2020 Fiscal Year Final Research Report

Development of Visualization Technology for Internal Structures of River Embankments and Civil Engineering Structures by Muon

Research Project

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Project/Area Number	20K20352
Project/Area Number (Other)	18H05334 (2018-2019)
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
Allocation Type	Multi-year Fund (2020) Single-year Grants (2018-2019)
Review Section	Medium-sized Section 22:Civil engineering and related fields
Research Institution	Chuo University
Principal Investigator	YAMADA TADASHI 中央大学, 理工学部, 教授 (80111665)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	安田浩保新潟大学, 災害・復興科学研究所, 准教授 (00399354) 山田朋人北海道大学, 工学研究院, 准教授 (10554959) 森島邦博名古屋大学, 理学研究科, 特任助教 (30377915) 平川大貴中央大学, 理工学部, 教授 (40372990) 前田健一名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50271648)
Project Period (FY)	2018-06-29 – 2021-03-31
Keywords	ミュー粒子 / 土木構造物の可視化 / 防災対策技術の開発 / 探査技術の開発 / 検出器の改良
Outline of Final Research Achievements	The purpose of this research was to develop exploration technology by muons in order to visualize the internal structure of levees and civil engineering structures. The research is divided into four topics. As a result, we were able to establish a compact visualization technology which can measure in a short time. The present research has succeeded in downsizing the detector to the size of a laptop and can easily visualize soil cover with thickness up to about 3 m. In addition, when a visualization experiment of the levees was carried out using a simultaneously counting type muon detector, the levee shape could be caught in about 8 hours. Moreover, we also succeeded in visualizing the infiltration situation of a soil tank in an experiment, so it is possible to utilize it as a new technology that can visualize the internal situation of the levee at the time of flood.
Free Research Field	水文学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	近年の極端降水現象により甚大な水災害が繰り返されている。堤防の決壊、土砂崩れ等による被害が毎年のように発生している。しかし、こうした土構造物の内部構造を可視化する技術は発展途上にある。我々は宇宙線ミュー粒子を活用して内部構造を可視化する技術を確立することを目指した。ミュー粒子を用いた探査技術は先行研究が複数あるが、いずれも巨大な装置と年単位での時間が必要とされている。我々が開発した探査装置はノートパソコン程度の小型化に成功しし、数時間で土槽の内部構造を可視化することができた。これによって、これまで非破壊検査が求められてきたあらゆる土木構造物の内部探査技術として応用できる可能性が見いだせた。