(57)【要約】      （修正有）【課題】ストリーミング等による反射線防護上の問題を回避した上で、単位時間あたりの検知数（スループット）が高く、装置重量が軽い、中性子法を用いた爆発物検知装置を提供することを目的とする。【解決手段】搬送装置とそれを用いた爆発物検知装置において、移動部分と固定部分を備えた搬送装置を有し、移動部分の一部またはすべてが固定部分と密着あるいは離れることによって、移動部分と固定部分で構成される空間を一つまたは複数の閉空間及び開空間として形成させる装置を提供する。【選択図】図３ａ
2005337764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と共に回転する回転床、該回転床を複数に仕切る仕切り部からなり、その仕切られた回転床に搬送物が載置される移動部分と、該移動部分に隣接して設置され、該移動部分の前記仕切り部で仕切られた部分の１つと密着して閉空間を形成する固定部分と、前記閉空間内にある搬送物の危険物を検知する手段を備えていることを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
前記回転床は円形状を成し、かつ、仕切り部は前記円形状の回転床の中心にある回転軸から複数放射状に延びる回転扉から成ることを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
【請求項３】
前記搬送物の危険物を検知する手段は、中性子発生装置であることを特徴とする請求項１又は２記載の搬送装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の搬送装置と、該搬送装置の閉空間が位置する部分に設置され、中性子を発生する中性子発生装置と、該中性子発生装置によって発生する荷電粒子を検出する荷電粒子検出器と、前記中性子発生装置で発生した中性子を照射した際に搬送物から発生するγ検出器と、取得した荷電粒子及びγ線の信号に基づいて作成される搬送物内の構成元素分布についての情報を出力する手段とを備えていることを特徴とする危険物検知装置。
【請求項５】
前記中性子発生装置は核融合反応を用いて中性子を反応させることを特徴とする請求項４に記載の危険物検知装置。
【請求項６】
前記搬送物の形状に応じて該回転床に設けた搬送物設置台の角度を調整することを特徴とする請求項１又は４に記載の危険物検知装置。
【請求項７】
前記移動部分と固定部分の少なくとも一部に、水，ポリエチレン，ボロン入りポリエチレン，コンクリート，水素化リチウム及びフッ化リチウム等の中性子遮蔽材を用いていることを特徴とする請求項１又は４に記載の危険物検知装置。
【請求項８】
前記移動部分と固定部分の少なくとも一部にγ線遮蔽材を用いていることを特徴とする請求項４に記載の危険物検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は搬送装置及びそれを用いた危険物検知装置に係り、例えば空港における荷物検査で荷物に爆発物や禁制薬物が混入されていないかを検知するものに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
爆発物及び禁制薬物を検知する従来技術としては、検査対象物内部の密度や形状を測定することで爆発物及び禁制薬物を同定するＸ線ＣＴ法や、検査対象物からの爆発物及び禁制薬物蒸気の検出により爆発物及び禁制薬物を同定する化学的検出法、あるいは検査対象物の元素成分分布を測定することで爆発物及び禁制薬物を同定する中性子法などが知られている。ここで、爆発物及び禁制薬物は、その構成元素(例えば、炭素，酸素，窒素など)の元素含有量が、他の物質と差別化できるので、このような元素の含有量を測定できる中性子法は爆発物及び禁制薬物の検知に有効な手段である。
【０００３】
