照射部３とある程度離間した位置に、サブステージ４が設けられている。
　中性子線発生部２は、例えば、イオン発生器で発生させた水素あるいはヘリウム等のイオンをターゲットに照射することによって、高速中性子を発生させる。また、中性子線発生部２は、この高速中性子をポリエチレンや軽水等の減速材を用いて、熱中性子あるいは熱外中性子をパルス状に発生させる。更に、中性子線発生部２は、上記パルス状の熱中性子あるいは熱外中性子を、中性子線ｕ1（中性子パルス）として中性子線照射部３に出力する。中性子線ｕ1（中性子パルス）は、Ｘ線に比べてコンクリートに対する透過性能が高く、例えば１０ｃｍ程度の深さまで透過する。従って、中性子線ｕ1（中性子パルス）は、コンクリート構造物の内部状態を検査することが可能な検査線である。一方、コンクリートの診断においては、鉄筋付近の腐食状況を評価することが重要である。鉄筋は表面から１０ｃｍ程度の深さに位置するため、中性子線による非破壊検査を行うことが望ましい。
　中性子線照射部３は、メインステージ１上において中性子線発生部２の近傍に設けられている。また、中性子線照射部３は、中性子線発生部２から供給された中性子線ｕ1を、コンクリート構造物Ｓの表面（平面）に対して所定の角度θでパルス状に照射する。中性子線照射部３には、パルス状に出射される中性子線ｕ1の出射タイミングｔ1を検出する中性子検出器３ａが備えられている。中性子検出器３ａは、例えば、所定部材を中性子線ｕ1が透過することによって発生するガンマ線（γ線）を捉えることによって、中性子線ｕ1の出射タイミングｔ1を検出する。また、中性子検出器３ａは、出射タイミングｔ1を示す中性子線検出信号を時刻検出部６に出力する。
　周知のように中性子線は視認可能なものではない。したがって、検査作業者は、中性子線照射部３から中性子線ｕ1が出射されているか否か、及び中性子線ｕ1の照射方向を把握することが困難である。しかしながら、中性子線照射部３は、中性子線ｕ1の出射に同期すると共に出射方向を光軸とするレーザ光を、照射ガイド光ｇ1として出射する光照射ガイド部３ｂを備えている。
　サブステージ４は、ｘ軸方向（左右方向）に移動自在であり、メインステージ１上に設けられている。サブステージ４上には、回折線検出部５が設けられている。つまり、本コンクリート検査装置Ａにおいて、中性子線照射部３及び回折線検出部５は、共にメインステージ１上に設けられているので、基台に対してｘ軸方向あるいはｙ軸方向に移動可能である。さらに、回折線検出部５は、サブステージ４上に設けられているので、中性子線照射部３に対してｘ軸方向（つまり、回折線検出部が中性子線照射部に対して離間あるいは接近する方向）に移動可能である。
　回折線検出部５は、図示するように、ｘ軸方向に一定間隔で配列する複数（図１では一例として４個）の検出器５ａ～５ｄから構成されている。各検出器５ａ～５ｄは、中性子線ｕ1がコンクリート構造物Ｓの各部位で回折された回折中性子線ｕ2を検出する。回折中性子線ｕ2の検出方向は、中性子線照射部３と同様に、コンクリート構造物Ｓの表面（平面）に対して角度θの方向とする。
　各検出器５ａ～５ｄは、図１に示すように、中性子線のｕ1照射方向（ｘ軸方向に対して角度θだけ傾いた方向）におけるコンクリート構造物Ｓの各部位で回折した回折中性子線ｕ2を検出する。つまり、各検出器５ａ～５ｄは、コンクリート構造物Ｓにおいて、ｘ軸方向及び深さ方向（ｘ軸方向及びｙ軸方向に直交するｚ軸方向）に異なる部位で回折した回折中性子線ｕ2を検出する。また、各検出器５ａ～５ｄは、回折中性子線の検出タイミングｔ2を示す回折線検出信号を時刻検出部６に出力する。
