NDT フラッシュ Vol.67 No.10

ＲＴレベル１1/4

一般・専門試験のポイントといい，そのスペクトルは［Ｂ］である。また，原子核壊変によって発生する電磁波を［Ｃ］といい，そのスペ最近出題された一般試験と専門試験の問題のうち，正クトルは［Ｄ］である。

答率の低かった問題と類似した例題により各試験のポイントを解説する。問 1 から問 4 は一般試験の問題と，問［解答群］

5 は専門試験の問題と類似した例題である。

［Ａ］（ａ）特性 X 線（ｃ）連続スペクトル

なお，過去の試験問題に基づいた同様のポイントを解説した NDT フラッシュが日本非破壊検査協会のホーム［Ｂ］（ａ）特性 X 線（ｃ）連続スペクトルページで公開されている。

［Ｃ］（ａ）特性 X 線
問 1（ｃ）連続スペクトル

次の文は，放射線に関する単位について述べたものである。正しいものを一つ選び，記号で答えよ。

［Ｄ］（ａ）特性 X 線（ｃ）連続スペクトル（ａ）線量当量の単位は，エレクトロンボルト（eV）で（ｂ）γ線（ｄ）線スペクトル（ｂ）γ線（ｄ）線スペクトル（ｂ）γ線（ｄ）線スペクトル（ｂ）γ線（ｄ）線スペクトル表わす。
（ｂ） 線量当量の単位は，クーロン毎キログラム（C/kg）

正答［Ａ］（ａ），［Ｂ］（ｄ），［Ｃ］（ｂ），［Ｄ］（ｄ）
ターゲット原子の軌道電子のエネルギは内側で低く外で表わす。
（ｃ）線量当量の単位は，グレイ（Gy）で表わす。

側で高い。通常は，原子番号に等しい数の電子が内側の（ｄ）線量当量の単位は，シーベルト（Sv）で表わす。

軌道から順々に決められた数だけ詰まっている。この状態の中で原子のエネルギが一番低い状態を基底状態という。基底状態の原子の軌道電子が外からエネルギを得る

正答（ｄ）
放射線に関する主な単位を表に示す。と高いエネルギの軌道にジャンプする。この現象を原子したがって，正答は（ｄ）である。

が励起するという。励起した電子は直ちに基底状態になる。このとき，軌道間のエネルギの差が電磁波として放表用語

放射能

照射線量

吸収線量

線量当量

エネルギ

問 2

放射線に関する主な単位

単 位
ベクレル
（Bq）

説 明
放射性物質が 1 秒間あたりに壊変する原子の個数
1 C/kg は，1 kg の空気中にクーロン毎放射線を照射したとき，電キログラム離作用で 1 C の電荷を生じ（C/kg）
る線量
1 Gy は，物質 1 kg あたり 1グレイ（Gy） J のエネルギを吸収したときの吸収量生体に与える影響（生物学シーベルト的効果比率）を考慮した吸（Sv）
収線量
エ レ ク ト ロ 電荷（e）をもつ粒子を 1 Vの電圧で加速したとき，粒ンボルト子の得る運動エネルギ（eV）

次の文は，電磁波とスペクトルについて述べたものである。
［Ａ］から［Ｄ］に入れる適切な語句を解答群からそれぞれ一つ選び，記号で答えよ。
管電圧によって加速された熱電子により，ターゲットの原子が励起されることによって発生する電磁波を［Ａ］出される。放出される電磁波は，線スペクトルで，ターゲット原子固有の値を持ち，特性 X 線と呼ばれる。
なお，管電圧によって加速された熱電子がターゲットに衝突し，そのエネルギを全て失う。大部分は熱となるが，その一部は，上述の特性 X 線または制動 X 線による電磁波として外部に放出される。制動 X 線は，熱電子の減速が一様ではなく，連続スペクトルを持つ。
また，原子核壊変によって原子核から発生する電磁波をγ線といい，そのスペクトルは線スペクトルである。
60Co の原子核壊変では，1.17 MeV と 1.33 MeV の線スペクトルを持つγ線が放出される。
したがって，［Ａ］の正答は（ａ），［Ｂ］の正答は（ｄ），［Ｃ］の正答は（ｂ），［Ｄ］の正答は（ｄ）である。
問3