Ｘ線ＣＴ法は、形状や密度分布から爆発物を比較的詳細に分類できるという利点を有するが、例えばプラスチック爆発物のようにカモフラージュ用物質と組み合わせて成型された爆発物及び禁制薬物の検知は困難である。また、化学的検出法は爆発物及び禁制薬物の蒸気を検出する必要がある。したがって、密封された容器に収納されて蒸気を外部に放出しないようになっている爆発物の検知は困難である。中性子法はこのように有効な手段ではあるが、中性子法を用いた爆発物及び禁制薬物検知装置においては、中性子のストリーミング等による放射線防護上の問題があり使用することが困難であった。また、放射線防護上の問題がなくなるように、前記ストリーミング等を防ぐためには、移動部分を曲線的または迷路状にするなどの必要があり、搬送装置を含めた装置全体が大きくなり、装置重量も増加するという問題があった。ストリーミング等による放射線防護上の問題を回避する方法としては、移動部分に開閉扉を設けて中性子線が発生している時間は扉を開けて移動部分を移動させ、搬送物を搬送する方法としては特開平１−９２６４８号公報が知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１−９２６４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術（特開平１−９２６４８号公報）では、遮蔽を兼ねた扉自身の重量が重いため扉の開閉に時間を要することと、扉を開けて中性子線の発生を停止した時のみ搬送物を搬送した場合、実質的に搬送時間が多くかかってしまい、危険物検査のスループットが低下してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、ストリーミング等による放射線防護上の問題を回避した上で、単位時間あたりの検知数（スループット）が高く、装置重量が軽い、中性子法を用いた搬送装置及びそれを用いた危険物検知装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の目的を達成するために、回転軸と共に回転する回転床、該回転床を複数に仕切る仕切り部からなり、その仕切られた回転床に搬送物が載置される移動部分と、該移動部分に隣接して設置され、該移動部分の前記仕切り部で仕切られた部分の１つと密着して閉空間を形成する固定部分とからなり、前記閉空間内にある搬送物の危険物を検知する手段を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ストリーミング等による放射線防護上の問題を回避した上で、単位時間当たりの検知数（スループット）が高く、装置重量が軽い、中性子法を用いた爆発物検知装置を供給できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施の形態を説明するために、本発明が適用される爆発物検知装置の概略構造を図１を用いて説明する。尚、図１に示す基本構造は、爆発物の他に禁制薬物検知にも使用できる。
【００１０】
図１に示す如く爆発物検知装置１は、コンベア等からなる搬入装置２ａで搬送される搬送物（検査対象物）３，該搬送物３を搬出する搬出装置２ｂ，検査空間５，トリチウムと重水素の核融合反応を用いて高速中性子（以下、単に中性子と呼ぶ）とα線検出器７ａ，中性子と物質との核反応により発生するγ線を検出するγ線検出器１２ａ，搬送物３が検査空間５内に設置してあることを監視する検査対象物監視装置１３，開空間４，検査空間５が開または閉空間になっていることを検知する開または閉空間検知装置１４，開空間４，検査空間５が開または閉空間になっていることを検知する開及び閉空間検知装置１４及び検査空間５の外部の中性子束を測定する中性子検出器１５ａを有する。検査対象物監視装置１３からの信号は、中性子発生制御装置６ｂに接続されており、搬送物(検査対象物)３が検査空間５内に存在する場合のみ、中性子を発生させる働きをする。開及び閉空間検知装置１４は、検査空間５が閉空間であるか開空間であるか検知する装置であり、開及び閉空間検知装置１４からの信号は、中性子発生制御装置６ｂに接続しており、検査空間５が閉空間を形成した場合のみ中性子を発生させる働きをする。開及び閉空間検知装置１４は、検査空間５が閉空間であるか開空間であるか検知する装置であり、開及び閉空間検知装置１４からの信号は、中性子発生制御装置６ｂに接続しており、中性子検出器１５ａにおいて一定の大きさ以上の中性子束を検出した場合、中性子発生を止める働きをする。α線検出器７ａからの信号はα線検出回路７ｂを通して同時計数信号処理装置１６に送る。トリチウムと重水素の核融合反応で発生する中性子とα線は、ほぼ１８０°方向に発生する。また、中性子のエネルギーが１４ＭｅＶ、α線のエネルギーが３.５ＭｅＶ と決まっていることから中性子とα線の速度が一定であることと、γ線の速さが中性子及びα線の速さと比較して十分早いことから、中性子発生点９と２次元上に設置したα線検出器７ａの位置を固定しておけば、α線検出時刻とγ線検出時刻を固定することができる。γ線のエネルギーを測定することで、元素の種類と位置を固定することができる。同時計数信号処理装置１６では、α線検出回路７ｂ及びγ線検出回路１２ｂからの信号から、同じ核融合反応によって生じたα線と中性子に起因しているα線とγ線の信号であるとの判別を行い、データ収集・解析装置１７において、α線検出時刻，γ線検出時刻及びγ線エネルギーの値をもとに元素の３次元分布を導出し、爆発物の元素構成データと比較することで、爆発物の位置及び量を同定する。また、出力装置１８によって、同定結果を表示する。
