Development of assesment technology for the soundness of civil engineering structures using cosmic ray imaging

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K04608
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 25030:Disaster prevention engineering-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: KITAGAWA Nobuko 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 特任助教 (20727911)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 宇宙線イメージング / ミューオン / 土木構造体の健全性評価

Outline of Final Research Achievements

In recent years, we have increasingly heard news about heavy rainfall and consequent river flooding caused by global warming even in Japan. With a total length of 150,000 km of rivers in Japan, it is difficult to inspect all of them. Additionally, existing technologies have limitations in terms of exploration depth and range, highlighting the need for new inspection methods. To address this, we attempted to observe the interior of levees using cosmic ray imaging with nuclear emulsion plates, which are photographic films sensitive to radiation. As a result, we successfully identified the position and size of handholes used for road management, demonstrating the effectiveness of this technology.

Free Research Field

宇宙線観測

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

堤防の高さなどの基準は河川ごとに決められており、それに合わせて増築が繰り返されてきた。古くから存在するものは履歴（土質、積層状態）が不明なものも多く、新しい技術として表面が護岸コンクリートで覆ったことによる盛土への影響など、開削しないと分からないことばかりである。堤防の維持管理において、堤体内部の状態を非破壊で調査出来る新技術が強く望まれており、本研究成果は、宇宙線イメージングが新技術として十分可能性があるものであると実証できたと考えている。今後は、様々な場所、条件での観測を可能にする手法の開発や詳細な解析による堤体内の密度分布の算出など、実装に向けた研究を進めていきたいと考えている。