JP2004028789A - Radiation shield, radiation detector, and radiodiagnostic equipment - Google Patents

Radiation shield, radiation detector, and radiodiagnostic equipment Download PDF

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JP2004028789A JP2002185489A JP2002185489A JP2004028789A JP 2004028789 A JP2004028789 A JP 2004028789A JP 2002185489 A JP2002185489 A JP 2002185489A JP 2002185489 A JP2002185489 A JP 2002185489A JP 2004028789 A JP2004028789 A JP 2004028789A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To shield excess radiation by X-ray generated from an X-ray generator. <P>SOLUTION: The radiation shield consists of iron 51, and tantalum which has larger atomic number than iron 51. Iron 51 and tantalum 52 are combined at suitable thicknesses so that the attenuation index (attenuation coefficient × thickness) becomes equal to or larger than the attenuation index of lead with a thickness at 3mm or less, which is provided at the back and side surfaces of the X-ray detector 70. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はX線発生装置から発生されたX線による余剰放射線を遮蔽するための放射線遮蔽体、この放射線遮蔽体を具備する放射線検出器、およびこの放射線遮蔽体を具備する放射線診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、X線を発生する装置におけるX線遮蔽に関しては、例えば、特公平7−66080号(X線フィルムに入射する照射野を制限するX線絞りに使われる遮蔽体を従来よりも薄く作るX線絞り装置)や、特開昭63−61999号(X線検出器に入射するX線の遮蔽効果を高めるX線遮蔽部材)等が知られている。
【0003】
前者は、鉛などの遮蔽部材に薄い繊維強化プラスチックなどの補強材部材を張り合わせ、遮蔽能力をそのままにして、薄くかつ強靭な遮蔽材を構成するものである。また、後者は、K吸収端の異なる2種類の部材、例えば、鉛とタンタルなどを貼り合わせて、X線検出器に入射する線質を変えることによって遮蔽効果を高めた遮蔽材を作るというものである。
【0004】
一方、X線を利用した診断装置においては、X線発生器から照射されたX線が患者やX線検出器などを透過し利用されずに診断装置の外に放射される余剰放射線の量が一定の基準以内となるよう各種規格等(例えば国内については医療用エックス線装置基準等、また海外についてはIEC60601−1−3等)により制限されている。
【0005】
このような制限により、一般にはX線検出器の背面やその周辺に放射線遮蔽体を設けることで上記規格を満たすようにされている。
【0006】
放射線遮蔽体としては従来、2mm〜3mm程度の厚さの鉛が使われていた。これは、放射線に対する遮蔽能力が、(1)原子番号が大きい物質ほど高くなること(鉛(Pb)は原子番号82)、(2)入手性および価格の面で、鉛と同レベルの原子番号を有する他の物質に比べてはるかに優れていること、が理由となっている。
【0007】
しかしながら、近年は環境に配慮する点から、できるだけ鉛を使わない製品作りが求められるようになってきている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の放射線遮蔽体は主として鉛を用いて構成されていたため、近年の環境問題の観点から好ましくなく、各方面で鉛を排除していく世の中の流れに逆らうものであった。また、鉛を使用しない場合に鉛以外の物質を使用して鉛と同等レベルの遮蔽効果を期待するには、鉛の何十倍もの厚さを要したり、強度の面で脆かったり、稀少物質のために非常に高価となってしまう、等、実用に耐えうるものが得られなかった。
【0009】
特に鉄などは汎用物質として入手も容易で安価、強度的にも堅牢であるという優れた点がありながら、遮蔽能力に劣るために鉛と同等以上の遮蔽効果を期待するには非常に厚いものとならざるを得ないという問題があった。
【0010】
従って、本発明は、実質的に鉛を用いることなく、例えば鉄を用いた場合でも実用に耐え得る放射線遮蔽体、この放射線遮蔽体を具備する放射線検出器、およびこの放射線遮蔽体を具備する放射線診断装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の本発明の放射線遮蔽体は、鉄又は鉄と原子番号が近接する物質を主物質とする第1の構成要素と、この第1の構成要素の主物質よりも原子番号が大きく鉛よりも原子番号の小さい物質を主物質とする第2の構成要素と、を具備することを特徴とする。
【0012】
これにより、鉄又は鉄と原始番号が近接する物質を用いて放射線遮蔽体を構成する場合に鉄単体で構成するよりも薄い放射線遮蔽体を実現できる。
【0013】
また、請求項4記載の発明の放射線遮蔽体は、1以上の物質からなる第1の構成要素と、1以上の物質からなり、その主物質の減弱係数が前記第1の構成要素の主物質の減弱係数よりも大きい、非固体状の第2の構成要素と、を具備し、前記第1の構成要素を被放射線遮蔽体に対して前記第2の構成要素を覆い包むよう配置することを特徴とする。
【0014】
さらに、請求項6記載の本発明の放射線遮蔽体は、鉛以外の物質を主物質とする第1の構成要素と、鉛以外の物質を主物質とし、強度及び減弱係数の少なくとも一方が前記第1の構成要素の主物質のそれを上回る第2の構成要素とを具備し、物質の減弱係数及び厚さにより決まる減弱指数について、前記第1の構成要素及び前記第2の構成要素をそれぞれ適当な厚さにして組み合わせたときの減弱指数が所定の厚さにおける鉛の減弱指数と同等以上であることを特徴とする。
【0015】
請求項7記載の本発明においては、被検体を透過したX線を検出するX線検出部と、鉄又は鉄と原子番号が近接する物質を主物質とする第1の構成要素と、この第1の構成要素の主物質よりも原子番号が大きく鉛よりも原子番号の小さい物質を主物質とする第2の構成要素と、を備える放射線遮蔽体とを具備し、前記X線検出部に対して前記被検体とは異なる側に前記放射線遮蔽体を設けて使用に供することを特徴とする放射線検出器を提供することも特徴とする。
【0016】
さらに、請求項8記載の本発明においては、X線を発生するX線発生部と、このX線発生部により発生され被検体を透過したX線を検出するX線検出部と、鉄又は鉄と原子番号が近接する物質を主物質とする第1の構成要素と、この第1の構成要素の主物質よりも原子番号が大きく鉛よりも原子番号の小さい物質を主物質とする第2の構成要素と、を備える放射線遮蔽体とを具備し、前記X線検出部に対して前記被検体とは異なる側に前記放射線遮蔽体を設けることを特徴とする放射線診断装置を提供することも特徴とする。
【0017】
上述のような本発明によれば、主物質として鉛を使うことなく放射線の遮蔽が可能になる。各物質において互いの長所により互いの短所を補うことができるような複数の物質を組み合わせることにより、実用的な放射線遮蔽体及びこの放射線遮蔽体を含む放射線診断装置を提供することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)
以下に、本発明による放射線遮蔽体の第1の実施の形態を図1乃至図9を参照して説明する。まず初めに図1乃至図4を用いて本発明の概要を説明する。
【0019】
図1はX線診断装置を用いた検査時の状態の一例を示す側面図であり、同時に本発明の放射線遮蔽体を有する放射線診断装置を説明するための図である。図1においてX線診断装置は、X線を照射するためのX線発生器1と、患者2が寝る寝台3と、患者2を透過したX線を検出するX線検出器4と、X線検出器4の後方などから漏れてしまう、X線を含む余剰放射線5を遮蔽する放射線遮蔽体6とから構成される。
【0020】
X線発生装置1により発生されたX線は寝台3に寝た患者2に対して照射され、患者2、寝台3を透過してX線検出器4にて収集、検出される。X線検出器4で検出された情報は図示しない後段の装置に送信されて画像情報として処理される。なお、X線検出器4としては一般にX線螢光増倍管やX線平面検出器(平面状の固体検出器)などが挙げられる。なお、X線検出器4がX線フィルム自体である場合はこのフィルムに画像情報が記録される。患者2を透過したX線のうちX線検出器4にて収集されなかった、或いはX線検出器4から漏れた、X線を含む放射線(余剰放射線5)については放射線遮蔽体6を設置することにより、X線診断装置の外に放射されるのが抑えられる。
【0021】
なお、図2はX線検出器としてX線螢光増倍管7が用いられた場合に放射線遮蔽体9が設けられる様子を示す図である。同図において8はテレビカメラ、10はX線螢光増倍管7の画像出力部である。テーブル3には入力近辺のX線を遮蔽するために放射線遮蔽体9が貼られる形態でもよい。また、X線螢光増倍管7のまわりには放射線遮蔽体9が一体形成されて(貼られて)もよい。なお、画像出力部10には放射線遮蔽体9が設けられていないので、テレビカメラ8に対して放射線遮蔽体9を設けて、画像出力部10から出てくるX線を遮蔽することになる。
【0022】
図1及び図2のいずれの場合も図面上から明らかなように、放射線遮蔽体6(9)はX線検出器4(図2ではX線螢光増倍管7)に対して患者2が位置しない側(図では患者2とは反対側及び側面)に設けられている。
【0023】
国内外の規格などでは上記のようなX線検出器の周辺に漏れる余剰放射線5の量が規定されているが、この規定値を満たすために設ける放射線遮蔽体6の遮蔽能力、すなわち放射線遮蔽体6として使用される物質の遮蔽能力は次の式1で表される。
【0024】
I=I0×EXP[−μx]・・・(式1)
I0: 対象となる物質に入射する単一エネルギーのX線の強さ
I : 対象となる物質を透過した単一エネルギーのX線の強さ
x : 対象となる物質の厚さ
μ : 対象となる物質の減弱係数
ここで、減弱係数μは物質との相互作用の程度を示すもので、
1)光電効果による係数
2)レーリー散乱による係数
3)コンプトン散乱による係数
4)電子対生成による係数
の4つの項からなり、物質の種類とX線のエネルギーによって定まるものである。
