関西光科学研究所 >> プレス発表 >> 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 ―レーザー計測技術の高度化により、遠隔・非接触のトンネル安全性検査の高速化に道筋―

プレス発表

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

【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。

国立研究開発法人日本原子力研究開発機構(理事長、児玉敏雄、以下、「原子力機構」)、公益財団法人レーザー技術総合研究所(理事長、大石富彦、以下、「レーザー総研」)、国立研究開発法人理化学研究所(理事長、松本紘、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。

*詳細は下記をご参考にしてください。(日本原子力研究開発機構サイトへリンク)