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

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本研究の目的は、中性子線源を用いた新しい路面空洞探査法を開発することである。測定対象物（道路表面等）近傍で中性子線源を高速回転させながら中性子照射を行い、測定対象物から反射してくる中性子を計測することで地中空洞を直接検知する。令和5年度は、主に実験による本手法の基礎的な検討に取り組んだ。実験では中性子線源を回転させる回転照射装置を用いた。回転照射装置は、半径約20cmの円盤の縁付近に中性子線源(Cf-252)を取付け、円盤を回転させることで回転照射を行うものである。回転照射装置は台車程度の大きさであり、任意の場所に移動させることが可能である。円盤の回転速度は5000rpm以下の任意の速度を設定可能である。本手法の基礎原理を調べるため、まずは地面の模擬物質としては構造が単純なポリエチレンブロックを用いた。模擬地面内に空洞を設けることで、空洞の有無の影響を調べた。複数の中性子検出器(He-3検出器)を回転照射装置と模擬地面の間に並べて設置し、線源（円盤）の回転と同期した中性子カウントの時間推移を測定した。なお、中性子検出器は、主に熱中性子に反応するため中性子線源から発生する高速中性子の多くは中性子検出器を透過し、模擬地面で発生した熱中性子を主に測定する。基礎実験の結果、回転照射を行うことで空洞の有無の影響を明らかにすることができた。回転照射は、静的照射（非回転照射）より多くの情報が得られる可能性があることが分かり、R5年度は実験及びシミュレーションによってより詳細な検討を行う予定である。