【0025】
例えば図3は従来放射線遮蔽体として使用されてきた鉛の減弱係数特性を示す図である。同図において、縦軸は減弱係数(/cm)、横軸はX線エネルギー(keV)を示している。同図で88.0keV付近に存在する不連続点は、K吸収端とよばれK特性X線の励起電圧に相当するものである。
【0026】
鉛の場合、規格で定められた規定値を満たすために、放射線遮蔽体は2mm〜3mm程度の厚さにより実現されていた。本発明において鉛以外の主物質により鉛の場合と同等以上の放射線遮蔽能力を有する放射線遮蔽体を構成するためには、上記式1の指数「μ×x」(以下、減弱指数と称す)を鉛と同等もしくはそれ以上となる物質の組合せができればよいことになる。例えば2つの物質(主物質)A,Bにより鉛に代わる放射線遮蔽体を実現するためには次の式2が満たされればよい。
【0027】
μ(Pb)×x(Pb)≦μ(A)×x(A)+μ(B)×x(B)・・・(式2)
μ(Pb): 鉛の減弱係数
μ(A) : 物質Aの減弱係数
μ(B) : 物質Bの減弱係数
x(Pb): 鉛の厚さ
x(A) : 物質Aの厚さ
x(B) : 物質Bの厚さ
図4はこのような物質A及び物質Bの組み合せによる減弱指数が鉛の減弱指数を上回る様の一例を理論的に示すための減弱指数特性図である。同図において、縦軸は減弱指数(減弱係数(/cm)×厚さ(cm))、横軸はX線エネルギー(keV)を示している。
【0028】
図4において、実線41は厚さ1mmの鉛(式2でx(Pb)=0.1(cm))の減弱指数特性、細実線42は厚さ2mmの物質A(式2でx(A)=0.2(cm))の減弱指数特性、細実線43は厚さ3mmの物質B(式2でx(B)=0.3(cm))の減弱指数特性、太実線44は総厚さ5mmの物質A及びBの組合せの減弱指数特性、をそれぞれ示している。同図から分かるように各物質単体では全X線エネルギー帯で鉛の減弱指数を上回ることができない場合も、複数の物質を組み合せることで鉛を使用した場合と同じあるいはそれ以上の放射線遮蔽能力を得ることが可能となる。
【0029】
次に、図5乃至図12を用いて、本発明の第1の実施の形態を詳細に説明する。
【0030】
本発明の第1の実施の形態として「原子番号の小さい汎用物質」と「原子番号の大きい希少物質」を組み合わせた場合の放射線遮蔽体について説明する。
【0031】
まず、放射線遮蔽体に利用する「原子番号の小さい汎用物質」としては例えば鉄(Fe:原子番号26)が考えられる。このような物質は入手性および経済性の面からも汎用物質と言えるが、それ単体では放射線遮蔽能力が低い。例えば1mmの厚さの鉛と同等の放射線遮蔽能力を得るためには、鉄の場合で厚さ約22mmが必要になる。このため、このような物質単体で放射線遮蔽体を構成するとX線検出器周辺に非常に厚い放射線遮蔽体が鎮座してしまうことになり、X線診断装置の機動性が失われてしまう。特に、外科用のX線装置やアーム型の装置等ではX線検出器周りが大きくなりすぎて、可動性が損なわれ実用に耐えられない。
【0032】
また、放射線遮蔽体に利用する「原子番号の大きい希少物質」としてはタンタル(Ta:原子番号73)やタングステン(W:原子番号74)が考えられる。これらの物質は鉛の原子番号に比較的近いため放射線遮蔽能力は鉛とあまり変わらないが、稀少物質として大変に高価である。従って、X線発生器の近傍に設置され、X線検出器に入射するX線を遮蔽するような比較的薄く面積の小さい部分として用いるのには問題ないが、X線検出器およびその周辺からの余剰放射線を遮蔽するような、比較的厚く面積の大きい部分に使用するには放射線遮蔽体が非常に高価となってしまう。
【0033】
そこで、これら「原子番号の小さい汎用物質」と「原子番号の大きい希少物質」を組み合わせることにより、それぞれの欠点を補った放射線遮蔽体を実現する。
【0034】
図5は、本発明の第1の実施の形態に係る放射線遮蔽体の構造を示す断面図である。図5において放射線遮蔽体は鉄51とタンタル52とからなる。図5では各物質が交互に層になるような構成が示されているが、鉄とタンタルの2層構造でもよい(図6参照)。鉄とタンタルの場合、いずれも堅牢であるため、タンタルに比べて減弱係数の低い鉄をX線検出器に近い側に設けるようにしてもよい(図7参照)。図7において鉄51はX線検出器70に近接するように設けられている。これにより、いきなり減弱係数の高いタンタルで余剰放射線を遮蔽し、X線検出器に跳ね返る放射線の量を増やしてX線検出器での検出精度を下げてしまうことを避けることが可能である。ただし、実際には遮蔽能力は減弱指数(減弱係数×厚さ)によるので、物質の厚さの選択によっては鉄の方が遮蔽能力が上がる場合がある。その場合は上記と逆の配置が好ましくなる。なお、物質の厚さについては当該物質の入手にあたっての価格にも寄るところが大きいので、比較的安価な鉄と稀少なため高価なタンタルの厚さは後述の図9に示す範囲の組合せに基づいて決定すればよい。
【0035】
図8は本発明の第1の実施の形態に係る放射線遮蔽体の減弱指数特性の一例を示すための減弱指数特性図である。同図において、縦軸は減弱指数(減弱係数(/cm)×厚さ(cm))、横軸はX線エネルギー(keV)を示している。
【0036】
図8において、細実線81は厚さ1mmの鉛の減弱指数特性、太実線82は厚さ8.65mmの鉄と厚さ0.46mmのタンタルとを組み合わせた場合の減弱指数特性、をそれぞれ示している。この場合、全X線エネルギー領域において鉛の減弱指数特性と同等または上回っているので、X線エネルギーの大小に関わらず、少なくとも鉛を使用した場合の放射線遮蔽体の遮蔽能力は有することになる。なお、上記した鉄とタンタルの厚さは厚さ1mmの鉛に対するものであり、例えばAmmの厚さの鉛と同等の遮蔽能力(減弱指数)を得るためにはそれぞれの厚さをA倍したものを組み合わせることで実現できることになる。
【0037】
図8においては鉛1mmの厚さに対し鉄とタンタルの組み合わせ方の一例として、鉄が8.65mm、タンタルが0.46mmの場合について説明したが、各物質の厚さの組み合わせ方はこれに限られるものではない。図9は鉛の厚さ1mmの場合と同等の減弱指数を得られる鉄及びタンタルのそれぞれの厚さの組合せを示す図である。同図において、縦軸は鉄の厚さ(mm)、横軸はタンタルの厚さ(mm)を示している。
【0038】
図9に示される範囲であればいずれの場合も2つの物質を組み合わせた場合の減弱指数を鉛1mmの厚さの減弱指数と同等とすることが可能である。しかしながら、タンタルの厚さが約0.70mm〜0.75mm以上になると鉄の厚さの減少率が小さくなってしまう。従って、タンタルの厚さが0.70mm〜0.75mmより小さい値において鉄の厚さを選ぶ組合せが好ましい。この場合、鉄とタンタルのそれぞれの厚さの関係は次の式3で表される。
【0039】
(鉄の厚さ)=−29×(タンタルの厚さ)+22・・・(式3)
図9から明らかなように鉄とタンタルとを組合せる場合の放射線遮蔽体の厚さは鉄の厚さに依存する部分が非常に大きい。従って、上記式3を満たす場合であっても放射線の厚さを考慮する場合は、鉄単体で放射線遮蔽体を構成する場合に要する厚さ(上記式3でタンタルの厚さ=0とした場合、鉄の厚さ=22mm)の2/3程度以下の厚さで鉄を用いるのが好ましい。
【0040】
なお、上記式3は鉛1mmの厚さに対する鉄とタンタルの関係であるので、鉛Ammの厚さに等価な減弱指数を有する放射線遮蔽体を得るためには、上記式3で得られる鉄およびタンタルの厚さをそれぞれA倍した厚さを用いればよい。
【0041】
以上、鉄とタンタルを組み合わせる場合について述べたが、「原子番号の小さい汎用物質」と「原子番号の大きい希少物質」を組み合わせる本発明の第1の実施の形態においては鉄とタンタルの組合せに限定されるものではない。以下、図10乃至図12を用いて説明する。
【0042】
まず、鉄の代わりに鉄の合金を用いる場合について説明する。鉄の合金としては例えば鋳鉄、鋼、及びステンレス鋼が挙げられる。鋳鉄や鋼の場合、それに含まれる鉄以外の成分は微量であるため上記式3の関係に与える影響は小さい。従って、簡単には上記式3の鉄の厚さに対して係数を掛ければ、改めて図9に示すような関係を求めることなくタンタルとの組合せを得ることができる。また、ステンレス鋼の場合は鉄と原子番号が近いニッケル(Ni:原子番号28)やクロム(Cr:原子番号24)が鉄に含まれるが、これについては以下に図10を用いて説明する。
【0043】
図10はステンレス鋼に係る物質の減弱係数特性の例を示す図である。同図において、縦軸は減弱係数(/cm)、横軸はX線エネルギー(keV)を示している。同図において、太実線101は鉄の減弱係数特性、細実線102はニッケルの減弱係数特性、細実線103はクロムの減弱係数特性、をそれぞれ示している。同図から明らかなように、ニッケルやクロムの減弱係数特性は鉄の減弱係数特性に近接している。従って、鋳鉄や鋼の場合と同様、簡単には上記式3の鉄の厚さに対して係数を掛ければ、改めて図9に示すような関係を求めることなくタンタルとの組合せを得ることができる。
【0044】
以上、鉄に代わって鉄の合金を用いる場合は、鉄に対するニッケルやクロムなどの混合物質の含有量に応じて、上記式3の鉄の厚さに対して0.8〜1.2程度の修正係数を掛けた厚さにすればよい。
【0045】
次に、鉄の合金ではなく、鉄の代わりに鉄と原子番号の近い他の物質を用いる場合について説明する。ここでは鉄と原子番号の近い物質として、チタン(Ti:原子番号22)、クロム(Cr:原子番号24)、マンガン(Mn:原子番号25)、コバルト(Co:原子番号27)、ニッケル(Ni:原子番号28)、銅(Cu:原子番号29)、及び亜鉛(Zn:原子番号30)を例にとって説明する。図11は鉄と原子番号の近い各物質の減弱係数特性の例を示す図である。同図において、縦軸は減弱係数(/cm)、横軸はX線エネルギー(keV)を示している。
【0046】
同図において、実線111はチタンの減弱係数特性、実線112はクロムの減弱係数特性、実線113はマンガンの減弱係数特性、実線114は鉄の減弱係数特性、実線115はコバルトの減弱係数特性、実線116はニッケルの減弱係数特性、実線117は銅の減弱係数特性、実線118は亜鉛の減弱係数特性、をそれぞれ示している。同図から明らかなように、これら各物質の減弱係数特性は鉄の減弱係数特性に近接している。従って、簡単には上記式3の鉄の厚さに対して係数を掛ければ、改めて図9に示すような関係を求めることなくタンタルとの組合せを得ることができる。
【0047】
例えば、鉄より原子番号の小さい物質(チタン、クロム、マンガン、等)の場合はその物質に応じて上記式3で得られる鉄の厚さに対して減弱係数の差を補正する補正係数1.0〜3.0程度を、鉄より原子番号の大きい物質(コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、等)の場合はその物質に応じて上記式3で得られる鉄の厚さに対して減弱係数の差を補正する補正係数0.7〜1.0程度を掛けた厚さにすればよい。
【0048】
なお、鉄に代わる上記のような各物質において不純物を含む場合もしくはそれぞれを主物質とする合金である場合は、上記補正係数を掛けた上でさらに、その特性の変化を加味して0.8〜1.2程度の修正係数を掛けた厚さにすればよい。
【0049】
