―「電磁波レーダ法」と「電磁誘導法」は何が違うのか？
コンクリート診断の出発点は、内部（鉄筋・配管など）を正しく把握することです。ただし、内部を直接見ることはできません。そこで用いるのが非破壊検査です。試験で頻出なのは次の二つの手法です。
- 📡 電磁波レーダ法（GPR：Ground Penetrating Radar）
- 🧲 電磁誘導法（EMI：Electromagnetic Induction）
両者は原理がまったく異なるため、得意な場面が明確に分かれます。「湿っているコンクリートなら？」「空洞を見つけたいなら？」といった定番設問に即答できるよう、要点を整理します。
【1】電磁波レーダ法（Pulse Radar Method / GPR）
📝 概要
アンテナから電磁波（短パルス）を構造物へ送信し、内部で反射して戻るまでの時間（TWTT）と反射強度を記録・解析して、埋設物や欠陥の位置・深さを推定します。（ASTM D6432、ACI 228.2Rの運用ガイドあり）
「pulse radar method（パルスレーダー法）」はレーダー技術全般における一つの動作原理を指し、「Ground Penetrating Radar (GPR)（地中レーダー）」は、そのパルスレーダー方式を特定の用途（地中探査）に応用したシステムを指します。つまり、GPRはパルスレーダー方式を利用した具体的な装置の一つです。
⚙️ 原理（比誘電率の違いで反射）
電磁波は、相対誘電率（\(\epsilon_r\)）が異なる物質の境界で反射します。
コンクリートの \(\epsilon_r\) は乾燥で約6、飽和で約12程度まで上がることが知られており、空気（\(\approx 1\)）、水（\(\approx 80\)）、金属（導体）との界面で反射しやすくなります。
- 注意: 湿潤により \(\epsilon_r\) だけでなく導電率も増すため、電磁波の減衰（吸収）・散乱が増え、透過性は低下します（湿潤状態で精度が下がりやすい）。
📉 データの見え方（重要）
移動走査のBスキャンでは、線状・点状の小反射体（鉄筋など）が典型的に**「双曲線（山形）」**として現れ、双曲線の頂点が鉄筋直上（中心）に対応します。
✅ メリット
- 金属以外も検出: 塩ビ管、空洞・剥離、含水異常なども検知可能。
- 広範囲を高速に: 空中結合（車載等）・地面結合を使い分けて面的走査が可能。
- リアルタイム性: Bモードや3D化など、その場で可視化・確認しやすい。
⚠️ デメリット
- 水分・高導電環境に弱い: 湿潤や高塩分、粘土質などで減衰が大きく、深達・分解能が低下。
- 深さ推定はキャリブレーション依存: 電磁波速度（\(\epsilon_r\)）設定誤差で深さ推定がずれやすい。
- 密集配筋で干渉: 反射の重なりで識別が難しくなる。
🧲 【2】電磁誘導法（Electromagnetic Induction / Cover Meter）
📝 概要
励磁コイルの交流磁界で鉄筋に渦電流を誘起し、その二次磁界によるコイルインピーダンス変化を測定して、鉄筋位置・かぶり・径などを推定します。
⚙️ 原理（渦電流と二次磁界）
探査機のコイルから交流磁界を発生させると、近傍の導電体（鉄筋）に渦電流が流れ、逆向きの二次磁界を形成します。この磁界変化を検知・解析することで、金属ターゲット（鉄筋）の存在・距離（かぶり）・大きさ（径）に関する情報を得ます。
✅ メリット
- かぶり推定が得意: 浅い範囲では \(\pm 1 mm\) 級の高精度が狙える機種もある（例：～40 mmで高精度）。
- 径推定に対応: 単筋・適切条件なら径推定機能を備える機種がある。
- 湿潤の影響を受けにくい: 金属応答中心のため、GPRほど水分・骨材の影響を受けない。
