可搬型X線非破壊試験装置用の 小型電子加速器 （広島大‐トムスク工大共同研究） 遠藤一太 （広島大学先端物質科学研究科） Dec. 21, 2004 高透視力X線検査装置 素 分粒 野子 等・ の高 実エ 験ネ 技ル 術ギ のー 進物 歩理 学 •大型建造物等の非破壊検査用、 •高透過力、 •持ち運びが容易、操作・評価が簡単 応用 次世代型大型加速器実験 ニュートリノ実験 等 高透視力X線検査装置 トムスク工大 と共同開発 トムスク工科大学（TPU） トムスク工科大学 No.10ビルディング トムスク市 1604年 帝政ロシアのシベリア開発拠点として設立 大学が6～7つある学術都市 人口：60万人程度 気温：-40℃～30℃ トムスク工科大学 学生数は約12,000人（パートタイムも合わせると約23,000人） 原子核物理、重化学工業、地質学、電気通信、外国語、社会科学教育など 広島大学とトムスク工科大学の歴史 1998年6月 大学間協定締結。 2000年2月 広大-TPUの小型加速器の開発とその応用に関する共同 研究開始。 2001年1月 第一回「小型電子加速器とその応用」研究会開催（広島大 学VBLにて）。展示用にベータトロンをTPUから借りた。 2001年5月～7月 大西（当時、院生）がTPUへ留学。 2001年12月 小型X線発生装置の部品を購入。広大に到着。（“オビ”） 2002年8月 試作機の製造を開始。 2004年3月 試作機1号機完成。広大に到着。（すぐ故障、6月にTPUへ） 2004年11月 修理後、広大に到着。 なぜ作るのか？ この装置により、 マンション、道路、橋梁等 建造物の非破壊検査が可能になる。 発電所等、重要施設の効率の良い検査が可能になる。 効率的な補修（早期発見・局所的な補修）が可能になる。 →省資源化、環境に良い。自然災害に対する安全性の向上。 平成13年度広島大学VBLインキュベーション事業補助金 平成14・15年度ヤングベンチャーチャレンジ事業補助金ひろしま産業振興機構 第一回キャンパスベンチャーグランプリ in CHUGOKU 準グランプリ 平成15年度～ インキュベーションオフィス（旧インキュベーションセンター）入居 それぞれの非破壊検査方法と、その特徴 （分厚い被写体の場合） 検査方法 特 徴 ① 打 音 ・ 目 視 ② 超 音 波 ③ 赤 外 線 移動 性 ◎ ◎ 透過 力 × 直接 画像 として 得ら るか？ × X線 ④ X線 管 ④ ライナッ ク 当装 置 ◎ ◎ × ◎ ○ × ○ ◎ ◎ × × ◎ ◎ ◎ トムスク工科大学のベータトロン使用例 Material Measurements Ltd（UK）のMegaScan （TM） （実はトムスク工科大学のベータトロン） “USE OF THE MEGASCANTM IMAGING PROCESS IN THE INSPECTION OF RAIL BRIDGES AND OTHER MAJOR STRUCTURES” Kevin Brown, John St Leger Non-Destructive Testing in Civil Engineering 2003 http://www.ndt.net/article/ndtce03/papers/v021/v021.htm トムスク工科大学のベータトロン使用例 7.5MeVのベータトロンを使用。 照射時間は、1mの強化コンクリートでは20分、 1.5mでは1.5時間。 右は得られた画像をPCで解析した結果。 日本における法律上の制約 運転に必要な 使用のために必要 資格 な手続き 1MeV 以上 放射線取扱主 任者 （取得超難） 文部科学省 の許可 1MeV X 線作業主任者 労働基準監督署長 未満 （比較的容易） に届出 各装置の運転に必要な資格と 使用時に必要な手続き 法律上、1MeV未満であることが望ましい。 （法律改正検討中？） コンクリートの吸収係数 のX線エネルギー依存性 ベータトロン“オビ” 中古（1978年製）の4MeVの装置の電気回路を調整、 最大エネルギーを1MeVに制限した。 本体 56kg（395×355×285） 操作機 9kg（420×250×170） 電源 16kg（420×250×170） パルス発生器 25kg（410×250×330） とケーブル4本からなる。 皮相電力：300VA程度。 繰返：240Hz 冷却方式：空冷 1m離れた点での線量：25mR/min 4MeV用の回路・磁石のため、寸法・重量が大きい！！ ※広島大学ベンチャービジネスラボラトリーインキュベーション事業補助金による。 ４MeVを１MeVに改造したベータトロンのX線スペ クトル実測例 1MeV用設計で小型化した 高透視力X線発生装置（第一号機） 寸法：250×395×570mm 総重量：約55kg •操作器 •本体（電源、磁石全て含む） •ケーブルからなる。 1MeV小型高透視力X線発生装置 1MeVのベータトロン“オビ”に 比べて強度が6倍になった！！ ※財団法人ひろしま産業振興機構ヤングベンチャーチャレンジ事業補助金による。 今後の工夫： Intensity 増大：Higher repetition, capture efficiency,vacuum,target X-ray detector: Higher efficiency, Image data analysis
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