以上、鉄に代わる物質について説明したが、本発明の趣旨を鑑みれば、タンタルについてもこれはあくまで一例とする物質であり、本発明の放射線遮蔽体の構成要素はこの物質に限定されることはない。例えば、タンタルの代わりにタンタルと他の物質との合金、不純物を含んだタンタル、或いはタンタルと原子番号が近接するタングステン、等を用いてもよい。
【0050】
タンタルが他の物質との合金である場合や不純物を含んでいる場合は、上記式3で得られるタンタルの厚さに混合物の特性を加味して0.8〜1.2程度の修正係数を掛けた厚さにすればよい。
【0051】
また、タンタルの代わりにタンタルと原子番号の近い他の物質を用いる一例としてタングステン(W)の場合について説明する。図12はタンタルとタングステンの減弱係数特性を示す図である。同図において、縦軸は減弱係数(/cm)、横軸はX線エネルギー(keV)を示している。
【0052】
同図において、細実線121はタンタルの減弱係数特性、太実線122はタングステンの減弱係数特性、をそれぞれ示している。同図から明らかなように、これら2つの物質の減弱係数特性は互いに近接している。従って、簡単には上記式3のタンタルの厚さに対して係数を掛ければ、改めて図9に示すような関係を求めることなく鉄との組合せを得ることができる。
【0053】
実際、タングステンの減弱係数特性はタンタルよりも若干良い特性となっているため、上記式3で得られるタンタルの厚さに対して減弱係数の差を補正する補正係数0.85程度を掛けた厚さにすればよい。
【0054】
なお、タングステンが他の物質との合金である場合や不純物を含んでいる場合は、上記補正係数を掛けた上でさらに、その特性の変化を加味して0.8〜1.2程度の修正係数を掛けた厚さにすればよい。
【0055】
以上、説明したように、本発明の第1の実施の形態によれば、「原子番号の小さい汎用物質」と「原子番号の大きい希少物質」を組み合わせることにより、「原子番号の小さい汎用物質」のみの場合の放射線遮蔽能力の低さを「原子番号の大きい希少物質」により補い、「原子番号の大きい希少物質」のみの場合の入手価格が高価となる点を「原子番号の小さい汎用物質」により補うことができる。すなわち、従来の鉛の場合と同等以上の放射線遮蔽能力を有する放射線遮蔽体を鉄を用いて構成しても比較的薄く、妥当な入手価格で実現できるという効果を奏する。
(第2の実施の形態)
次に、図13乃至図20を用いて、本発明の第2の実施の形態を詳細に説明する。
【0056】
本発明の第2の実施の形態として「堅牢な物質(原子番号の小さい汎用物質)」と「減弱係数の大きい脆弱な物質」を組み合わせた場合の放射線遮蔽体について説明する。
【0057】
まず、放射線遮蔽体に利用する「堅牢な物質(原子番号の小さい汎用物質)」としては、例えば、上述の本発明の第1の実施の形態で説明した鉄等が考えられる。このような物質は強度の面で優れ、堅牢な物質と言えるが、それ単体では放射線遮蔽能力が低い。上述したように、このような物質単体で放射線遮蔽体を構成するとX線検出器周辺に非常に厚い放射線遮蔽体が鎮座してしまうことになり、X線診断装置の機動性が失われてしまう。
【0058】
また、放射線遮蔽体に利用する「減弱係数の大きい脆弱な物質」としては、例えば、放射線の吸収性が高く、X線の造影剤にも使用されているバリウム(Ba:原子番号56)やヨウ素(I:原子番号53)等が考えられる。これらの物質は減弱係数が大きいため放射線遮蔽能力が高い一方で、それ単体では放射線遮蔽体としてX線診断装置の構成材料とするには強度の面で不十分である。つまり、これらの物質は粉末や液体などの非固体状で用いられることも少なくなく、単体ではその放射線遮蔽能力を生かした遮蔽体を構成することができなかった。
【0059】
そこで、これら「堅牢な物質(原子番号の小さい汎用物質)」と「減弱係数の大きい脆弱な物質」を組み合わせることにより、それぞれの欠点を補った放射線遮蔽体を実現する。
【0060】
図13は、本発明の第2の実施の形態に係る放射線遮蔽体の構造を示す断面図である。図13において放射線遮蔽体は鉄131とバリウム132とからなる。同図では各物質が交互に層に、しかも堅牢な鉄131が脆弱なバリウム132を挟むような構成が示されているが、鉄とバリウムの2層構造でもよい(図14参照)。
【0061】
鉄とバリウムの場合、鉄の方がバリウムよりも強度が高いので、図13のように鉄でバリウムを挟む(鉄−バリウム−鉄の3層でもよい(図15参照))か、X線検出器側にバリウムを配置し外側に強度の高い鉄を配置する2層構造をとることが、強度面を考えると好ましい(図16参照)。
【0062】
図16において鉄131はX線検出器160に対してバリウム132を覆うように設けられている。このような配置は特にバリウムを非固体状(粉末状や液体状)で使用する場合に非常に有効である。組み合わせる物質の双方が固体状であると張り合わせの際に反り返ってしまったりして一体形成するのが困難な場合がある。しかしながら、一方の物質が非固体状である場合、固体物質によりこの非固体状の物質を覆い包み込むことで反り返りなどの心配もなく一体形成(一体配置)を容易にすることが可能になる。
【0063】
ところで、放射線遮蔽能力の面からみると、第1の実施の形態と同様に、バリウムに比べて減弱係数の低い鉄をX線検出器に近い側に設ける方法もある(図17参照)。この場合、脆弱な物質であるバリウムを支えるために、バリウム132の外側に何らかの容器(樹脂等)を備える必要がある。これにより、いきなり減弱係数の高いバリウムで余剰放射線(X線検出器160を透過してきたX線)を遮蔽し、X線検出器に跳ね返る放射線の量を増やしてX線検出器での検出精度を下げてしまうことを避けることが可能である。ただし、実際には遮蔽能力は減弱指数によるので、物質の厚さの選択によっては鉄の方が遮蔽能力が上がる場合がある。その場合は上記と逆の配置が好ましくなる。なお、実用的な面で考えると、上述のように強度面の問題があるので、本実施の形態の場合にはX線検出器に近い側に脆弱な物質を配置するのが好ましい。
【0064】
図18は本発明の第2の実施の形態に係る放射線遮蔽体の減弱指数特性の一例を示すための減弱指数特性図である。同図において、縦軸は減弱指数(減弱係数(/cm)×厚さ(cm))、横軸はX線エネルギー(keV)を示している。
【0065】
図18において、細実線181は厚さ1mmの鉛の減弱指数特性、太実線182は厚さ5.95mmの鉄と厚さ5.95mmのバリウムとを組み合わせた場合の減弱指数特性、をそれぞれ示している。この場合、全X線エネルギー領域において鉛の減弱指数特性と同等または上回っているので、X線エネルギーの大小に関わらず、少なくとも鉛を使用した場合の放射線遮蔽体の遮蔽能力は有することになる。なお、上記した鉄とバリウムの厚さは厚さ1mmの鉛に対するものであり、例えばBmmの厚さの鉛と同等の遮蔽能力(減弱指数)を得るためにはそれぞれの厚さをB倍したものを組み合わせることで実現できることになる。
【0066】
図18においては鉛1mmの厚さに対し鉄とバリウムの組み合わせ方の一例として、鉄が5.95mm、バリウムが5.95mmの場合について説明したが、各物質の厚さの組み合わせ方はこれに限られるものではない。図19は鉛の厚さ1mmの場合と同等の減弱指数を得られる鉄及びバリウムのそれぞれの厚さの組合せを示す図である。同図において、縦軸は鉄の厚さ(mm)、横軸はバリウムの厚さ(mm)を示している。
【0067】
図19に示される範囲であればいずれの場合も2つの物質を組み合わせた場合の減弱指数を鉛1mmの厚さの減弱指数と同等とすることが可能である。しかしながら、バリウムの厚さが約7.5mm以上になると鉄の厚さの減少率が小さくなってしまう。従って、バリウムの厚さが7.5mmより小さい値において鉄の厚さを選ぶ組合せが好ましい。この場合、鉄とバリウムのそれぞれの厚さの関係は次の式4で表される。
【0068】
(鉄の厚さ)=−2.8×(バリウムの厚さ)+22・・・(式4)
図19から明らかなように鉄とバリウムとを組合せる場合の放射線遮蔽体の厚さは鉄の厚さに依存する部分が比較的大きい。従って、上記式4を満たす場合であっても放射線の厚さを考慮する場合は、鉄単体で放射線遮蔽体を構成する場合に要する厚さ(上記式4でバリウムの厚さ=0とした場合、鉄の厚さ=22mm)の2/3程度以下の厚さで鉄を用いるのが好ましい。
【0069】
なお、上記式4は鉛1mmの厚さに対する鉄とバリウムの関係であるので、鉛Bmmの厚さに等価な減弱指数を有する放射線遮蔽体を得るためには、上記式4で得られる鉄およびバリウムの厚さをそれぞれB倍した厚さを用いればよい。
【0070】
以上、鉄とバリウムを組み合わせる場合について述べたが、「堅牢な物質(原子番号の小さい汎用物質)」と「減弱係数の大きい脆弱な物質」を組み合わせる本発明の第2の実施の形態においては鉄とバリウムの組合せに限定されるものではない。
【0071】
バリウムが他の物質と混合している場合や不純物を含んでいる場合は、上記式4で得られるバリウムの厚さに混合物等の特性を加味して0.8〜1.2程度の修正係数を掛けた厚さにすればよい。
【0072】
また、バリウムの代わりにバリウムと原子番号の近い他の物質を用いる一例としてヨウ素(I)の場合について説明する。図20はバリウムとヨウ素の減弱係数特性を示す図である。同図において、縦軸は減弱係数(/cm)、横軸はX線エネルギー(keV)を示している。
【0073】
同図において、細実線201はバリウムの減弱係数特性、太実線202はヨウ素の減弱係数特性、をそれぞれ示している。同図から明らかなように、これら2つの物質の減弱係数特性は互いに近接している。従って、簡単には上記式4のバリウムの厚さに対して係数を掛ければ、改めて図19に示すような関係を求めることなく鉄との組合せを得ることができる。
【0074】
実際、ヨウ素の減弱係数特性はバリウムよりも若干良い特性となっているため、上記式4で得られるバリウムの厚さに対して減弱係数の差を補正する補正係数0.8程度を掛けた厚さにすればよい。
【0075】
ヨウ素が他の物質と混合している場合や不純物を含んでいる場合は、上記補正係数を掛けた上でさらに、その特性の変化を加味して0.8〜1.2程度の修正係数を掛けた厚さにすればよい。
【0076】
ところで、本第2の実施の形態の鉄についてはチタン、クロム、マンガン、その他、第1の実施の形態に記載した通りである。第1の実施の形態の場合の式3を本第2の実施の形態の場合には式4として読み替えればよいので、ここでは説明を省略する。
【0077】
なお、ヨウ素のK吸収端33KeV以上のX線エネルギー領域で減弱係数が一致するスズ(Sn:原子番号50)及びスズ合金を用いる場合も、ヨウ素及びヨウ素の化合物と同等の遮蔽効果が得られる。
【0078】
以上、説明したように、本発明の第2の実施の形態によれば、「堅牢な物質(原子番号の小さい汎用物質)」と「減弱係数の大きい脆弱な物質」を組み合わせることにより、「堅牢な物質(原子番号の小さい汎用物質)」のみの場合の放射線遮蔽能力の低さを「減弱係数の大きい脆弱な物質」により補い、「減弱係数の大きい脆弱な物質」のみの場合の強度に劣る点を「堅牢な物質(原子番号の小さい汎用物質)」により補うことができる。すなわち、従来の鉛の場合と同等以上の放射線遮蔽能力を有する放射線遮蔽体を鉄を用いて構成しても比較的薄く、十分な強度にて実現できるという効果を奏する。
