「探触子を当てているのに、なぜか欠陥のエコーが出ない」「水浸法でどれくらい音が材料へ入っているのか分からない」「過去問で水／鋼の反射率を問われたが、係数をどう立てればいいか迷う」——超音波探傷（UT）の現場でも試験勉強でも、つまずきの正体はたいてい音響インピーダンスの差です。このツールは、材料の密度 ρと音速 cを入れるだけで、音響インピーダンス Z＝ρ×c と、2つの媒質の境界で超音波がどれだけ跳ね返るか（音圧反射率・エネルギー反射率・透過率）を自動計算します。UT受験者、検査技術者、医療エコーや水中音響に関わる方が、境界での反射の見積もりを数秒で行うためのものです。
音響インピーダンスは密度と音速の積です。境界での反射は、両側のZの差と和の比で決まります。本ツールは平面波が境界に垂直入射する理想条件で次式を用います。
計算例1：水 → 鋼（水浸法・接触面の典型） Z₁＝1000×1480＝1.48×10⁶＝1.48 MRayl、Z₂＝7850×5900＝46.3×10⁶＝46.3 MRayl。音圧反射率 r＝|46.3−1.48|÷(46.3+1.48)×100＝44.8÷47.8×100≒93.8 ％。エネルギー反射率 R＝0.938²×100≒88.0 ％、透過率 T≒12.0 ％。水と鋼ではZ差が大きく、音圧の約94％（エネルギーの約88％）が界面で跳ね返り、材料に入るのはエネルギーで約12％だけ、と読めます。
計算例2：鋼 → 銅（クラッド材の境界・UTレベル2過去問の定番） Z₁（鋼）＝7850×5900＝46.3 MRayl、Z₂（銅）＝8900×4700＝41.8 MRayl。音圧反射率 r＝|41.8−46.3|÷(41.8+46.3)×100＝4.5÷88.1×100≒5.1 ％（代表値の取り方で約4.8〜5.1％）。エネルギー反射率 R≒0.26 ％、透過率 T≒99.7 ％。Zが近い金属どうしの境界はほとんど音が通り抜け、クラッド境界が「見えにくい」理由がここにあります。
計算例3：鋼 → 空気（裏面・割れの境界） Z₂（空気）＝1.2×343＝0.00041 MRayl。r＝|0.00041−46.3|÷(0.00041+46.3)×100≒100.0 ％。鋼と空気のZ差は桁違いで、ほぼ全反射します。底面エコーや割れ（内部の空気層）が強く返るのはこのためです。
| 媒質 | 密度 ρ (kg/m³) | 音速 c (m/s) | Z (MRayl) |
|---|---|---|---|
| 空気(20℃) | 1.2 | 343 | 0.0004 |
| 水(20℃) | 1000 | 1480 | 1.48 |
| ひまし油(接触媒質) | 950 | 1500 | 1.43 |
| 人体軟部組織 | 1060 | 1540 | 1.63 |
| アクリル樹脂 | 1180 | 2730 | 3.22 |
| アルミニウム | 2700 | 6320 | 17.1 |
| 銅 | 8900 | 4700 | 41.8 |
| 鉄・鋼(縦波) | 7850 | 5900 | 46.3 |
※Zは概算値です（温度・組成・波のモードで変動）。この表をベースに、2つのZの差が大きいほど反射が強い、と覚えると応用が利きます。
| 境界の例 | 音圧反射率 r | 読み取り |
|---|---|---|
| 鋼／空気・割れ | ≒100 ％ | ほぼ全反射。底面・欠陥がよく見える |
| 水／鋼 | 約94 ％ | 水浸法で多くが反射。入射損失に注意 |
| アクリル／鋼 | 約87 ％ | くさび／母材の界面エコーが出やすい |
| 鋼／銅(クラッド) | 約5 ％ | Z近く、境界が見えにくい |
| 人体／エコージェル | 数 ％ | ジェルで反射を抑え音を通す |
Q. 音圧反射率とエネルギー反射率、どちらを答えればいい？
A. UTで単に「反射率」「反射係数」と言うときは、エコー高さ（振幅）に直結する音圧反射率 r ＝ |Z₂−Z₁|/(Z₂+Z₁)を指すのが普通です。エネルギーで論じるとき（透過率との和を100％にしたいとき）は r を二乗したR＝r²を使います。問題文が「音圧」か「エネルギー（強度）」かを必ず確認してください。本ツールは両方を同時表示します。
Q. 反射率がマイナスになるのはなぜ？
A. 符号付きで r＝(Z₂−Z₁)/(Z₂+Z₁) と書くと、Z₂がZ₁より小さい（硬→柔へ進む）とき負になります。これは反射波の位相が反転することを表します。跳ね返る量の大小は絶対値で判断し、本ツールも絶対値（％）で表示します。エネルギー反射率は常に0〜100％です。
Q. なぜ探傷で接触媒質（カプラント）を塗るの？
A. 探触子と材料の間に空気層が残ると、空気のZ（約0.0004 MRayl）が極端に小さく反射率がほぼ100％になり、超音波が材料へほとんど入りません。水・ジェル・グリセリン等で空気を追い出し、Z差を縮めて音を通すためです。これが「接触不良＝エコーが出ない」の正体です。
Q. 縦波と横波で値は変わりますか？
A. 変わります。音速は波のモードで異なるため（鋼で縦波約5900、横波約3230 m/s）、Zも反射率も変わります。垂直探傷は縦波、斜角探傷は横波と、検査モードに合った音速を入力してください。
Q. 密度をg/cm³で入れたら桁が合いません。
A. 本ツールの密度はkg/m³です。g/cm³の値を1000倍して入力してください（鋼7.85→7850、水1.0→1000）。音速はm/sのまま入れればMRaylで正しく出ます。