次の文は，X 線の発生について述べたものである。

［Ｅ］及び［Ｆ］に入れる適切な語句を解答群からそれぞれ一つ選び，記号で答えよ。
X 線は，X 線管の陰極から放出された［Ｅ］が高電圧で加速され，［Ｆ］の表面に衝突する際に発生する。

NDT フラッシュ Vol.67 No.102/4ン散乱という。このとき，X 線のエネルギに変化がなく，［解答群］［Ｅ］（ａ）陽極（ｃ）フィラメント［Ｆ］（ａ）陽極（ｃ）フィラメント（ｂ）陰極

その進行方向が変わる弾性散乱となる。

（ｄ）熱電子

X 線光子が自由電子と衝突すると，自由電子にエネル（ｂ）陰極ギを与えて物質の外に飛び出させ，X 線光子はエネルギ（ｄ）熱電子の一部を失い，その進行方向が変わり非弾性散乱される。
この現象をコンプトン散乱という。コンプトン散乱され正答［Ｅ］（ｄ），［Ｆ］（ａ）
X 線管のタングステンフィラメント（陰極）を加熱し，フィラメント（陰極）から放出された熱電子は，高電圧

た X 線のエネルギは，コンプトン散乱する前のエネルギより低くなることは，波長が長くなるとも表すことができる。

により加速され，タングステンターゲット（陽極）に衝

1.02 MeV 以上のエネルギを有する X 線光子は，原子突する。その際に，熱電子の運動エネルギの一部が X 線核の近くを通過する際に消滅し，代わりに 1 対の陰陽電として発生する。このときの，タングステンターゲット子が生成する。この現象を電子対生成という。陰電子と（陽極）に到達した熱電子流を管電流，両極に加えられ陽電子は等しい静止質量を持ち，それぞれの電荷は－eた高電圧を管電圧という。発生する X 線の線量は，管電と＋e である。X 線光子のエネルギの一部が陰陽電子の流に比例し，管電圧が高まるにつれて増大する。また，静止質量の和に相当するエネルギ（1.02 MeV）に変わり，発生する X 線の透過力は，管電圧が高くなるほど大きい。

残りのエネルギは陰陽電子の運動エネルギに変わる。

したがって，［Ｅ］の正答は（ｄ），［Ｆ］の正答は（ａ）

したがって，正答は（ｃ）である。

である。
問5
問4

次の文は，X線と物質の相互作用について述べたも次の文中の［Ｇ］及び［Ｈ］に入れる適切な語句を解答群からそれぞれ一つ選び，記号で答えよ。のである。正しいものを一つ選び，記号で答えよ。

鋼溶接継手の透過写真を撮影したところ，［Ｇ］でき（ａ）光電効果とは，X線光子が原子の軌道電子に一部ずの像以外の部分において写真濃度は，1.35以上3.43以のエネルギを与えて，自らは一部のエネルギを失下であった。JIS Z 3104 : 1995「鋼溶接継手の放射線透過い方向を変える現象である。

試験方法」のB級の像質における透過写真の必要条件の（ｂ）トムソン散乱により，X線が非弾性散乱される。

濃度範囲を満足して［Ｈ］。

（ｃ）コンプトン散乱とは，X線光子が原子の軌道電子と衝突してこれを原子の外に飛び出させ，自らは［解答群］運動の向きを変える現象であり，散乱するX線の［Ｇ］（ａ）試験部

波長は入射X線の波長より長くなる。
（ｄ）電子対生成とは，X線光子が原子核の影響を受け（ｃ）透過度計［Ｈ］（ａ）いる（ｂ）溶接部（ｄ）階調計（ｂ）いない一対の陰電子と陽電子になる現象であり，エネル（ｃ）いるともいないとも言えない