(第3の実施の形態)
最後に、図21乃至図26を用いて、本発明の第3の実施の形態を詳細に説明する。
【0079】
本発明の第3の実施の形態として「堅牢な物質(原子番号の大きい希少物質)」と「減弱係数の大きい脆弱な物質」を組み合わせた場合の放射線遮蔽体について説明する。
【0080】
まず、放射線遮蔽体に利用する「堅牢な物質(原子番号の大きい希少物質)」としては、例えば、上述の本発明の第1の実施の形態で説明したタンタルやタングステンが考えられる。これらの物質は上述の本発明の第1の実施の形態で説明した「鉛の原子番号に比較的近いため放射線遮蔽能力は鉛とあまり変わらない」という他に、強度の面においても優れ、堅牢な物質と言えるが、稀少物質として大変に高価である。従って、X線発生器の近傍に設置され、X線検出器に入射するX線を遮蔽するような比較的薄く面積の小さい部分として用いるのには問題ないが、X線検出器およびその周辺からの余剰放射線を遮蔽するような、比較的厚く面積の大きい部分に使用するには放射線遮蔽体が非常に高価となってしまう。
【0081】
また、放射線遮蔽体に利用する「減弱係数の大きい脆弱な物質」としては、上述の本発明の第2の実施の形態で説明したように、例えば、放射線の吸収性が高く、X線の造影剤にも使用されているバリウムやヨウ素等が考えられる。これらの物質は減弱係数が大きいため放射線遮蔽能力が高い一方で、それ単体では放射線遮蔽体としてX線診断装置の構成材料とするには強度の面で不十分である。つまり、これらの物質は粉末や液体などの非固体状で用いられることも少なくなく、単体ではその放射線遮蔽能力を生かした遮蔽体を構成することができなかった。
【0082】
そこで、これら「堅牢な物質(原子番号の大きい希少物質)」と「減弱係数の大きい脆弱な物質」を組み合わせることにより、それぞれの欠点を補った放射線遮蔽体を実現する。
【0083】
図21は、本発明の第3の実施の形態に係る放射線遮蔽体の構造を示す断面図である。図21において放射線遮蔽体はタンタル211とバリウム212とからなる。同図では各物質が交互に層に、しかも堅牢なタンタルが脆弱なバリウムを挟むような構成が示されているが、タンタルとバリウムの2層構造でもよい(図22参照)。
【0084】
タンタルとバリウムの場合、タンタルの方がバリウムよりも強度が高いので、図21のようにタンタルでバリウムを挟む(鉄−バリウム−鉄の3層でもよい(図23参照))か、X線検出器側にバリウムを配置し外側に強度の高いタンタルを配置する2層構造をとることが、強度面を考えると好ましい(図24参照)。
【0085】
図24においてタンタル211はX線検出器240に対してバリウム212を覆うように設けられている。このような配置は特にバリウムを非固体状(粉末状や液体状)で使用する場合に非常に有効である。組み合わせる物質の双方が固体状であると張り合わせの際に反り返ってしまったりして一体形成するのが困難な場合がある。しかしながら、一方の物質が非固体状である場合、固体物質によりこの非固体状の物質を覆い包み込むことで反り返りなどの心配もなく一体形成(一体配置)を容易にすることが可能になる。
【0086】
これはまた、放射線遮蔽能力の面からみても、タンタルに比べて減弱係数のやや低いバリウムをX線検出器に近い側に設けるのが好ましい。このようにすることで、いきなり減弱係数のより高いタンタルで余剰放射線を遮蔽し、X線検出器に跳ね返る放射線の量を増やしてX線検出器での検出精度を下げてしまうことを避けることが可能である。
【0087】
図25は本発明の第3の実施の形態に係る放射線遮蔽体の減弱指数特性の一例を示すための減弱指数特性図である。同図において、縦軸は減弱指数(減弱係数(/cm)×厚さ(cm))、横軸はX線エネルギー(keV)を示している。
【0088】
図25において、細実線251は厚さ1mmの鉛の減弱指数特性、太実線252は厚さ0.52mmのタンタルと厚さ4.68mmのバリウムとを組み合わせた場合の減弱指数特性、をそれぞれ示している。この場合、全X線エネルギー領域において鉛の減弱指数特性と同等または上回っているので、X線エネルギーの大小に関わらず、少なくとも鉛を使用した場合の放射線遮蔽体の遮蔽能力は有することになる。なお、上記したタンタルとバリウムの厚さは厚さ1mmの鉛に対するものであり、例えばCmmの厚さの鉛と同等の遮蔽能力(減弱指数)を得るためにはそれぞれの厚さをC倍したものを組み合わせることで実現できることになる。
【0089】
図25においては鉛1mmの厚さに対しタンタルとバリウムの組み合わせ方の一例として、タンタルが0.52mm、バリウムが4.68mmの場合について説明したが、各物質の厚さの組み合わせ方はこれに限られるものではない。図26は鉛の厚さ1mmの場合と同等の減弱指数を得られるタンタル及びバリウムのそれぞれの厚さの組合せを示す図である。同図において、縦軸はタンタルの厚さ(mm)、横軸はバリウムの厚さ(mm)を示している。
【0090】
図26に示される範囲であればいずれの場合も2つの物質を組み合わせた場合の減弱指数を鉛1mmの厚さの減弱指数と同等とすることが可能である。タンタルとバリウムのそれぞれの厚さの関係は次の式5で表される。
【0091】
(タンタルの厚さ)=−0.097×(バリウムの厚さ)+0.97・・・(式5)
図26から明らかなようにタンタルとバリウムとを組合せる場合の放射線遮蔽体の厚さはバリウムの厚さに依存する部分が非常に大きい。従って、上記式5を満たす場合であっても放射線の厚さを考慮する場合は、バリウム単体で放射線遮蔽体を構成する場合に要する厚さ(上記式5でタンタルの厚さ=0とした場合、バリウムの厚さ=10mm)の2/3程度以下の厚さでバリウムを用いるのが好ましい。
【0092】
なお、上記式5は鉛1mmの厚さに対するタンタルとバリウムの関係であるので、鉛Cmmの厚さに等価な減弱指数を有する放射線遮蔽体を得るためには、上記式5で得られるタンタルおよびバリウムの厚さをそれぞれC倍した厚さを用いればよい。
【0093】
以上、タンタルとバリウムを組み合わせる場合について述べたが、「堅牢な物質(原子番号の大きい希少物質)」と「減弱係数の大きい脆弱な物質」を組み合わせる本発明の第3の実施の形態においてはタンタルとバリウムの組合せに限定されるものではない。
【0094】
上記本実施の形態のタンタルについては第1の実施の形態に記載した通り例えばタングステンなどを代替物質として用いてもよい。なお、第1の実施の形態の場合の式3を本第3の実施の形態の場合には式5として読み替えればよいので、ここでは説明を省略する。
【0095】
また、上記本実施の形態のバリウムについては第2の実施の形態に記載した通り例えばヨウ素などを代替物質として用いてもよい。なお、第2の実施の形態の場合の式4を本第3の実施の形態の場合には式5として読み替えればよいので、ここでは説明を省略する。
【0096】
さらに、ヨウ素のK吸収端33KeV以上のX線エネルギー領域で減弱係数が一致するスズ(Sn:原子番号50)及びスズ合金を用いる場合も、ヨウ素及びヨウ素の化合物と同等の遮蔽効果が得られる。
【0097】
なお、上記タンタルとバリウムの組合せは、図25からも分かるようにK吸収端の不連続点がX線エネルギーで40keV及び70keV付近にできるため、特開昭63−61999号で指摘するK特性X線の発生が認められる。しかしながら、K吸収点がこれら2つの不連続点より低い10keV近傍以下の領域に存在する原子番号が30以下の物質をさらに組み合わせて用いるとこの影響は小さくなる。
【0098】
以上、説明したように、本発明の第3の実施の形態によれば、「堅牢な物質(原子番号の大きい希少物質)」と「減弱係数の大きい脆弱な物質」を組み合わせることにより、「堅牢な物質(原子番号の大きい希少物質)」のみの場合の入手価格が高価となる点を「減弱係数の大きい脆弱な物質」により補い、「減弱係数の大きい脆弱な物質」のみの場合の強度に劣る点を「堅牢な物質(原子番号の大きい希少物質)」により補うことができる。すなわち、従来の鉛の場合と同等以上の放射線遮蔽能力を有する放射線遮蔽体を妥当な入手価格で、十分な強度にて実現できるという効果を奏する。
【0099】
以上、本発明によれば、放射線遮蔽体に従来使用してきた鉛をその遮蔽体の主となる物質とすることなく、鉛の場合と同等以上の遮蔽能力を有する放射線遮蔽体を構成することが可能となる。減弱係数及び強度、さらには入手困難度(価格)の異なる物質(構成要素)の組合せにより、例えば、遮蔽能力は高いが強度に劣る物質についても遮蔽能力は劣るが強度に優れた物質と組み合せることにより、実質的に鉛を使わなくても実用的な放射線遮蔽体を提供することができる。
【0100】
なお、本発明は上述した各発明の実施の形態に限定されるものではない。各発明の実施の形態において説明した放射線遮蔽体はX線診断装置にのみ適用可能とするものではなく例えばX線CT装置などX線を発生して診断するいかなる放射線診断装置にも適用可能である。また、本発明の実施の形態では鉄(又は鉄と原子番号が近接する物質)と組合せる物質として、タンタル又はタンタルと原子番号が近接する物質(第1の実施の形態)及びバリウム及びバリウムと原子番号が近接する物質(第2の実施の形態)について説明したが、本発明においてはこれらの組合せに限られるものではなく、鉄(又は鉄と原子番号が近接する物質)より原子番号が大きく鉛より原子番号が小さい物質であればよい。さらに、本発明の実施の形態ではいずれの場合も2種類の物質を主要な物質として説明したが、本発明においては3種類以上の複数物質により放射線遮蔽体を構成してもよい。
【0101】
さらにまた、各発明の実施の形態において示した物質以外であっても本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば本発明を実現する物質となり得ることは言うまでもない。
【0102】
[付記]
前記タンタルと原子番号が近接する物質はタングステンであることを特徴とする放射線遮蔽体。
【0103】
前記バリウムと原子番号が近接する物質はヨウ素又はスズであることを特徴とする放射線遮蔽体。
【0104】
前記所定の厚さは3mm以下であることを特徴とする放射線遮蔽体。
【0105】
前記第1の構成要素及び第2の構成要素のうち強度の低い方の構成要素を強度の高い方の構成要素で覆うことを特徴とする放射線遮蔽体。
【0106】
前記第1の構成要素及び第2の構成要素のうち減弱指数の低い方の構成要素を減弱指数の高い方の構成要素よりも被放射線遮蔽体に近接する態様にて設けることを特徴とする放射線遮蔽体。
【0107】
前記第1の構成要素の主物質は鉄又は鉄と原子番号が近接する物質であり、前記第2の構成要素の主物質はタンタル又はタンタルと原子番号が近接する物質であることを特徴とする放射線遮蔽体。
【0108】
前記第1の構成要素の主物質の厚さは、前記第1の構成要素及び前記第2の構成要素をそれぞれ適当な厚さにして組み合わせたときに得られる減弱指数を前記第1の構成要素のみで達成するときの厚さの2/3以下となることを特徴とする放射線遮蔽体。
【0109】
前記第1の構成要素及び前記第2の構成要素をそれぞれ適当な厚さにして組み合わせたときに得られる減弱係数が厚さ1mmの鉛により得られる減弱係数のX倍であるとき、前記第2の構成要素の主物質の厚さをX分の1にした値が0.75mm未満となることを特徴とする放射線遮蔽体。
