Study on a new detection method for underground cavity using a neutron source

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K04951
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 31010:Nuclear engineering-related
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: Komeda Masao 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究主幹 (90469817)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 空洞探査 / 中性子 / 回転照射 / 低コスト / 中性子線源

Outline of Final Research Achievements

The deterioration of social infrastructure such as roads and tunnels is a very important issue not only for the present but also for the future of Japan, and the development of non-destructive measurement methods to investigate them is important. The new cavity exploration method proposed in this study uses a device called a rotating irradiation device, which is capable of rotating a disk with a neutron source at several thousand rpm. Cavity exploration is performed by comparing the time change in neutron counts when the neutron source is rotated at low and high speeds. Simulations were used to investigate the behavior of neutrons inside the target object, and the basic principles of cavity exploration using this method were clarified. Furthermore, the basic principles of this method were demonstrated through experiments using polyethylene blocks.

Free Research Field

放射線測定技術開発

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

地中を構成する多くの物質は水分を含むため、水分に対して感度の高い中性子はそれを観察するのに非常に適している。中性子照射を行うには、中性子線源を用いることがコスト面等からも現実的であるが、中性子線源は連続ビームであるため、単純な照射だけでは、空洞を調べることが難しい。本研究の学術的な意義は、円盤に取り付けた中性子線源を回転させながら対象物に照射し、中性子カウントの時間変化から空洞有無を調べるという新たな探査方法を提案したことである。老朽化した道路・トンネル等の社会インフラは今後も増加していくことが予想され、本研究成果はそれらの探査に貢献できる可能性がある点において、社会的意義を有する。