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2016年1月20日 (水)

レーザーでトンネルコンクリートの健全性を高速で検査する

平成28年1月11日
国立研究開発法人日本原子力研究開発
機構
公益財団法人レーザー技術総合研究所
国立研究開発法人理化学研究所
国立研究開発法人科学技術振興機構
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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発表のポイント
 
・レーザーによるコンクリート内部の
 欠陥の検出速度を従来の50倍
 (0.5Hzから25Hz)に向上。
 
・今後、検出精度の詳細な検証・確認
 により、鉄道トンネルなどの
 安全性検査の高速化に道筋。
 
 
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 国立研究開発法人日本原子力研究開発
機構(以下、「原子力機構」)、
公益財団法人レーザー技術総合研究所
(以下、「レーザー総研」)、
国立研究開発法人理化学研究所
(以下、「理研」)の合同研究グループは、
コンクリート内部の外からは見えない
「ひび割れ」等の欠陥1)を
レーザーにより検出する
「レーザー欠陥検出法」2)と呼ばれる
技術を高速化し、従来の50倍の速さでの
欠陥の検出に成功しました。
 
 今後、実際のトンネルコンクリートで
想定される様々なタイプの欠陥の検出を
検証していくことで、従来の打音法3)
に代わる、遠隔・非接触の
トンネル安全性検査技術として
期待されます。
 
 トンネルコンクリート内部の欠陥は、
崩落事故などにつながる危険があるため、
確実に検出する必要がありますが、
従来の打音法では、検査速度が遅く、
膨大な数のトンネル検査には時間が
かかるうえに、接触式の検査であるため
検査員に危険も伴います。
 
 そこで高速・非接触な検査技術の
開発が望まれています。
 
 レーザーを用いた遠隔・非接触式の
トンネルコンクリート内部の欠陥検出法
である「レーザー欠陥検出法」では、
強いレーザー光を照射することで
表面に振動を与え、その振動を別の
レーザー光で詳細に調べることで、
コンクリート内部の欠陥を検出します。
 
 この方法の原理実証は、JR西日本と
レーザー総研によりなされていますが、
計測の速さが2秒間に1回に限られており、
更なる検査速度の向上が望まれて
いました。
 
 今回、合同研究グループは検査速度の
高速化に取り組み、原子力機構が主として
高速動作が可能な光増幅器4)を開発する
ことでレーザーの高速運転を可能とし、
レーザー総研が主としてガルバノ鏡5)を
利用した高速掃引機構の開発と
取得データ解析の高速化を行うことで、
コンクリート供試体の中の欠陥を、
従来の約50倍に相当する、1秒間に25回
(25ヘルツ)の速度で検出することに
世界で初めて成功しました。
 
 今後、実際のトンネルにおける様々な
タイプの欠陥が検出できることを
検証・確認していくことで、将来的には、
打音法に代わる遠隔・非接触の
トンネル安全性検査技術につながることが
期待されます。
 
 本研究成果は、平成28年1月10日の
レーザー学会第36回年次大会
(名城大学 天白キャンパス)において
口頭発表される予定です。
 
 なお、本研究は、内閣府戦略的
イノベーション創造プログラム(SIP)
の中のインフラ維持管理・更新
・マネジメント技術(藤野陽三PD)
研究開発課題名「レーザーを活用した
高性能・非破壊劣化インフラ診断技術の
研究開発」(研究責任者:緑川 克美
(理研 光量子工学研究領域 領域長))の
一部として国立研究開発法人科学技術振興
機構(JST)からの委託研究により
実施しました。
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 良いですね。
 
 従来の打音検査は個人差もあり、
非効率的な検査だと思っています。
 
 (人の感覚は素晴らしいものがあって
全てのものを遠隔・自動で出来るとは
思っていませんが、)
 
 以前、大々的に報道された中央自動車道
「笹子トンネル」事故のようなケースでも
検査可能なのかな? 良くわかりません。
 
 今回の検査法の詳細な検証・確認が
とれて良い結果が得られれば素晴らしい
と思います。
 
 老朽化した全てのトンネルを確実に検査
するのは事実上不可能だと思う。
 
 是非実用化して貰いたい。
 期待しています。
 
 老朽化しているのはトンネルに限らず、
橋、首都高速道路等いろいろある。
 
 高速検査法については積極的に研究して
貰いたいと思う。

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