【0110】
前記第1の構成要素の主物質はバリウム又はバリウムと原子番号が近接する物質であり、前記第2の構成要素の主物質は鉄又は鉄と原子番号が近接する物質であることを特徴とする放射線遮蔽体。
【0111】
前記第2の構成要素の主物質の厚さは、前記第1の構成要素及び前記第2の構成要素をそれぞれ適当な厚さにして組み合わせたときに得られる減弱指数を前記第2の構成要素のみで達成するときの厚さの2/3以下となることを特徴とする放射線遮蔽体。
【0112】
前記第1の構成要素及び前記第2の構成要素をそれぞれ適当な厚さにして組み合わせたときに得られる減弱係数が厚さ1mmの鉛により得られる減弱係数のX倍であるとき、前記第1の構成要素の主物質の厚さをX分の1にした値が7.5mm未満となることを特徴とする放射線遮蔽体。
【0113】
前記第1の構成要素の主物質はバリウム又はバリウムと原子番号が近接する物質であり、前記第2の構成要素の主物質はタンタル又はタンタルと原子番号が近接する物質であることを特徴とする放射線遮蔽体。
【0114】
前記第1の構成要素の主物質の厚さは、前記第1の構成要素及び前記第2の構成要素をそれぞれ適当な厚さにして組み合わせたときに得られる減弱指数を前記第1の構成要素のみで達成するときの厚さの2/3以下となることを特徴とする放射線遮蔽体。
【0115】
【発明の効果】
本発明によれば、各物質において互いの長所により互いの短所を補うことができるような複数の物質を組み合わせることにより、鉛を主とすることなく放射線遮蔽体を構成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を説明するためのX線診断装置の側面図。
【図2】本発明の放射線遮蔽体を光電子増倍管に適用する場合の一例を示すX線診断装置の側面図。
【図3】鉛の減弱係数特性を示す減弱係数特性図。
【図4】本発明の物質の組合せによる減弱指数が鉛の減弱指数を上回る例を示す減弱指数特性図。
【図5】本発明の第1の実施の形態に係る放射線遮蔽体の構造の第1の例を示す断面図。
【図6】本発明の第1の実施の形態に係る放射線遮蔽体の構造の第2の例を示す断面図。
【図7】本発明の第1の実施の形態に係る放射線遮蔽体のX線検出器に対する配置構造の例を示す断面図。
【図8】本発明の第1の実施の形態に係る放射線遮蔽体の減弱指数特性の一例を示すための図。
【図9】鉛と同等以上の減弱指数を得る鉄及びタンタルの厚さの関係を示す図。
【図10】ステンレス鋼に係る物質の減弱係数特性の例を示す図。
【図11】鉄と原子番号の近い物質の減弱係数特性の例を示す図。
【図12】タンタルとタングステンの減弱係数特性を示す図。
【図13】本発明の第2の実施の形態に係る放射線遮蔽体の構造の第1の例を示す断面図。
【図14】本発明の第2の実施の形態に係る放射線遮蔽体の構造の第2の例を示す断面図。
【図15】本発明の第2の実施の形態に係る放射線遮蔽体の構造の第3の例を示す断面図。
【図16】本発明の第2の実施の形態に係る放射線遮蔽体のX線検出器に対する配置構造の第1の例を示す断面図。
【図17】本発明の第2の実施の形態に係る放射線遮蔽体のX線検出器に対する配置構造の第2の例を示す断面図。
【図18】本発明の第2の実施の形態に係る放射線遮蔽体の減弱指数特性の一例を示すための図。
【図19】鉛と同等以上の減弱指数を得る鉄及びバリウムの厚さの関係を示す図。
【図20】バリウムとヨウ素の減弱係数特性を示す図。
【図21】本発明の第3の実施の形態に係る放射線遮蔽体の構造の第1の例を示す断面図。
【図22】本発明の第3の実施の形態に係る放射線遮蔽体の構造の第2の例を示す断面図。
【図23】本発明の第3の実施の形態に係る放射線遮蔽体の構造の第3の例を示す断面図。
【図24】本発明の第3の実施の形態に係る放射線遮蔽体のX線検出器に対する配置構造の例を示す断面図。
【図25】本発明の第3の実施の形態に係る放射線遮蔽体の減弱指数特性の一例を示すための図。
【図26】鉛と同等以上の減弱指数を得るタンタル及びバリウムの厚さの関係を示す図。
【符号の説明】
1・・・X線発生器
3・・・寝台
4,70,160,240・・・X線検出器
6,9・・・放射線遮蔽体
7・・・光電子増倍管
8・・・テレビカメラ
51,131・・・鉄
52,211・・・タンタル
81,181,251・・・鉛の減弱指数特性
82・・・鉄とタンタルを組み合わせた場合の減弱指数特性
101・・・鉄の減弱係数特性
121・・・タンタルの減弱係数特性
132,212・・・バリウム
182・・・鉄とバリウムを組み合わせた場合の減弱指数特性
201・・・バリウムの減弱係数特性
252・・・タンタルとバリウムを組み合わせた場合の減弱指数特性
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a radiation shield for shielding excess radiation due to X-rays generated from an X-ray generator, a radiation detector including the radiation shield, and a radiation diagnostic apparatus including the radiation shield.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, with respect to X-ray shielding in an apparatus for generating X-rays, for example, Japanese Patent Publication No. Hei 7-66080 (X-ray shielding that is used for an X-ray diaphragm that limits an irradiation field incident on an X-ray film is made thinner than before) Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-61999 (X-ray shielding member for enhancing the effect of shielding X-rays incident on an X-ray detector) and the like are known.
[0003]
In the former, a reinforcing member such as a thin fiber reinforced plastic is attached to a shielding member such as lead, and a thin and strong shielding member is formed while keeping the shielding ability. In the latter, two kinds of members having different K absorption edges, such as lead and tantalum, are bonded together to produce a shielding material having an enhanced shielding effect by changing the quality of light incident on the X-ray detector. It is.
[0004]
On the other hand, in a diagnostic device using X-rays, the amount of surplus radiation emitted from the diagnostic device without using the X-rays emitted from the X-ray generator through a patient or an X-ray detector and the like is not used. Various standards and the like (for example, standards for medical X-ray equipment in Japan and IEC60601-1-3 for overseas) are within limits.
[0005]
Due to such a restriction, generally, the above-mentioned standard is satisfied by providing a radiation shield on the back surface of the X-ray detector and its periphery.
[0006]
Conventionally, lead having a thickness of about 2 mm to 3 mm has been used as a radiation shield. This is because the shielding ability against radiation is (1) the higher the atomic number, the higher the substance (lead (Pb) is atomic number 82), and (2) the atomic number is the same as that of lead in terms of availability and price. Because it is much better than other substances that have
[0007]
However, in recent years, from the viewpoint of consideration for the environment, it has been required to manufacture products that use as little lead as possible.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, since the conventional radiation shield is mainly made of lead, it is not preferable from the viewpoint of recent environmental problems, and has been against the current trend of eliminating lead in various directions. Also, in order to expect the same level of shielding effect as lead using a substance other than lead when lead is not used, it requires tens of times the thickness of lead, is brittle in terms of strength, A material that can be used practically, such as being very expensive due to a rare substance, could not be obtained.