ギが500 KeVのX線でも起こる。

（ｄ）いるかどうか分からない

正答（ｃ）

正答［Ｇ］（ａ），［Ｈ］（ｂ）

X 線は，物質との相互作用によって進行方向は変化し，

JIS Z 3104 : 1995 の透過写真の濃度は，試験部のきずのエネルギを失う。X 線と物質の主な相互作用としては，像以外の部分の写真濃度について測定し，濃度範囲につ光電効果，トムソン散乱，コンプトン散乱及び電子対生いて，A 級では 1.3 以上 4.0 以下を，B 級では 1.8 以上 4.0

成がある。

以下を満足しなければならない。試験部は，試験対象とX 線光子が原子の軌道電子に衝突し，軌道電子を原子の外に放出させる。その結果，X 線光子エネルギをすべて失い X 線は消滅する。この現象を光電効果という。
X 線が自由状態の核外の電子に吸収され，その電子を共鳴振動させ，再び電子が X 線を放出する現象をトムソなる溶接金属及び熱影響部を含んだ部分である。
したがって，［Ｇ］の正答は（ａ），［Ｈ］の正答は（ｂ）である。

NDT フラッシュ Vol.67 No.10 3/4

ＥＴレベル２

ωL0 で割り算することにより行われる。

一般・専門試験問題のポイント（ｂ）正規化されたインピーダンス平面図では，縦軸はJIS Z 2305：2013 非破壊試験－技術者の資格及び認証

正規化抵抗，横軸は正規化リアクタンスで表わさ－に基づく ET レベル 2 の新規一次試験は主にテキストれる。

である『渦電流探傷試験Ⅱ』から出題される。試験の結（ｃ）正規化を行うことにより導体の導電率，充填率及果を見ると受験者の理解不足や誤解によると思われる正び周波数によるインピーダンス変化の検討が困難

答率の低い問題が見受けられる。本稿では，最近行われになる。

た試験のうち正答率の低かった問題に類似した例題によ（ｄ）インピーダンスを正規化すると，コイルのインピり解答のポイントを解説する。

問１ーダンスの絶対的な値が分かる。

次の式は，円形コイルに電流を流したときの磁界正答（ａ）の強さについて示したものである。正しいものを一つ選σ, fび記号で答えよ。ただし，コイルの半径は r (ｍ)，巻き数は 1 巻きとし， I (Ａ)の電流を流したときの，円形コイルの中心における磁界の強さ H (Ａ/ｍ)とする。
（ａ）H =（ｂ）H =（ｃ）H =（ｄ）H =正答

b3b：導体の半径b1 ＞ b 2 ＞ b 3b2b1（ｄ）
図2

正規化インピーダンスの例

電流 I
図 2 は非磁性材料を挿入した貫通コイルの正規化インピーダンスの例を示したものである。正規化することにIdℓより，試験体の変化や，結合度の変化による感度の変化rなどを，異なる周波数の間において比較することができる。図の横軸（実数部）は正規化抵抗を，縦軸（虚数部）は正規化リアクタンスを表しており，（ｂ）は不正解である。また，正規化を行うことにより導体の導電率 σ や，半径 r の円形電流中心の磁界導体の径違いによる充填率 η 及び周波数 f によるインピ

図 1 に示すとおり，半径 r の円形コイルに電流 I を流ーダンス変化の検討ができ，（ｃ）は不正解である。正規したときにコイルの中心 O に発生する磁界は，次式で示化を行うことによりコイルのインピーダンス変化は分かされる。このとき，半径 r の長さは一定で，素片電流 Idるが，絶対的な値は分からず，（ｄ）は不正解である。しℓ と半径 r のなす角は円周上の任意の位置において常たがって，正答は（ａ）となる。

これをビオ・サバールの法則という。

問3

図1に π / 2 であるから， sin θ は円周上どこでも 1 であり，H ＝＝次の値は，フィルタの遮断周波数を決めるときの，入力信号に対する出力信号の減衰値を示したものである。
正しいものを一つ選び記号で答えよ。

したがって，正答は（ｄ）となる。

（ａ）1 dB

問2正答

次の文は，正規化インピーダンスについて述べたものである。正しいものを一つ選び記号で答えよ。
（ａ）正規化とは試験コイルの抵抗成分とリアクタンス成分の双方を，導体がない場合のリアクタンス（ｂ）2 dB（ｃ）3 dB（ｄ）4 dB（ｃ）

