東北大・AIP Publishingより研究成果のプレスリリース（Applied Physics Letters）

• Applied Physics Letters誌に掲載された下記論文（米国ロスアラモス国立研究所・テキサスA&M大学との国際共同研究）について、東北大学よりプレスリリースを行いました。
  東北大学、大学院工学研究科
• Y. Fujikawa, Y. Ohara, T. J. Ulrich
  “Auto-Frequency-Adaptive 3D Ultrasonic Phased-Array Imaging System for Highly Attenuative Materials”
  Applied Physics Letters, 128-4 (2026) 044101.
  https://doi.org/10.1063/5.0291949
• 本論文はFeatured Articleに選出され、Applied Physics Letters誌から年間数報のみが選出されるAIP PublishingのPress Release論文にも選ばれました。
  https://publishing.aip.org/publications/latest-content/broadband-ultrasonic-imaging-shows-defects-in-all-types-of-concrete/
• 本研究は、日本学術振興会 科学研究費補助金（JP19K20910、JP21H04592、JP22K18745、JP25H00789、JP25K21693）およびJST創発的研究支援事業（JPMJFR2023）の支援により行われました。

発表のポイント

• コンクリートの内部欠陥を3次元で映像化できる超音波^（注1）計測技術の新方式を開発しました。
• 既報の3次元超音波映像法PLUS（以下、PLUS）技術をさらに発展させ、検査対象に応じて最適周波数を自動で選択できる新システムを実現しました。
• 本成果は、トンネル、橋梁、高速道路などの老朽化が進むコンクリートインフラの安全性・信頼性の評価・向上に貢献します。

概要

• 構造物内部の欠陥を非破壊で評価する技術は、老朽化が進むインフラの維持管理に不可欠です。内部欠陥の検査には超音波が広く用いられ、近年は医療分野で開発された超音波フェーズドアレイ^（注3）の工業利用も進んでいます。しかし、コンクリートは超音波の減衰が極めて大きく、既存の超音波フェーズドアレイ装置では内部を計測できないという課題がありました。東北大学大学院工学研究科の小原良和教授、藤川裕翔大学院生らの研究グループは、米国ロスアラモス国立研究所との国際共同研究により、これまで開発してきた圧電探触子送信^（注4）とレーザ受信による超多素子2次元マトリクスアレイ^（注5）を組み合わせたPLUSを発展させ、検査対象に応じて最適周波数を自動で選択する広帯域送受信システムを融合した「周波数自動可変型PLUS」を開発しました。その結果、多様なコンクリート内部の欠陥を3次元で可視化することに成功しました（図1）。本成果は、老朽化コンクリートインフラの危険箇所の特定に大きく貢献する技術です。本研究成果は1月27日（米国時間）に、応用物理学分野の学術誌Applied Physics Lettersに掲載されました。また、Featured Articleに選ばれました。