[0009]
In particular, iron and other materials have the advantage of being readily available, inexpensive, and robust in terms of strength as general-purpose materials. There was a problem that had to be.
[0010]
Therefore, the present invention provides a radiation shield which can be practically used even when iron is used, for example, substantially without using lead, a radiation detector having the radiation shield, and radiation having the radiation shield. It is an object to provide a diagnostic device.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a radiation shield according to the present invention according to claim 1 includes a first component mainly composed of iron or a substance having an atomic number close to iron, and a first component composed of the first component. A second component mainly composed of a substance having an atomic number larger than that of the main substance and smaller than that of lead.
[0012]
Accordingly, when the radiation shield is formed using iron or a substance having a source number close to that of iron, a radiation shield that is thinner than that formed of iron alone can be realized.
[0013]
The radiation shield of the invention according to claim 4 includes a first constituent element made of one or more substances and one or more substances, and an attenuation coefficient of a main substance of the radiation shield is a main substance of the first constituent element. A second component in a non-solid state, which is larger than the attenuation coefficient of the first component, and disposing the first component so as to cover the second component with respect to the radiation shield. Features.
[0014]
Further, the radiation shield of the present invention according to claim 6 is a radiation shielding body according to claim 1, wherein the first constituent element is mainly a substance other than lead, and the main substance is a substance other than lead, and at least one of the strength and the attenuation coefficient is the second element. A second component that is higher than that of the main component of the first component, and the first component and the second component are each suitable for an attenuation index determined by an attenuation coefficient and a thickness of the material. It is characterized in that the attenuation index when combined with a small thickness is equal to or greater than the attenuation index of lead at a predetermined thickness.
[0015]
In the present invention according to claim 7, an X-ray detection unit for detecting X-rays transmitted through the subject, iron, or a first component mainly composed of a substance whose atomic number is close to iron, A radiation shield comprising: a second component having, as a main material, a substance having an atomic number larger than that of the main substance of the first element and a substance having an atomic number smaller than that of lead; The radiation detector is provided on a side different from the subject to be used for use.
[0016]
Further, in the present invention according to claim 8, an X-ray generation unit for generating X-rays, an X-ray detection unit for detecting X-rays generated by the X-ray generation unit and transmitted through the subject, and And a second component mainly composed of a substance having an atomic number larger than that of the first component and having a smaller atomic number than lead. The radiation diagnostic apparatus further comprises: a radiation shield comprising: a radiation shield provided on a side different from the subject with respect to the X-ray detection unit. And
[0017]
According to the present invention as described above, radiation can be shielded without using lead as a main substance. By combining a plurality of substances that can compensate for each other's disadvantages with each other's merits, a practical radiation shield and a radiation diagnostic apparatus including this radiation shield can be provided.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First Embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a radiation shield according to the present invention will be described with reference to FIGS. First, an outline of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0019]
FIG. 1 is a side view showing an example of a state at the time of examination using an X-ray diagnostic apparatus, and is a diagram for explaining a radiation diagnostic apparatus having a radiation shield of the present invention. In FIG. 1, an X-ray diagnostic apparatus includes an X-ray generator 1 for irradiating X-rays, a bed 3 on which a patient 2 sleeps, an X-ray detector 4 for detecting X-rays transmitted through the patient 2, and an X-ray detector. A radiation shield 6 that shields excess radiation 5 including X-rays that leaks from behind the detector 4 or the like.