　回折中性子線ｕ2も、中性子線ｕ1と同様に、視認可能なものではない。従って、検査作業者は、回折中性子線ｕ2の飛来方向（つまり、各検出器５ａ～５ｄの検出方向）を把握することが困難である。しかしながら、各検出器５ａ～５ｄは、回折中性子線ｕ2の飛来方向を光軸とするレーザ光を、検出ガイド光ｇ2として出射する光検出ガイド部５ｅ～５ｈを備えている。従って、ガイド光ｇ2と中性子源側に備えられたレーザ装置３bからのガイド光ｇ1が合わさるときのステージ４の位置を原点として、中性子源と検出器との相対位置を決定できる。
　時刻検出部６は、上記中性子線検出信号が示す中性子線ｕ1の出射タイミングｔ1と、回折線検出信号が示す回折中性子線ｕ2の検出タイミングｔ2との時間差ΔＴを計測する。また、時刻検出部６は、時間差ΔＴを示す時間計測信号を制御演算部７に出力する。
　制御演算部７は、上記中性子線発生部２、メインステージ１、及びサブステージ４を制御する。その結果、制御演算部７は、中性子線照射部３及び回折線検出部５の位置を設定する。それと同時に、制御演算部７は、時間検出信号が示す時間差ΔＴ（計測値）を下記演算式（１）に代入することにより、コンクリート構造物Ｓの各部位における物質の格子定数ｄを計算する。なお、この演算式（１）では、出射タイミングｔ1を基準時刻（つまりｔ1＝０）とすることにより、時間差ΔＴを時刻ｔ（＝ｔ2）として表している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　すなわち、時間ｔは、中性子線ｕ1及び回折中性子線ｕ2の速度ｖ、コンクリート構造物Ｓの表面と中性子線照射部３との距離Ｈ、コンクリート構造物Ｓの表面から回折点までの深さＤ、及び中性子線ｕ1の照射角θによって、演算式（１）のように表される。また、中性子線ｕ1及び回折中性子線ｕ2の運動量ｐは、速度ｖ、中性子の質量ｍ０、及び光速ｃによって、演算式（１）のように表される。また、運動量ｐは、周知のドブロイの式によって、中性子の波長λ及びプランク定数ｈと関連付けられている。また、物体の格子定数ｄは、ブラッグの式に基づいて、角度θと中性子の波長λから決定される。
　また、制御演算部７は、コンクリート構造物Ｓの各部位の格子定数ｄの計算処理に加えて、各部位の格子定数ｄを計測データファイルとして記憶装置に保存する。また、制御演算部７は、計測データファイルに基づいて、コンクリート構造物Ｓの表面領域（中性子線ｕ1が照射されるｘ-ｙ平面上の２次元領域）の各深さ（ｚ軸方向）について各部位の格子定数ｄを可視化した検査画像を生成し、この検査画像をモニタに出力する。
　次に、本コンクリート検査装置Ａを用いた時系列的な検査動作について詳しく説明する。
　本コンクリート検査装置Ａを用いたコンクリート構造物Ｓの非破壊検査では、最初に制御演算部７からメインステージ１を制御することによって、中性子線照射部３をコンクリート構造物Ｓに対して所望の位置に位置決めする。すなわち、制御演算部７は、中性子線照射部３を、コンクリート構造物Ｓ上における所望の検査原点（ｘ0，ｙ0）に中性子線ｕ1が照射されるように、ｘ-ｙ平面内で位置決めする。なお、コンクリート構造物Ｓの表面と中性子線照射部３との距離Ｈは、メインステージ１をコンクリート構造物Ｓの表面と平行な関係とすることにより一定値となる。
