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NONDESTRUCTIVE EXAMINATION SYSTEM USING NUCLEAR RESONANCE FLUORESCENCE SCATTERING

Foreign code F110002859
File No. S2009-0398-C0
Posted date May 6, 2011
Country WIPO
International application number 2010JP053560
International publication number WO 2010/101221
Date of international filing Mar 4, 2010
Date of international publication Sep 10, 2010
Priority data
  • P2009-051497 (Mar 5, 2009) JP
Title NONDESTRUCTIVE EXAMINATION SYSTEM USING NUCLEAR RESONANCE FLUORESCENCE SCATTERING
Abstract Provided with isotope identification imaging for identifying a nuclear fuel material or an explosive concealed in a drum or container in which a reactor fuel or radioactive wastes are sealed while ensuring high accuracy, high reliability, and safety. Laser-Compton photon beams (21, 22) produced by collision of an electron beam (12) with polarized laser beams (16, 20) are applied to a sample (31). The isotope in the sample is identified using nuclear resonance fluorescence scattering, and the spatial distribution thereof is displayed as an image. The nuclear level of the isotope such that the direction of emanation of the nuclear resonance fluorescence scattering depends on the polarization planes of the applied LCS photon beams is used.
Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】 サンプルを保持するプレートと、
 前記プレートに保持されるサンプルに対して所定の方向に配置された複数の放射線検出器と、
 異なるエネルギーを有し偏光面がそれぞれ制御された複数種類の準単色光子ビームを同軸にして前記プレートに保持されたサンプルに照射する光子ビーム照射部と、
 前記プレートと前記光子ビーム照射部を相対移動させる駆動部と、
 前記駆動部を制御するとともに前記複数の放射線検出器からの検出信号が入力される制御演算部と、
 表示部とを有し、
 前記放射線検出器は、サンプルに照射される前記準単色光子ビームの偏光面に依存する方向にサンプル中の同位体から放出されるNRFガンマ線を検出できる方向に配置され、
 前記制御演算部は、前記放射線検出器の検出信号に基づいてサンプル中の光子ビーム照射領域に存在する注目する原子核同位体を同定し、前記表示部にその空間分布を可視化して表示することを特徴とする非破壊検査システム。

【請求項2】 請求項1記載の非破壊検査システムにおいて、前記光子ビーム照射部は、所定エネルギーの電子ビームを発生する電子線加速器と、第1の偏光を有する第1の波長のレーザー光を発生する第1のレーザー光源と、第2の偏光を有する第2の波長のレーザー光を発生する第2のレーザー光源と、前記第1の波長のレーザー光と前記第2の波長のレーザー光を同軸光として前記電子ビームに対して第1の角度で衝突させる光学系と、前記電子ビームと前記第1のレーザー光との衝突によって前記電子ビームに対して第2の角度方向に発生した第1の偏光光子ビーム、及び前記電子ビームと前記第2のレーザー光との衝突によって前記第2の角度方向に発生した第2の偏光光子ビームを通過させるコリメータを備えることを特徴とする非破壊検査システム。

【請求項3】 請求項2記載の非破壊検査システムにおいて、前記制御演算部は、前記第1のレーザー光源及び第2のレーザー光源を制御し、前記第1のレーザー光及び前記第2のレーザー光として、それぞれ時間構造が異なるパルス光を発生させることを特徴とする非破壊検査システム。

【請求項4】 請求項1~3のいずれか1項記載の非破壊検査システムにおいて、前記光子ビームは、当該光子ビームの照射により前記サンプル中の単一又は複数の同位体の単一又は複数の原子核準位から別々の方向に複数のNRFガンマ線が放出されるようにエネルギーと偏光面が設定されていることを特徴とする非破壊検査システム。

【請求項5】 請求項1~4のいずれか1項記載の非破壊検査システムにおいて、前記複数の放射線検出器は、サンプルに対して当該サンプルに照射される前記光子ビームの偏光面に平行な方向及び/又は垂直な方向、あるいは任意の角度に配置されていることを特徴とする非破壊検査システム。