[0020]
The X-rays generated by the X-ray generator 1 are applied to the patient 2 lying on the couch 3, transmitted through the patient 2 and the couch 3, and collected and detected by the X-ray detector 4. Information detected by the X-ray detector 4 is transmitted to a subsequent device (not shown) and processed as image information. The X-ray detector 4 generally includes an X-ray fluorescence intensifier, an X-ray flat detector (a flat solid detector), and the like. When the X-ray detector 4 is the X-ray film itself, image information is recorded on this film. A radiation shield 6 is installed for radiation containing X-rays (excess radiation 5) which is not collected by the X-ray detector 4 or leaked from the X-ray detector 4 among the X-rays transmitted through the patient 2. Thus, radiation to the outside of the X-ray diagnostic apparatus is suppressed.
[0021]
FIG. 2 is a view showing a state in which a radiation shield 9 is provided when the X-ray fluorescence multiplier 7 is used as the X-ray detector. In the figure, reference numeral 8 denotes a television camera, and 10 denotes an image output unit of the X-ray fluorescent multiplier 7. The table 3 may have a form in which a radiation shield 9 is attached to shield X-rays near the input. Further, a radiation shield 9 may be integrally formed (applied) around the X-ray fluorescent multiplier 7. Since the image output unit 10 is not provided with the radiation shield 9, the radiation shield 9 is provided for the television camera 8 to shield X-rays coming out of the image output unit 10.
[0022]
As is clear from the drawings in both cases of FIGS. 1 and 2, the radiation shield 6 (9) is used by the patient 2 with respect to the X-ray detector 4 (the X-ray fluorescence multiplier 7 in FIG. 2). It is provided on the side that is not located (the side opposite to the patient 2 and the side in the figure).
[0023]
In domestic and overseas standards, the amount of surplus radiation 5 leaking around the X-ray detector as described above is specified. However, the shielding ability of the radiation shield 6 provided to satisfy the specified value, that is, the radiation shield The shielding ability of the substance used as 6 is expressed by the following equation 1.
[0024]
I = I0 × EXP [−μx] (formula 1)
I0: Intensity of X-ray of single energy incident on the target substance
I: Intensity of monoenergetic X-ray transmitted through the target substance
x: Thickness of the target substance
μ: Attenuation coefficient of the target substance
Here, the attenuation coefficient μ indicates the degree of interaction with the substance,
1) Coefficient due to photoelectric effect
2) Rayleigh scattering coefficient
3) Coefficient by Compton scattering
4) Coefficient by electron pair generation
And is determined by the type of the substance and the energy of the X-ray.
[0025]
For example, FIG. 3 is a diagram showing attenuation coefficient characteristics of lead conventionally used as a radiation shield. In the figure, the vertical axis indicates the attenuation coefficient (/ cm), and the horizontal axis indicates the X-ray energy (keV). In FIG. 3, the discontinuity point near 88.0 keV is called a K absorption edge and corresponds to an excitation voltage of a K characteristic X-ray.
[0026]
In the case of lead, the radiation shield has been realized with a thickness of about 2 mm to 3 mm in order to satisfy the specified value defined by the standard. In order to form a radiation shielding body having a radiation shielding ability equal to or higher than that of lead by using a main substance other than lead in the present invention, the index “μ × x” (hereinafter referred to as the attenuation index) of the above formula 1 is used. What is necessary is to make a combination of substances equivalent to or more than lead. For example, in order to realize a radiation shield instead of lead by using two substances (main substances) A and B, the following equation 2 may be satisfied.
[0027]
μ (Pb) × x (Pb) ≦ μ (A) × x (A) + μ (B) × x (B) (2)
μ (Pb): Lead attenuation coefficient
μ (A): attenuation coefficient of substance A
μ (B): attenuation coefficient of substance B
x (Pb): thickness of lead
x (A): thickness of substance A
x (B): thickness of substance B
FIG. 4 is an attenuation index characteristic diagram for theoretically showing an example in which the attenuation index due to the combination of the substance A and the substance B exceeds the attenuation index of lead. In the figure, the vertical axis represents the attenuation index (attenuation coefficient (/ cm) × the thickness (cm)), and the horizontal axis represents the X-ray energy (keV).
[0028]
In FIG. 4, a solid line 41 is an attenuation index characteristic of 1 mm thick lead (x (Pb) = 0.1 (cm) in Equation 2), and a thin solid line 42 is a substance A having a thickness of 2 mm (x (Ab in Equation 2). ) = 0.2 (cm)), the thin solid line 43 is the attenuation index characteristic of a 3 mm thick substance B (x (B) = 0.3 (cm) in Equation 2), and the thick solid line 44 is the total. 5 shows attenuation index characteristics of a combination of substances A and B having a thickness of 5 mm, respectively. As can be seen from the figure, even when each substance alone cannot exceed the lead attenuation index in the entire X-ray energy band, the radiation shielding ability of the combination of multiple substances is equal to or higher than that of the case of using lead. Can be obtained.
[0029]
Next, the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
[0030]
As a first embodiment of the present invention, a radiation shield when a “general-purpose substance having a small atomic number” and a “rare substance having a large atomic number” are combined will be described.
[0031]
First, iron (Fe: atomic number 26) can be considered as a “general-purpose substance having a small atomic number” used for a radiation shield. Such a substance can be said to be a general-purpose substance in terms of availability and economy, but has a low radiation shielding ability by itself. For example, in order to obtain a radiation shielding ability equivalent to that of lead having a thickness of 1 mm, a thickness of about 22 mm is required in the case of iron. For this reason, if a radiation shield is composed of such a substance alone, a very thick radiation shield will be seated around the X-ray detector, and the mobility of the X-ray diagnostic apparatus will be lost. In particular, in the case of a surgical X-ray apparatus or an arm-type apparatus, the area around the X-ray detector becomes too large, the mobility is impaired, and it cannot be put to practical use.
[0032]
Further, tantalum (Ta: atomic number 73) and tungsten (W: atomic number 74) can be considered as the "rare substance having a large atomic number" used for the radiation shield. Since these substances are relatively close to the atomic number of lead, their radiation shielding ability is not so different from that of lead, but they are very expensive as rare substances. Therefore, there is no problem in using it as a relatively thin and small-area portion that is installed near the X-ray generator and shields X-rays incident on the X-ray detector. The radiation shield is very expensive for use in a relatively thick and large area such as to shield the excess radiation.
[0033]
Thus, by combining these “general-purpose substances having a small atomic number” and “rare substances having a large atomic number”, a radiation shield that compensates for their respective disadvantages is realized.
[0034]
FIG. 5 is a sectional view showing the structure of the radiation shield according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 5, the radiation shield comprises iron 51 and tantalum 52. Although FIG. 5 shows a configuration in which each substance alternately forms a layer, a two-layer structure of iron and tantalum may be used (see FIG. 6). Since both iron and tantalum are robust, iron having a lower attenuation coefficient than tantalum may be provided on the side closer to the X-ray detector (see FIG. 7). 7, the iron 51 is provided so as to be close to the X-ray detector 70. As a result, it is possible to prevent surplus radiation from being suddenly shielded by tantalum having a high attenuation coefficient and increase the amount of radiation rebounding to the X-ray detector, thereby preventing the detection accuracy from being lowered by the X-ray detector. However, since the shielding ability is actually based on the attenuation index (attenuation coefficient × thickness), iron may have a higher shielding ability depending on the selection of the material thickness. In that case, the arrangement opposite to the above is preferable. Note that the thickness of the substance largely depends on the price at the time of obtaining the substance. Therefore, the thickness of relatively inexpensive iron and rare and expensive tantalum is determined based on a combination of ranges shown in FIG. You only have to decide.
[0035]
FIG. 8 is an attenuation index characteristic diagram for illustrating an example of the attenuation index characteristic of the radiation shield according to the first embodiment of the present invention. In the figure, the vertical axis represents the attenuation index (attenuation coefficient (/ cm) × the thickness (cm)), and the horizontal axis represents the X-ray energy (keV).
[0036]
In FIG. 8, a thin solid line 81 indicates an attenuation index characteristic of lead having a thickness of 1 mm, and a thick solid line 82 indicates an attenuation index characteristic when iron having a thickness of 8.65 mm and tantalum having a thickness of 0.46 mm are combined. ing. In this case, since the attenuation index characteristic of lead is equal to or higher than that of lead in the entire X-ray energy region, regardless of the magnitude of the X-ray energy, the radiation shield has at least the shielding ability when lead is used. The thicknesses of iron and tantalum described above are for 1 mm thick lead. For example, in order to obtain a shielding ability (attenuation index) equivalent to that of Amm thick lead, each thickness was multiplied by A. It can be realized by combining things.
[0037]
In FIG. 8, as an example of the combination of iron and tantalum with respect to the thickness of 1 mm of lead, the case where iron is 8.65 mm and tantalum is 0.46 mm has been described. It is not limited. FIG. 9 is a diagram showing combinations of iron and tantalum thicknesses that can obtain an attenuation index equivalent to that of a lead thickness of 1 mm. In the figure, the vertical axis indicates the thickness (mm) of iron, and the horizontal axis indicates the thickness (mm) of tantalum.
[0038]
In any case within the range shown in FIG. 9, the attenuation index in the case of combining two substances can be made equal to the attenuation index of a thickness of 1 mm of lead. However, when the thickness of tantalum is about 0.70 mm to 0.75 mm or more, the reduction rate of the iron thickness becomes small. Therefore, a combination in which the thickness of iron is selected when the thickness of tantalum is smaller than 0.70 mm to 0.75 mm is preferable. In this case, the relationship between the thicknesses of iron and tantalum is expressed by the following equation (3).