　また、回折線検出部５についてもコンクリート構造物Ｓに対して所望の位置（図示する原点）に位置決めする。この原点は、４個の検出器５ａ～５ｄのうち、ｘ軸方向において中性子線照射部３に最も近い検出器５ａがコンクリート構造物Ｓの表面から得られる回折中性子線ｕ2を検出する位置である。中性子線照射部３は、光照射ガイド部３ｂを備え、また回折線検出部５は、光検出ガイド部５ｅ～５ｈを備えている。したがって、したコンクリート構造物Ｓに対する中性子線照射部３及び回折線検出部５の初期位置を設定することは極めて容易である。
　制御演算部７は、前述した中性子線照射部３及び回折線検出部５の初期位置設定が完了した後、中性子線照射部３の位置を、中性子線ｕ1の照射位置が検査原点（ｘ0，ｙ0）から検査終点（ｘ0＋Ｗｍ，ｙ0＋Ｗｆ）まで変化するように、メインステージ１を制御することによって、ｘ-ｙ平面内で２次元的かつ間欠的に走査（移動）させる。
　すなわち、制御演算部７は、メインステージ１を制御することによって、中性子線ｕ1の照射位置を、検査原点（ｘ1，ｙ1）からｘ軸方向に所定ピッチ（Δｘ）ずつ間欠的に順次移動させる。続いて、制御演算部７は、中性子線ｕ1の照射位置を、検査原点（ｘ1，ｙ1）から所定の一定幅Ｗｍに相当する位置（ｘ1＋Ｗｍ，ｙ1）まで移動させ、検査原点（ｘ1，ｙ1）に復帰させる。続いて、制御演算部７は、中性子線ｕ1の照射位置を、ｙ軸方向に所定ピッチ（Δｙ）だけ変位した位置（ｘ1，ｙ1＋Δｙ）に移動させる。
　次に、制御演算部７は、上述したように、中性子線ｕ1の照射位置を、所定の一定幅Ｗｍに相当する位置（ｘ1＋Ｗｍ，ｙ1＋Δｙ）まで移動させ、位置（ｘ1，ｙ1＋Δｙ）に復帰させる。さらに、制御演算部７は、上述したと同様にして、中性子線ｕ1の照射位置を、ｙ軸方向に所定の距離Ｗｆまで移動させることにより、最終的に検査終点（ｘ1＋Ｗｍ，ｙ1＋Ｗｆ）まで移動させる。
　また、制御演算部７は、中性子線照射部３の各停止位置、つまり変数ｉ（ｉ＝１、２、３、……）によって特定される中性子線ｕ1の各照射位置（ｘi，ｙi）において、サブステージ４を制御する。その結果、制御演算部７は、回折線検出部５の位置をｘ軸方向に間欠的に順次移動させる。すなわち、回折線検出部５の移動は、ｘ軸方向における回折線検出部５の中性子線照射部３に対する距離を変更するものであり、図１に示すように、コンクリート構造物Ｓにおいてｘ軸方向及び深さ方向（ｚ軸方向）に異なる部位から得られる回折中性子線ｕ2を検出することに相当する。
　例えば、図１に示す回折線検出部５の原点は、コンクリート構造物Ｓの表面から得られる回折中性子線ｕ2を検出する位置である。回折線検出部５は、中性子線照射部３に対する距離が大きくなるに従って、コンクリート構造物Ｓの表面からより深い部位の回折中性子線ｕ2を検出することになる。中性子線照射部３は、上述した中性子線ｕ1の各照射位置（ｘi，ｙi）において、中性子線検出信号を時刻検出部６に出力する。また、回折線検出部５は、中性子線ｕ1の各照射位置（ｘi，ｙi）において、ｘ軸方向及び深さ方向（ｚ軸方向）の異なる部位から得られる回折中性子線ｕ2を順次検出することにより、回折線検出信号を時刻検出部６に出力する。
　この結果、時刻検出部６は、中性子線ｕ1の各照射位置（ｘi，ｙi）毎にｘ軸方向及び深さ方向（ｚ軸方向）の異なる部位における出射タイミングｔ1と検出タイミングｔ2との時間差ΔＴを計測する。また、時刻検出部６は、時間差ΔＴを示す時間計測信号を、制御演算部７に出力する。そして、制御演算部７は、時間差ΔＴに基づいて、中性子線ｕ1の各照射位置（ｘi，ｙi）毎にｘ軸方向及び深さ方向（ｚ軸方向）の異なる部位における物質の格子定数ｄをそれぞれ算出する。すなわち、制御演算部７が演算結果として出力する複数の格子定数ｄは、検査原点（ｘ0，ｙ0）と検査終点（ｘ1＋Ｗｍ，ｙ1＋Ｗｆ）とを結ぶ線分を対角線とする矩形領域（表面領域）を示すものである。また、複数の格子定数ｄは、コンクリート構造物Ｓの表面から所定の深さに亘る３次元領域（検査領域）を構成する物質の結晶状態を示すものである。