⚠️ デメリット
- 金属のみ対象: 非金属管や空洞は検出不可。
- 深さに制約: かぶりが深くなるほど感度が急低下し、機種によっては最大検出深さが 150～180 mm 程度でも精度は低下（密集配筋・二重配筋で誤読しやすい）。
- 径推定は条件依存: 隣接筋、ラップ、他金属の干渉で誤差が増すため、最終確認は露出計測が無難。
☢️ 【3】X線透過撮影法（Radiography）
📝 概要
病院のレントゲンと同じ原理で、X線（または\(\gamma\)線）の透過量差（密度差）を利用して内部を画像化します。フィルム、イメージングプレート、DR（デジタルラジオグラフィ）により、配筋や欠陥を“写真”として記録します。
⚙️ 原理
線源から照射した放射線は、材料の密度・厚さによって吸収・透過が異なり、その差が検出器（フィルム／DR）に濃淡として写し出されます。
✅ メリット
- 視覚的に確実: 配筋状態・欠陥の形状が画像で明瞭。金属・非金属・空洞まで広く対象。
- 高分解能: 条件が合えばミリ単位の識別も可能。
- DRの利点: 広いダイナミックレンジ、即時表示、現場で画像強調・保存が容易。
⚠️ デメリット
- 両面アクセスが必要: 線源と検出器をコンクリートの両側に配置する必要がある（床なら下階のアクセスも必要）。
- 放射線管理が必須: 安全境界の設定、有資格者による管理が不可欠。
- 厚部材は条件次第で困難: 線源出力・露光時間・検出器性能・安全条件によっては厚さ約 300 mm 超で撮影が難しくなりやすい。
📊 【試験対策】三手法の比較表
| 項目 | 📡 電磁波レーダ法 (GPR) | 🧲 電磁誘導法 (EMI) | ☢️ X線透過撮影法 |
| 原理 | 比誘電率差の反射 | 渦電流・二次磁界 | 密度差（透過量） |
| 探知対象 | 金属・非金属・空洞 | 金属のみ | すべて |
| 湿潤耐性 | ❌（減衰で弱い） | ◎（影響小） | ⭕（影響少） |
| 径の推定 | △（条件依存・処理要） | ⭕（単筋で可能） | ◎（画像で判別容易） |
| かぶり精度 | ⭕（速度設定に依存） | ◎（浅い範囲で高精度） | ◎（幾何的に正確） |
| 作業条件 | 片面で可 | 片面で可 | 両面が必要 |
| 表示形式 | 双曲線（山形）・断面 | 数値・指標中心 | 写真（フィルム・DR） |
🧭 【使い分けのフローチャート（簡易）】
Q1. 空洞や塩ビ管も見つけたい？
- YES ➡️ 📡 電磁波レーダ法（GPR）
- NO ➡️ Q2へ
Q2. コンクリートは湿っている（含水が多い）？
- YES ➡️ 🧲 電磁誘導法（EMI）（GPRは不適になりがち）
- NO ➡️ Q3へ
Q3. 鉄筋径（太さ）も知りたい？
- YES ➡️ 🧲 電磁誘導法 または ☢️ X線（条件と安全確保が前提）
- NO ➡️ 📡 電磁波レーダ法（広範囲を速く探査）
🔜 【次回予告】
鉄筋の位置が分かったら、次は「強度」と「腐食状況」を評価します。
次回は**「【診断士-08】反発度法（シュミットハンマー）と自然電位法」**。
- 🔨 叩くだけで強度を推定できるのはなぜか？
- ⚡ 電気的な指標で腐食の進行をどう読み解くか？
仕組みを分かりやすく紐解きます。
💡 【確認クイズ（ひっかけ問題）】
Q. 電磁波レーダ法では、水の相対誘電率がコンクリートより非常に高いため、湿潤状態のコンクリート内部にある鉄筋は乾燥時よりも“鮮明”な反射波形として検出されやすい。◯か✕か？
A. ✕（バツ）
解説:
湿潤によりコンクリートの誘電率だけでなく導電率も上がり、電磁波が強く減衰・散乱します。その結果、透過深さとS/N比（信号対雑音比）が低下するため、一般に“鮮明”にはなりにくく、探査が困難になります。