【００１１】
本実施形態における爆発物検知装置の構成の他の一例について図２に示す。図１との違いは、中性子発生装置６ａにおける中性子発生反応に、重水素と重水素との核融合反応を用いたことである。重水素と重水素との核融合反応によって、２.５ＭｅＶ のエネルギーをもつ中性子を発生する。発生した中性子を中性子減速材１９によってエネルギーの低い熱中性子に変換し、この熱中性子検査対象物３に照射する。熱中性子が物質中に捕獲された時に放出するγ線を、γ線検出器１２ａによって測定する。放出するγ線のエネルギーは、元素によって特有の値を持つことから、γ線のエネルギーを測定することで元素の同定ができる。この装置では、元素の３次元分布を測定することが困難であるため、検査対象物３全体または一部分の元素量を測定することになる。したがって、爆発物検知精度は高速中性子を用いた方法と比較して低下するが、発生する中性子がエネルギーの低い中性子であることから、装置遮蔽に用いる遮蔽壁の厚さが高速中性子を用いる装置と比較して薄くすることができ、装置全体の重量が軽くなるという利点がある。
【００１２】
図３ａ及び図３ｂに本発明の実施形態における爆発物検知装置の搬送部分の一例を示す。搬送部分は、コンベア等からなる搬入装置２ａ，搬出装置２ｂ，複数枚の扉で構成される搬送装置回転扉２０，搬送装置回転軸２１,搬送装置固定壁２２,搬送装置回転床２３ａ及び搬送装置回転天井２３ｂを有する。搬入装置２ａから、複数の搬送装置回転扉２０と搬送装置回転床２３ａ及び搬送装置回転天井２３ｂで構成される開空間４に、検査対象物３を搬入する。開空間４に搬入した検査対象物３は、搬送装置回転軸２１を中心に回転する搬送装置回転扉２０と搬送装置回転床２３ａ及び搬送装置回転天井２３ｂで構成される開空間内に設置し、回転が進むにつれて、搬送装置回転扉２０と搬送装置回転床２３ａ及び搬送装置回転天井２３ｂと、搬送装置固定扉２２が密着することによって、検査空間５が閉空間を形成する。搬送装置回転扉２０と搬送装置回転床２３ａ及び搬送装置回転天井２３ｂ及び搬送装置固定壁２２は、中性子及びγ線の遮蔽壁としての性能を有しており、形成した閉空間は、中性子及びγ線の遮蔽空間になっている。中性子遮蔽壁としては、水，ポリエチレン，ボロン入りポリエチレン，コンクリート，水素化リチウム及びフッ素化リチウム等が好ましい。γ線遮蔽材としては、鉄，ステンレス，鉛及びチタン等が好ましい。このように、搬送装置回転扉２０と搬送装置回転床２３ａ及び搬送装置回転天井23ｂと搬送装置固定壁２２が遮蔽空間を形成したときに、中性子発生装置６ａから中性子を発生する。
【００１３】
検査対象物３の構成元素と中性子が核反応を起こして発生するγ線を遮蔽空間内に設置したγ線検出器１２ａで検出する。搬送装置回転扉２０と搬送装置回転床２３ａ及び搬送装置回転天井２３ｂと搬送装置固定壁２２が遮蔽空間を形成したことの検知は、閉空間外に設置した開及び閉空間検知装置１４で検知し、閉空間を形成したときのみ、中性子を発生させる。また、閉空間外には、中性子検出器１５ａも設置し、一定の大きさ以上の中性子束を検出した場合、中性子発生を止める働きをする。回転が進むにつれて、搬送装置回転扉２０と搬送装置回転床２３ａ及び搬送装置回転天井２３ｂと、搬送装置回転壁２２が離れることによって、検査対象物３を設置した空間が開空間を形成し、開空間を形成したときに検査対象物３を搬出する。このように、搬送装置回転扉２０と搬送装置回転床23ａと搬送装置回転天井２３ｂ及び搬送装置固定壁２２が形成する空間を、連続的に開空間及び閉空間とし、閉空間を形成する時に中性子を照射して検査を行い、開空間を形成する時に検査対象物３の搬入搬出を行うことで、ストリーミング等における放射線防護上の問題を回避した上で、単位時間当たりの検知数（スループット）が高く、装置重量が軽い、中性子法を用いた爆発物検知装置を提供できる。
【００１４】
図４に本発明の実施の形態における爆発物検知装置の搬送部分の他の実施例を示す。搬入方向と搬出方向を一直線状にすることで、他の爆発物検知装置との組み合わせがし易くなった。