　例えば、図１に示すように、検査領域内に鉄筋ｓ1が存在する場合、鉄筋ｓ1と周囲のセメントや骨材とは結晶構造が異なるので、これらの格子定数ｄも当然に異なる。また、鉄筋ｓ1が腐食してサビｓ2が鉄筋ｓ1の周囲に発生している場合、サビｓ2は、酸化物なので、鉄筋ｓ1とは異なる結晶構造である。従って、サビｓ2の格子定数ｄも、当然に鉄筋ｓ1とは異なる。
　図２は、制御演算部７が上記各部位の格子定数ｄの計測データファイルに基づいて作成した検査画像の模式図である。この検査画像では、コンクリート構造物Ｓにおけるセメントや骨材に相当する部分、鉄筋ｓ1に相当する部分及びサビｓ2に相当する部分が異なる色や模様で表示されている。
　また、中性子線の回折スペクトルを測定することによって、鉄筋ｓ1とサビ(s２)の違いを確認できる。回折スペクトルにおいては、鉄筋ｓ１、周囲のセメント、骨材、およびサビｓ２はそれぞれ異なる格子定数ｄを有するために、格子定数ｄに基づくピーク強度も当然異なる。本発明者によれば、コンクリート構造物Ｓに照射した中性子線の回折スペクトルにおいて、サビｓ２特有のピーク強度を確認できた。
　上記回折スペクトル測定においては、コンクリート構造物Ｓ内の測定領域の面積に応じて、回折スペクトルのバックグラウンドレベルが異なることが懸念される。しかしながら、本発明者は、中性子線の回折スペクトルにおける検査領域とサビｓ２のピーク強度の関係性を確認した。その結果、検査領域の面積が１ｍｍ２以上であれば、サビｓ２のピーク強度をより確実に確認できることがわかった。したがって、検査領域が１ｍｍ２以上あれば、より正確に非破壊検査することができる。
　本実施形態によれば、中性子線照射部３からコンクリート構造物Ｓに照射される中性子線ｕ1の出射タイミングｔ1と、中性子線ｕ1がコンクリート構造物Ｓで回折されて回折線検出部５で検出される回折中性子線ｕ2の検出タイミングｔ2との時間差ΔＴに基づいて、コンクリート構造物Ｓを構成する物質の格子定数ｄを計測する。従って、コンクリート構造物Ｓを構成する複数の物質の中の特定物質、例えば、鉄筋ｓ1の位置や状態（サビｓ2の発生等）を、容易に非破壊検査することができる。
　また、メインステージ１上に、中性子線照射部３とサブステージ４を設け、サブステージ４上に、回折線検出部５を設け、中性子線ｕ1の各照射位置（ｘi，ｙi）を設定すると共に、ｘ軸方向及び深さ方向（ｚ軸方向）に異なる部位を選択する。したがって、例えば、中性子線照射部３と回折線検出部５とを完全に独立した個別のステージ上に設ける場合に比較して、ステージの制御が容易であり、またステージの位置決め精度も高い。
　続いて、図３を参照して、実用を考慮したコンクリート検査装置Ｂの実態構成（実用上の構成）について説明する。なお、図３では、図１に示したコンクリート検査装置Ａの構成要素と同一機能を有するものには同一符合を付している。