フィルタの特性を示すパラメータとして，遮断周波数と減衰特性がある。このうち，遮断周波数 fc は通過帯域に対し出力信号が1/√2（約 0.707 倍），すなわち 3 dB 減

NDT フラッシュ Vol.67 No.10 4/4衰する周波数である。JIS Z 2316-2 : 2014「渦電流試験 第（ｄ）銅ニッケルの合金（ニッケル 30%以上）

2 部：渦電流試験器の特性及び検証」では 3 dB 帯域幅と定義されている。したがって，正答は（ｃ）となる。

正答

（ｄ）

(ａ)のオーステナイト系ステンレス鋼や(ｃ)のインコ
問 4丸棒鋼においてきずによるインピーダンス変化がネルは比透磁率 µr≒1 であり非磁性金属とし扱ってよい。

最大となる周波数を選定するときの指標として f /fc があ

また，(ｂ)を正答と考える者が多いが，1000℃の鋼管はる。次の値は，丸棒鋼の渦電流探傷試験に最適な f /fc のキュリー温度(磁気変態点)以上であり，磁気的性質は非範囲を示したものである。正しいものを一つ選び記号で磁性となる。これらの試験体に対し渦電流探傷試験を行答えよ。ただし，f ：試験周波数，fc ：特性周波数とすう場合は，磁気飽和を用いる必要はない。

る。

(ｄ)の銅ニッケル合金は白銅とも言われ，耐食性，特（ａ） 5 ～ 15（ｂ）15 ～ 50に耐海水性に優れた金属で，比較的高温の使用にも適し（ｃ）50 ～ 75（ｄ）75 ～ 150ており熱交換器の伝熱管に使用されている。ただし，ニッケルの含有量が多いと磁性を帯びてくるために，渦電正答（ｃ）流探傷試験を行う場合は磁気飽和をする必要がある。したがって，正答は（ｄ）となる。
割れ深さ(直径の％)問 6

上置プローブを用いた渦電流探傷試験において，部材の表面に生じる疲労割れを検査する場合の試験周波数の選定について，次の中から正しいものを一つ選び記号で答えよ。
（ａ）試験周波数は試験体の材質に関係なく決める。
（ｂ）検査面上での走査ノイズを小さくすることを考慮して決める。
（ｃ）使用するプローブのコイル形状および寸法により決める。
（ｄ）チタン合金に対しては 1 ＭHz～6 ＭHz の範囲の図3中から決める。

割れによるインピーダンス変化と試験周波数

図 3 は丸棒鋼に加工した割れ（溝）による検出コイル

正答（ｄ）のインピーダンス変化の絶対値を ωL0 で基準化して f /fc

試験周波数の選定にあたって考慮すべき事項は，渦電で示したものである。比較的に深い割れに対して f /fc＝流の表皮深さときず，その他の因子によるインピーダン15，浅いきずに対しては f /fc＝50 近くできずによるインス特性 である。検査面上の走査ノイズを低減させるにはピーダンス変化は最大となる。
「 きずによるインピーダンプローブ冶具が必要となり，（ｂ）は不正解である。探傷ス変化が最大となる周波数」の観点から試験周波数を選器とのインピーダンスの整合性によりコイルの形状や寸定すると，f /fc＝15～50 となる。したがって，正答は（ｃ）法が決まり，（ｃ）は不正解である。試験体の材質（導電となる。

率，透磁率）により渦電流の表皮深さは異なり，（ａ）は不正解である。チタン合金やオーステナイト鋼など導電

問 5次の材質のうち，貫通プローブを適用する渦電流探傷試験において，磁気飽和が必要なものはどれか。正率の低いものは，一般に 1 MHz～6 MHz の周波数が用いられる。したがって，正答は（ｄ）となる。

しいものを一つ選び記号で答えよ。
（ａ）オーステナイト系ステンレス鋼

レベル 2 の一次試験には，同一問題が繰り返し出題さ（ｂ）鋼管（1000℃）

れており，受験者は本稿に限らず過去の NDT フラッシ（ｃ）インコネル

ュを必ず精読しておく必要がある。