提供利用宇宙射线μ介子，检查复合构造物的表层内部的非破坏检查装置和非破坏检查方法。一种非破坏检查装置，利用在行进方向只以给定量的自旋极化并大概在水平方向行进的宇宙射线μ介子（１２），检查复合构造物（１１）的表层内部，该装置包括：检测伴随着在所述复合构造物（１１）的内部静止的所述宇宙射线μ介子（１２）的消减，在与所述宇宙射线μ介子（１２）的照射方向相反方向以特性的时间常数反射放出的阳电子和电子量的阳电子和电子量检测部件（１３）；从通过所述阳电子和电子量检测部件（１３）检测的阳电子和电子量，把在所述复合构造物（１１）的所述表层内部存在的与所述表层的第一物质（１１－１）不同的第二物质（１１－２）的状态以放射线照相进行数据处理并输出的放射线照相处理部件（１４、１５、１６）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及能对构造物不带来任何不良影响的情况下检查例如钢筋混凝土建筑 物那样的复合构造物的内部状态的非破坏检查装置和非破坏检查方法。
技术介绍
例如，作为以建筑物、高架桥或水坝等钢筋混凝土等复合构造物内的内部状态 (钢筋的不织状态等)或者高炉内的铁成分或温度分布等表层内部的状态为检查对象的， 在不带来物理的或化学的不良影响的情况下检查或检测的非破坏检查方法，超声波法、红 外线温度记录法、雷达法和X射线法等一直广泛地为人类所知。可是，这些方法都显著地限 定检查对象，并且在内部状态的析像度和能检测的表层内部的深度上存在界限。因此，本申请的专利技术者们提出了一种非破坏检查方法和装置，该非破坏检查方法 和装置使用粒子加速器，人为地产生μ介子，由该粒子加速器产生的μ介子一方面以给定 的立体角被捕获并进行磁场封闭，同时被输送到钢筋混凝土等检查对象并照射，通过检测 随着照射的正μ介子在钢筋部的能量损失释放的阳电子的量，检测钢筋混凝土内部状态 (例如，参照专利文献1)。专利文献1 特开2008-14816号公报
技术实现思路
可是，专利文献1中记载的专利技术使用大型、高价的粒子加速器产生μ介子，并且以 给定的立体角捕获这种人为产生的正μ介子，进行磁场封闭，同时输送到钢筋混凝土等检 查对象并照射，在现实的可行性方面存在很大的问题。此外，专利文献ι中没有表示其所记 载的阳电子检测部件(塑料闪烁器)的输出信号的数据处理的具体细节，在该现有技术中， 难以现实地处理伴随着μ介子的消减所产生的经分选的阳电子和电子量的检测信号，并 生成所希望得到的的放射线照相信息。在专利文献ι中记载的专利技术中，只把正μ介子作为 μ介子处理，无法得到来自负μ介子的元素分选的信号，因此，在现实中，难以取得复合构 造物内的钢筋的形状和尺寸等具体的用于放射线照相的详细精确的数据。本专利技术是鉴于所述课题而提出的，提供复合构造物的非破坏检查装置，该装置利 用在行进方向只以给定量自旋极化并大致在水平方向行进的宇宙射线μ介子，检查复合 构造物的表层内部，其特征在于，所述装置包括阳电子和电子量检测部件以及放射线照相 数据处理部件，其中，所述阳电子和电子量检测部件检测伴随着在所述复合构造物的内部 静止的所述宇宙射线μ介子的消减，在与所述宇宙射线μ介子的照射方向相反方向以特 性的时间常数反射放出的阳电子和电子量；所述放射线照相数据处理部件根据在所述阳电 子和电子量检测部件中检测的阳电子和电子量，把在所述复合构造物的所述表层内部存在 的与所述表层的第一物质不同的第二物质的状态通过放射线照相进行数据处理并输出。这里，所述宇宙射线μ介子包含正μ介子和负μ介子，所述正μ介子相对于行 进方向大概自旋极化30%。4而且，所述阳电子和电子量检测部件检测伴随着所述宇宙射线μ介子的消减产 生的到达50MeV的衰变电子和阳电子的强度。因此，所述阳电子和电子量检测部件包括第 一检测板和第二检测板，所述第一检测板配置在所述宇宙射线μ介子的照射侧，用于检测 μ介子的位置和路线；所述第二检测板配置在所述第一检测板和所述复合构造物之间，检 测在所述复合构造物内伴随着所述μ介子的消减而产生的阳电子和电子量。而且，其特征在于所述第一检测板的位置分辨率为士2. 50cm，其有感面积是 ImX lm，所述第二检测板的位置分辨率为士 1. 25cm，其有感面积是0. 5mX0. 5m。此外，所述放射线照相数据处理部件包括鉴别部件和数据处理部件，其中，所述鉴 别部件把来自所述阳电子和电子量检测部件的输入信号以给定的基准同步脉冲采样，并从 该采样的输入信号除去噪声成分，只分选μ介子的检测信号；所述数据处理部件处理来自 所述鉴别部件的输出信号，并生成放射线照相信息。 