(57)【要約】  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。
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【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特開２００１−０４１９０８号公報
【特許文献２】日本国特開２００７−３３３６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。【０００７】
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。【０００８】
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。【０００９】
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。【００１０】
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。【００１１】
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。【００１２】
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。
【発明の効果】
【００１３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
【数１】
2011108709.tif 000003
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
（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。
【００５３】
（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。
【００５４】
（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。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
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。
【符号の説明】
【００５６】
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
【図１】
2011108709.tif 000004
【図２】
2011108709.tif 000005
【図３】
2011108709.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成24年10月29日(2012.10.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項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、を具備し、
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非破壊検査装置。
【請求項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。
【請求項３】
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１または２記載の非破壊検査装置。
【請求項４】
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１〜３のいずれか１項に記載の非破壊検査装置。
【国際調査報告】
2011108709.tif 000007
2011108709.tif 000008
2011108709.tif 000009
2011108709.tif 000010
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2011108709.tif 000012
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