【００１５】
図５に本発明の実施の形態における爆発物検知装置の搬送部分の他の実施例を示す。搬送装置回転扉２０の枚数を増やすことで、一定の回転速度で回転させた場合、単位時間当たりの検知数（スループット）を向上させることができる。
【００１６】
図６に放射線実効線量分布を計算した結果を示す。装置構成材料として、ボロン入りポリエチレン及びステンレスを用いた場合、大型Ｘ線ＣＴ装置と同程度の重量(１０ｔ以下)及び大きさで、装置表面の実効線量が０.６μＳｖ／ｈ 以下と放射線防護上問題がないことを確認した。
【００１７】
図７ａ〜図７ｃに、本発明の実施の形態における開及び閉空間検知装置１４の一実施例を示す。搬送装置回転軸２１を中心に回転する搬送装置回転扉２０の回転にともなって、搬送装置回転扉２０と開及び閉空間検知器１４ａが接触する。開及び閉空間検知装置１４は、接触したという信号をもとに閉空間であることを判断する。その後、搬送装置回転軸２１を中心に回転する搬送装置回転扉２０のさらなる回転にともなって、搬送装置回転扉２０によって開及び閉空間検知器１４ａが押され、開及び閉空間検知器支持用軸１４ｃを中心に回転する。開及び閉空間検知器１４ａは、バネ等で搬送装置回転扉２２に押さえつけられるようにしている。搬送装置回転軸２１を中心に回転する搬送装置回転扉２０のさらなる回転にともなって、搬送装置回転扉２０と開及び閉空間検知装置１４ａが離れ、離れたという信号をもとに開空間であることを判断する。
【００１８】
図８ａ〜図８ｈに、本発明の実施の形態における搬送物の搬送方法の一実施例を示す。コンベア等からなる搬入装置２ａから検査対象物３を押し出すことで、検査対象物３を設置する。検査対象物搬入用台２６から、検査対象設置台２４上に検査対象物設置台２４を検査対象物設置台用固定台２７に設置する。検査対象物搬入用台２６は回転可能な構造となっており、検査対象物３の形状に応じて、効率良く中性子が照射できる角度に、検査対象物３が設置してある検査対象物設置台２４の検査対象物設置台用固定台２７に対する角度を設定できる。検査が終わった検査対象物３は、検査対象物設置台２４に取り付けてあるフックを引っ張ることによって検査対象物設置台２４とともに引き出し、検査対象物搬出台２５に設置する。検査対象物搬出台２５上の検査対象物設置台２４上の検査対象物３をコンベア等からなる搬出装置２ｂに押し出すことで搬出する。検査対象物３を押し出した後、上部に何も設置していない状態の検査対象物設置台２４を、検査対象物設置台移動装置２８によって、搬入装置２ａの前面に設置してある検査対象物搬入台２６に移動して固定する。上記の手順を連続的に繰り返すことで、連続的に検査対象物３の搬入及び搬出を行う。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の爆発物検知装置のシステムのフロー図。
【図２】本発明の他の爆発物検知装置のシステムのフロー図。
【図３ａ】本発明の搬送装置を用いた爆発物検知装置の概略図。
【図３ｂ】本発明の搬送装置を用いた爆発物検知装置の概略図。
【図４】本発明の搬送装置を用いた爆発物検知装置の搬送部分構造の断面図。
【図５】本発明の搬送装置を用いた爆発物検知装置の搬送部分構造の正面図。
【図６】本発明の搬送装置を用いた爆発物検知装置の搬送部分構造の断面図。
【図７】本発明の搬送装置を用いた爆発物検知装置の閉空間検知図。
【図８】本発明の搬送装置を用いた爆発物検知装置の搬送のシーケンス。
【符号の説明】
【００２０】
１…爆発物検知装置、２ａ…搬入装置、２ｂ…搬出装置、３…検査対象物、４…開空間、５…検査空間、６ａ…中性子発生装置、６ｂ…中性子発生制御装置、７ａ…α線検出器、７ｂ…α線検出回路、８…α線、９…中性子発生点、１０ａ…高速中性子、１０ｂ…熱中性子、１１…γ線、１２ａ…γ線検出器、１２ｂ…γ線検出回路、１３…検査対象物監視装置、１４…開及び閉空間検知装置。
【図１】
2005337764.tif 000003
【図２】
2005337764.tif 000004
【図３ａ】
2005337764.tif 000005
【図３ｂ】
2005337764.tif 000006
【図４】
2005337764.tif 000007
【図５】
2005337764.tif 000008
【図６】
2005337764.tif 000009
【図７】
2005337764.tif 000010
【図８】
2005337764.tif 000011