其特征在于所述复合构造物是钢筋混凝土，所述第一物质是混凝土，所述第二物 质是钢筋或钢骨，在该钢筋混凝土中，所述钢筋或钢骨位于离所述混凝土的表层10 20cm 的位置。本专利技术还提供非破坏检查方法，该方法利用在行进方向只以给定量自旋极化并大 致在水平方向行进的宇宙射线μ介子，检查复合构造物的表层内部，所述方法包括(a)以 给定的基准同步脉冲对伴随着在所述复合构造物的内部静止的所述宇宙射线μ介子的消 减，在与所述宇宙射线μ介子的照射方向相反方向以特性的时间常数反射放出的阳电子 和电子量采样的步骤；(b)从该采样的信号除去噪声成分的步骤；(C)从除去所述噪声成分 的信号分选μ介子的检测信号的步骤；(d)处理所述经分选的μ介子的检测信号并生成 放射线照相信息的步骤；通过取得表示第二物质的状态的放射线照相信息，检查所述复合 构造物的内部，所述第二物质与存在于所述复合构造物的所述表层内部的所述表层的第一 物质不同。这里，所述宇宙射线μ介子包含正μ介子和负μ介子，宇宙射线μ介子相对其 行进方向大概自旋极化30%。据此，在本专利技术的非破坏检查装置及其方法中，由于使用宇宙射线μ介子，所以 在任意地点的检查对象物，检测都能进行。此外，由于不需要大型昂贵的粒子加速器和以给 定的立体角捕获由该粒子加速器产生的μ介子并进行磁场封闭，输送照射到检查对象物 的磁场封闭输送部件，所以本专利技术的非破坏检查装置及其方法可以低成本地进行复合构造 物的非破坏检查。在本专利技术中，由于阳电子和电子量检测部件能正确地检测伴随着μ介子(包含正 μ介子和负μ介子)的消减而产生的全部阳电子和电子量，所以本专利技术能够取得复合构造 物内的钢筋的形状和尺寸等具体的用于放射线照相显示的详细精确的数据。特别是能够在 短时间内极精确地测定存在于整体厚度在Im以上，包层厚度为10 20cm的钢筋混凝土建 筑物表层内部的钢筋的形状和尺寸等的腐蚀等的具体信息。附图说明图1表示本专利技术的复合构造物的非破坏检查装置的整体结构的概要。图2表示在本专利技术中使用的μ SR法的原理图。这里，图2的左图表示由于介子衰变而产生自旋极化的μ介子的图样，图2的右图表示自旋极化的μ介子空间非对称地产 生阳电子的图样。图3表示μ SR测定装置的概念图(上图)，以及作为被观测的μ SR信号和微观磁 场所对应的代表例的外部磁场为零的情形(下图)。图4表示使宇宙射线μ介子在钢筋混凝土中停止，测定放出的阳电子的强度，并 通过μ SR法调查钢筋的存在状态。图5表示负μ介子被原子核吸收和自由衰变的概率随原子核的电荷Z变化的图样。 图6表示宇宙射线μ介子产生的反射信号，与在混凝土中相比，在铁中停止的时 候，阳电子和电子的强度的总和减少17%。图7是表示天顶角70度的宇宙射线μ介子的强度的曲线图。图8说明构成本专利技术的阳电子和电子量检测装置。图9表示ROM电路(图1中的符号15)的框图(上图)和装置整体相片(下图)。图10表示宇宙射线μ介子透过碳(火山体、岩石等地壳等)的图样。图11表示宇宙射线μ介子透过型放射线照相测定装置和使用该装置观测火山体 山顶的透过像的图样及其测定结果。图12表示运转中的高炉的实验的测定状况、F/B比的原始数据、得到的密度分布。符号的说明11-复合构造物(钢筋混凝土)； 12-宇宙射线μ介子；13-阳电子和电子量检测 装置；14-鉴别器；15-处理来自鉴别器14的输出信号的ROM电路；16-数据处理装置(个 人电脑)。具体实施例方式以下，说明本专利技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复合构造物的非破坏检查装置，利用在行进方向只以给定量自旋极化并通常在水平方向行进的宇宙射线μ介子，检查复合构造物的表层内部，其特征在于，该装置包括阳电子和电子量检测部件以及放射线照相数据处理部件，其中：所述阳电子和电子量检测部件检测伴随着在所述复合构造物的内部静止的所述宇宙射线μ介子的消减，在与所述宇宙射线μ介子的照射方向相反方向以特性的时间常数反射放出的阳电子和电子量；所述放射线照相数据处理部件根据在所述阳电子和电子量检测部件中检测的阳电子和电子量，将在所述复合构造物的所述表层内部存在的与所述表层的第一物质不同的第二物质的状态通过放射线照相进行数据处理并输出。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：永岭谦忠，
申请(专利权)人：高能加速器研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。