【請求項6】 請求項1~5のいずれか1項記載の非破壊検査システムにおいて、サンプルに照射される光子ビーム強度を検出する光子強度モニターを有することを特徴とする非破壊検査システム。

【請求項7】 請求項1~6のいずれか1項記載の非破壊検査システムにおいて、前記注目する原子核同位体は炭素12、窒素14及び酸素16など爆発物を構成する元素の同位体であるであることを特徴とする非破壊検査システム。

【請求項8】 請求項1~7のいずれか1項記載の非破壊検査システムにおいて、前記光子ビーム照射部から照射される光子ビームのエネルギーは中性子放出エネルギー以下であることを特徴とする非破壊検査システム。

【請求項9】 請求項1~8のいずれか1項記載の非破壊検査システムにおいて、前記駆動部は、前記プレートに保持されたサンプルが前記光子ビーム照射部から照射される光子ビームによって走査されるように前記プレートを駆動することを特徴とする非破壊検査システム。

【請求項10】 請求項1記載の非破壊検査システムにおいて、前記準単色光子ビームはLCS光子ビームであり、当該LCS光子ビームを発生するために偏光したレーザー光を用い、その偏光面を検査する物体の構成元素や検査したい同位体の種類に応じて選択することを特徴とする非破壊検査システム。

【請求項11】 請求項1記載の非破壊検査システムにおいて、前記サンプル中の同位体の原子核構造によって決まる遷移形式に従って所望の方向に前記NRFガンマ線が放出されるように前記光子ビームの偏光面やエネルギーを制御することを特徴とする非破壊検査システム。

【請求項12】 請求項1記載の非破壊検査システムにおいて、前記NRFガンマ線の放出方向の異方性を利用して、あらかじめ設定された方向に配置された放射線検出器によって当該NRFガンマ線を検出することを特徴とする非破壊検査システム。

【請求項13】 請求項1記載の非破壊検査システムにおいて、前記サンプル中の同位体の原子核準位から放出されるNRFガンマ線の放出方向を前記サンプルに照射される前記光子ビームの偏光面に依存させて分散させることにより前記放射線検出器一個当たりの計数率を下げたことを特徴とする非破壊検査システム。

【請求項14】 請求項1記載の非破壊検査システムにおいて、エネルギーが近接した前記同位体の原子核準位から放出された複数の前記NRFガンマ線を前記サンプルに対して異なる方向に配置された放射線検出器でそれぞれ検出することを特徴とする非破壊検査システム。

【請求項15】 請求項1記載の非破壊検査システムにおいて、前記放射線検出器はシンチレータ検出器であることを特徴とする非破壊検査システム。

【請求項16】 請求項1記載の非破壊検査システムにおいて、前記NRFガンマ線が放出される原子核準位は中性子発生しきい値以下のエネルギーであることを特徴とする非破壊検査システム。

【請求項17】 請求項1記載の非破壊検査システムにおいて、前記光子ビーム照射部は、所定エネルギーの電子ビームを発生する電子線加速器と、複数のレーザー光源を備え、前記複数のレーザー光源から発生された2種類以上の異なる波長の偏光したレーザー光を同軸光として前記電子ビームに対して第1の角度で衝突させ、前記衝突によって第2の角度方向に発生した複数の偏光LCS光子ビームをコリメータを通して取り出すことを特徴とする非破壊検査システム。

【請求項18】 請求項17記載の非破壊検査システムにおいて、前記偏光LCS光子のエネルギーの調整を前記レーザー光源のみによって行うことを特徴とする非破壊検査システム。