　本コンクリート検査装置Ｂは、図３に示すように、コンクリート構造物Ｓの一種である高架橋Ｒの床版ｒ1の検査を特に考慮したものである。床版ｒ1は、橋脚ｒ2によって支承されており、地上から数メートルの高さにある。例えば道路用の高架橋Ｒ（道路橋）では、床版ｒ1の上に施工される道路に凍結防止剤や融雪剤等の散布材を撒くことが行われている。したがって、散布材の影響による床版ｒ1の劣化、例えば鉄筋ｒ3の腐食（サビの発生）が懸念される。
　高架橋Ｒの非破壊検査に対応するために、本コンクリート検査装置Ｂは、車両搭載型に構成されている。すなわち、本コンクリート検査装置Ｂは、運転者によって操縦される自走車両Ｃ1と、自走車両Ｃ1に牽引ロッドＣ2によって連結される牽引車両Ｃ3（バッテリ駆動自走台車）とを基台（移動自在な基台）とするものである。自走車両Ｃ1上には、前後方向に延在するレールＣ4が設けられ、レールＣ4上には中性子線発生部２及び中性子線照射部３が設けられている。また、中性子線発生部２及び中性子線照射部３は、油圧アクチュエータＣ5によってレールＣ4上に支持されており、図示するように水平面に対して傾斜（起伏）可能に設けられている。油圧アクチュエータＣ5は、自走車両Ｃ1上に別途設けられた油圧発生装置Ｃ6によって駆動される。
　一方、牽引車両Ｃ3上には、前後方向に延在するレールＣ7が設けられ、レールＣ7上には回折線検出部５が設けられている。また、回折線検出部５は、電動アクチュエータＣ8によってレールＣ7上に支持されており、図示するように水平面に対して傾斜（起伏）可能に設けられている。さらに、牽引車両Ｃ3には、回折線検出部５を保護するために、折畳み式の保護カバーＣ9が設けられている。
　また、牽引ロッドＣ2は、長さ調節機能を備えたものである。したがって、本コンクリート検査装置Ｂは、自走車両Ｃ1と牽引車両Ｃ3との距離を調整できる。すなわち、中性子線照射部３と回折線検出部５との距離を調節することが可能である。また、自走車両Ｃ1には、自走車両Ｃ1と牽引車両Ｃ3との距離を計測するためのレーザ距離計（図視略）が備えられている。
　前述したように構成されたコンクリート検査装置Ｂは、検査時においては、油圧アクチュエータＣ5が油圧発生装置Ｃ6によって駆動される。その結果、中性子線照射部３の起伏角（上述したコンクリート検査装置Ａにおける角度θに相当する）が、床版ｒ1の下面に対して最適な状態に設定される。それと同時に、電動アクチュエータＣ8が作動することによって、回折線検出部５の起伏角及び自走車両Ｃ1と牽引車両Ｃ3との間の距離が、床版ｒ1の下面に対して最適な状態に設定される。一方、検査前後の移動時には、中性子線照射部３の起伏角が油圧アクチュエータＣ5によって定常状態（水平状態）に戻される。それと同時に、回折線検出部５の起伏角が電動アクチュエータＣ8によって定常状態（水平状態）に戻される。
　本コンクリート検査装置Ｂは、車両搭載型に構成されているので、床版ｒ1の下に容易に移動させることが可能である。したがって、床版ｒ1の下側の各箇所について非破壊検査を容易に行うことができる。また、コンクリート検査装置Ｂは、中性子線照射部３の起伏と回折線検出部５の起伏を可変することができるので、床版ｒ1が異なる高架橋Ｒに対しても容易に対応することができる。
　なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態ではコンクリート構造物を検査対象物としたが、本発明はこれに限定されない。検査対象物は、中性子を回折させる物であれば、いかなる物であっても良い。
（２）上記コンクリート検査装置Ａではメインステージ１上にサブステージ４を設ける構成を採用したが、本発明はこれに限定されない。コンクリート検査装置Ａにおいて、中性子線照射部３と回折線検出部５とを完全に独立したステージ上に設置し、中性子線照射部３と回折線検出部５とを個別に移動させることにより、中性子線の走査と回折線の検出位置を変更しても良い。
