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Application of high-energy photon beam to industrial imaging based on positron annihilation

陽電子消滅利用による高エネルギー光子ビームの工業用画像技術への利用

豊川 弘之*; 平出 哲也; 黒田 隆之助*; 鈴木 良一*; 大平 俊行*

Toyokawa, Hiroyuki*; Hirade, Tetsuya; Kuroda, Ryunosuke*; Suzuki, Ryoichi*; Odaira, Toshiyuki*

陽電子消滅を利用した工業製品の最新の非破壊透過診断技術を紹介する。この方法ではレーザー・コンプトン散乱により生成される、高エネルギーの$$gamma$$線ビームを用いている。強化コンクリートブロックを用いた実験結果は、この手法が金属を含むような工業製品の非破壊検査方法として優れていることを示している。断層画像診断への利用も行い、試料の断面画像を得ることにも成功した。手法の主な特徴は、直線性に優れたレーザー・コンプトン散乱により生成される高エネルギーの$$gamma$$線ビームを試料に入射し、後方に設置した検出器でこのビームの減衰を計測し、試料横方向から試料内部で電子対生成によって形成された陽電子の消滅$$gamma$$線の試料内部での減衰を計測する。これを試料をステージうえで移動,回転させ、データを蓄積,解析することで試料を取り囲んだ検出器でないと得られなかったPET(陽電子放出断層)画像を得ることができる。また、この手法により構造物内部の特定部位の陽電子消滅法の適用が可能となり、構造物内部の金属などの欠陥評価等への利用が期待される。

A novel radiographic method for nondestructive testing of industrial products based on positron annihilation was presented. High-energy $$gamma$$-ray beam, which was generated via the laser-Compton scattering was used for the present method. An experimental study using a reinforced concrete block, as a sample, showed that the method was suitable for nondestructive testing of industrial products containing metals. Tomographic method was also applied, and a cross-sectional image of the sample was obtained. By use of high-energy $$gamma$$-ray beam, we can detect not only the decay of $$gamma$$-ray beam and also the decay of annihilation $$gamma$$-rays from positrons formed in the samples. By shifting and rotating the sample, it is possible to obtain PET (positron emission tomography) image. It is also expected that positron annihilation method can be applied for the certain cite in the sample.

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