【請求項19】 請求項17記載の非破壊検査システムにおいて、前記コリメータの位置調整を測定開始前に一度だけ行うことを特徴とする非破壊検査システム。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • NATIONAL INSTITUTE OF ADVANCED INDUSTRIAL SCIENCE AND TECHNOLOGY
  • JAPAN ATOMIC ENERGY AGENCY
  • KYOTO UNIVERSITY
  • Inventor
  • TOYOKAWA Hiroyuki
  • HAJIMA Ryoichi
  • HAYAKAWA Takehito
  • SHIZUMA Toshiyuki
  • KIKUZAWA Nobuhiro
  • OHGAKI Hideaki
IPC(International Patent Classification)
Specified countries AE(UTILITY MODEL),AG,AL(UTILITY MODEL),AM(PROVISIONAL PATENT)(UTILITY MODEL),AO(UTILITY MODEL),AT(UTILITY MODEL),AU,AZ(UTILITY MODEL),BA,BB,BG(UTILITY MODEL),BH(UTILITY MODEL),BR(UTILITY MODEL),BW(UTILITY MODEL),BY(UTILITY MODEL),BZ(UTILITY MODEL),CA,CH,CL(UTILITY MODEL),CN(UTILITY MODEL),CO(UTILITY MODEL),CR(UTILITY MODEL),CU(INVENTOR'S CERTIFICATE),CZ(UTILITY MODEL),DE(UTILITY MODEL),DK(UTILITY MODEL),DM,DO(UTILITY MODEL),DZ,EC(UTILITY MODEL),EE(UTILITY MODEL),EG(UTILITY MODEL),ES(UTILITY MODEL),FI(UTILITY MODEL),GB,GD,GE(UTILITY MODEL),GH(UTILITY CERTIFICATE),GM,GT(UTILITY MODEL),HN(UTILITY MODEL),HR(CONSENSUAL PATENT),HU(UTILITY MODEL),ID,IL,IN,IS,JP(UTILITY MODEL),KE(UTILITY MODEL),KG(UTILITY MODEL),KM,KN,KP(INVENTOR'S CERTIFICATE)(UTILITY MODEL),KR(UTILITY MODEL),KZ(PROVISIONAL PATENT)(UTILITY MODEL),LA,LC,LK,LR,LS(UTILITY MODEL),LT,LU,LY,MA,MD(UTILITY MODEL),ME,MG,MK,MN,MW,MX(UTILITY MODEL),MY(UTILITY-INNOVATION),MZ(UTILITY MODEL),NA,NG,NI(UTILITY MODEL),NO,NZ,OM(UTILITY MODEL),PE(UTILITY MODEL),PG,PH(UTILITY MODEL),PL(UTILITY MODEL),PT(UTILITY MODEL),RO,RS(PETTY PATENT),RU(UTILITY MODEL),SC,SD,SE,SG,SK(UTILITY MODEL),SL(UTILITY MODEL),SM,ST,SV(UTILITY MODEL),SY,TH(PETTY PATENT),TJ(UTILITY MODEL),TM(PROVISIONAL PATENT),TN,TR(UTILITY MODEL),TT(UTILITY CERTIFICATE),TZ,UA(UTILITY MODEL),UG(UTILITY CERTIFICATE),US,UZ(UTILITY MODEL),VC(UTILITY CERTIFICATE),VN(PATENT FOR UTILITY SOLUTION),ZA,ZM,ZW,EP(AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF(UTILITY MODEL),BJ(UTILITY MODEL),CF(UTILITY MODEL),CG(UTILITY MODEL),CI(UTILITY MODEL),CM(UTILITY MODEL),GA(UTILITY MODEL),GN(UTILITY MODEL),GQ(UTILITY MODEL),GW(UTILITY MODEL),ML(UTILITY MODEL),MR(UTILITY MODEL),NE(UTILITY MODEL),SN(UTILITY MODEL),TD(UTILITY MODEL),TG(UTILITY MODEL)),AP(BW(UTILITY MODEL),GH(UTILITY MODEL),GM(UTILITY MODEL),KE(UTILITY MODEL),LS(UTILITY MODEL),MW(UTILITY MODEL),MZ(UTILITY MODEL),NA(UTILITY MODEL),SD(UTILITY MODEL),SL(UTILITY MODEL),SZ(UTILITY MODEL),TZ(UTILITY MODEL),UG(UTILITY MODEL),ZM(UTILITY MODEL),ZW(UTILITY MODEL)),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM)
Please contact us by e-mail or facsimile if you have any interests on this patent. Thanks.

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