（３）上記実施形態では中性子線照射部３に光照射ガイド部３ｂを設け、また回折線検出部５に光検出ガイド部５ｅ～５ｈを設けたが、光照射ガイド部３ｂ及び光検出ガイド部５ｅ～５ｈについては、コスト等の関係で必要に応じて省略しても良い。
（４）上記実施形態ではメインステージ１をｘ軸方向に加えｙ軸方向にも移動自在に構成したが、ｘ軸方向のみに移動するようにしても良い。この場合、中性子線ｕ1の照射位置がｘ軸方向のみに移動することになるが、コンクリート構造物Ｓについて極めて簡易的な検査を行う場合等においては十分な非破壊検査となる。
　本発明によれば、検査対象物に対して中性子線を走査状に照射し、各走査位置で検査対象物から得られる回折中性子線を検出し、この検出結果に基づいて検査対象物の走査位置における物質の格子定数を算出する。その結果、コンクリート構造物の内部状態、特に、複数の構成物質中における鉄筋等の特定物質の状態を非破壊検査することが可能である。
　Ａ…コンクリート検査装置（非破壊検査装置）、１…メインステージ（照射部、検出部）、２…中性子線発生部、３…中性子線照射部（照射部）、３ａ…中性子検出器、３ｂ…光照射ガイド部、４…サブステージ（検出部）、５…回折線検出部（検出部）、５ａ～５ｄ…検出器、５ｅ～５ｈ…光検出ガイド部、６…時刻検出部（データ処理部）、７…制御演算部（データ処理部）、Ｓ…コンクリート構造物、ｕ1…中性子線、ｇ1…照射ガイド光、ｕ2…回折中性子線、ｇ2…検出ガイド光

Claims (7)

  1. 　中性子線発生部と、
    　前記中性子線発生部から供給された中性子線を検査対象物に対して走査状に照射する照射部と、
    　中性子線が検査対象物によって回折された回折中性子線を照射部の走査位置に応じて検出する検出部と、
    　前記検出部の検出信号に基づいて、検査対象物の走査位置における物質の格子定数を算出するデータ処理部と
    　を具備する非破壊検査装置。
  2. 　各走査位置における物質の格子定数に基づいて、検査対象物の内部状態を可視化する可視化部をさらに備える請求項１記載の非破壊検査装置。
  3. 　前記照射部は、第１方向に移動自在なメインステージを用いて回折中性子線を走査し、
    　前記検出部は、第１方向に移動自在かつメインステージ上に設置されたサブステージを用いて、前記照射部の走査位置に応じた回折中性子線を検出する請求項１または２記載の非破壊検査装置。
  4. 　メインステージは、第１方向に直交する第２方向にも移動自在に設置される請求項３記載の非破壊検査装置。
  5. 　中性子線の照射方向及び回折中性子線の検出方向をレーザ光で示す光ガイド部を備える請求項１～４のいずれか１項に記載の非破壊検査装置。
  6. 　検査対象物に対して中性子線を走査状に照射する照射工程と、
    　各走査位置で検査対象物から得られる回折中性子線を検出する検出工程と、
    　検出結果に基づいて検査対象物の走査位置における物質の格子定数を算出するデータ処理工程と
    　を有する非破壊検査方法。
  7. 　各走査位置における物質の格子定数に基づいて、検査対象物の内部状態を可視化する可視化工程をさらに有する請求項６記載の非破壊検査方法。
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