[0039]
(Thickness of iron) = − 29 × (thickness of tantalum) +22 (Equation 3)
As is clear from FIG. 9, the thickness of the radiation shield when combining iron and tantalum largely depends on the thickness of iron. Therefore, when the radiation thickness is taken into consideration even when the above equation 3 is satisfied, the thickness required when the radiation shield is constituted by iron alone (when the tantalum thickness = 0 in the above equation 3) It is preferable to use iron with a thickness of about / or less of (iron thickness = 22 mm).
[0040]
In addition, since the above formula 3 is a relationship between iron and tantalum with respect to a thickness of 1 mm of lead, in order to obtain a radiation shield having an attenuation index equivalent to the thickness of lead Amm, the iron and the tantalum obtained by the above formula 3 must be used. A thickness obtained by multiplying the thickness of tantalum by A may be used.
[0041]
The case where iron and tantalum are combined has been described above. However, in the first embodiment of the present invention in which “a general-purpose substance having a small atomic number” and “a rare substance having a large atomic number” are combined, the combination is limited to the combination of iron and tantalum. It is not done. Hereinafter, description will be made with reference to FIGS.
[0042]
First, a case where an iron alloy is used instead of iron will be described. Iron alloys include, for example, cast iron, steel, and stainless steel. In the case of cast iron and steel, components other than iron contained therein are minute, so that the influence on the relationship of the above equation 3 is small. Therefore, simply by multiplying the iron thickness in the above equation 3 by a coefficient, a combination with tantalum can be obtained without finding the relationship as shown in FIG. 9 again. In the case of stainless steel, nickel (Ni: atomic number 28) or chromium (Cr: atomic number 24) whose atomic number is close to that of iron is included in iron, which will be described below with reference to FIG.
[0043]
FIG. 10 is a diagram showing an example of the attenuation coefficient characteristic of a substance relating to stainless steel. In the figure, the vertical axis indicates the attenuation coefficient (/ cm), and the horizontal axis indicates the X-ray energy (keV). In the figure, a thick solid line 101 indicates an attenuation coefficient characteristic of iron, a thin solid line 102 indicates an attenuation coefficient characteristic of nickel, and a thin solid line 103 indicates an attenuation coefficient characteristic of chromium. As is clear from the figure, the attenuation coefficient characteristics of nickel and chromium are close to those of iron. Therefore, similarly to the case of cast iron and steel, simply by multiplying the iron thickness of the above equation 3 by a coefficient, a combination with tantalum can be obtained without obtaining the relationship shown in FIG. 9 again. .
[0044]
As described above, when an iron alloy is used instead of iron, depending on the content of a mixed substance such as nickel and chromium with respect to iron, the thickness of the iron of the above formula 3 is about 0.8 to 1.2. The thickness may be multiplied by the correction coefficient.
[0045]
Next, a case will be described where instead of iron, another substance having an atomic number close to that of iron is used instead of iron. Here, titanium (Ti: atomic number 22), chromium (Cr: atomic number 24), manganese (Mn: atomic number 25), cobalt (Co: atomic number 27), nickel (Ni : Atomic number 28), copper (Cu: atomic number 29), and zinc (Zn: atomic number 30). FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the attenuation coefficient characteristic of each substance having an atomic number close to that of iron. In the figure, the vertical axis indicates the attenuation coefficient (/ cm), and the horizontal axis indicates the X-ray energy (keV).
[0046]
In the figure, a solid line 111 is an attenuation coefficient characteristic of titanium, a solid line 112 is an attenuation coefficient characteristic of chromium, a solid line 113 is an attenuation coefficient characteristic of manganese, a solid line 114 is an attenuation coefficient characteristic of iron, a solid line 115 is an attenuation coefficient characteristic of cobalt, and a solid line. Reference numeral 116 indicates the attenuation coefficient characteristic of nickel, solid line 117 indicates the attenuation coefficient characteristic of copper, and solid line 118 indicates the attenuation coefficient characteristic of zinc. As is clear from the figure, the attenuation coefficient characteristics of these substances are close to those of iron. Therefore, simply by multiplying the iron thickness in the above equation 3 by a coefficient, a combination with tantalum can be obtained without finding the relationship as shown in FIG. 9 again.
[0047]
For example, in the case of a substance having a smaller atomic number than iron (titanium, chromium, manganese, etc.), a correction coefficient for correcting the difference in attenuation coefficient with respect to the iron thickness obtained by the above equation 3 according to the substance. In the case of a substance having a larger atomic number than iron (cobalt, nickel, copper, zinc, and the like), the attenuation coefficient is set to about 0 to 3.0 with respect to the thickness of iron obtained by the above equation 3 according to the substance. The thickness may be multiplied by a correction coefficient of about 0.7 to 1.0 for correcting the difference.
[0048]
In the case where each of the above substances instead of iron contains impurities or is an alloy containing each as a main substance, it is multiplied by the above-mentioned correction coefficient and further added with a change in its characteristics by 0.8. The thickness may be multiplied by a correction coefficient of about 1.2.
[0049]
As described above, the substance replacing iron has been described.However, in view of the gist of the present invention, tantalum is also a substance only as an example, and the constituents of the radiation shield of the present invention are not limited to this substance. Absent. For example, instead of tantalum, an alloy of tantalum and another substance, tantalum containing impurities, or tungsten having an atomic number close to that of tantalum may be used.
[0050]
In the case where tantalum is an alloy with another substance or contains impurities, a correction coefficient of about 0.8 to 1.2 is added to the thickness of tantalum obtained by the above equation 3 in consideration of the properties of the mixture. The thickness may be multiplied.
[0051]
Further, the case of tungsten (W) will be described as an example of using another substance having an atomic number close to that of tantalum instead of tantalum. FIG. 12 is a diagram showing attenuation coefficient characteristics of tantalum and tungsten. In the figure, the vertical axis indicates the attenuation coefficient (/ cm), and the horizontal axis indicates the X-ray energy (keV).
[0052]
In the figure, a thin solid line 121 indicates an attenuation coefficient characteristic of tantalum, and a thick solid line 122 indicates an attenuation coefficient characteristic of tungsten. As is clear from the figure, the attenuation coefficient characteristics of these two substances are close to each other. Therefore, simply by multiplying the tantalum thickness in the above equation 3 by a coefficient, a combination with iron can be obtained without obtaining the relationship shown in FIG. 9 again.
[0053]
Actually, since the attenuation coefficient characteristic of tungsten is slightly better than that of tantalum, the thickness obtained by multiplying the thickness of tantalum obtained by the above equation 3 by a correction coefficient of about 0.85 for correcting the difference in attenuation coefficient is obtained. Just do it.
[0054]
When tungsten is an alloy with other substances or contains impurities, the above correction coefficient is multiplied, and further, a correction of about 0.8 to 1.2 is added in consideration of a change in the characteristic. The thickness may be multiplied by a coefficient.
[0055]
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the “general-purpose substance having a small atomic number” is combined with the “general substance having a small atomic number” to form a “general-purpose substance having a small atomic number”. The low radiation shielding ability in the case of `` only rare substance with a large atomic number '' is supplemented by the `` radical substance with a large atomic number. '' Can be supplemented by That is, even if a radiation shielding body having a radiation shielding ability equal to or greater than that of the conventional lead is made of iron, the radiation shielding body is relatively thin and can be realized at a reasonable acquisition price.
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
[0056]
As a second embodiment of the present invention, a radiation shield in the case of combining “a robust substance (a general-purpose substance having a small atomic number)” and “a fragile substance having a large attenuation coefficient” will be described.
[0057]
First, as a “robust substance (a general-purpose substance having a small atomic number)” used for the radiation shield, for example, iron or the like described in the above-described first embodiment of the present invention can be considered. Such a substance is excellent in strength and can be said to be a robust substance, but has a low radiation shielding ability by itself. As described above, when a radiation shield is constituted by such a substance alone, a very thick radiation shield is seated around the X-ray detector, and the mobility of the X-ray diagnostic apparatus is lost. .
[0058]
Examples of the “fragile substance having a large attenuation coefficient” used for the radiation shield include, for example, barium (Ba: atomic number 56) and iodine, which have high radiation absorption and are also used as an X-ray contrast agent. (I: atomic number 53). These substances have a high attenuation coefficient due to a large attenuation coefficient, but on the other hand, they are insufficient in strength as a radiation shield as a constituent material of an X-ray diagnostic apparatus. In other words, these substances are often used in a non-solid state such as a powder or a liquid, and a single substance cannot be used to form a shield utilizing its radiation shielding ability.
[0059]
Thus, by combining these “robust substances (general-purpose substances having a small atomic number)” and “fragile substances having a large attenuation coefficient”, a radiation shield that compensates for their respective disadvantages is realized.
[0060]
FIG. 13 is a sectional view showing the structure of the radiation shield according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 13, the radiation shield comprises iron 131 and barium 132. Although FIG. 14 shows a configuration in which each substance is alternately formed in layers, and the robust iron 131 sandwiches the fragile barium 132, a two-layer structure of iron and barium may be used (see FIG. 14).
[0061]
In the case of iron and barium, since the strength of iron is higher than that of barium, barium is sandwiched by iron as shown in FIG. 13 (three layers of iron-barium-iron (see FIG. 15)) or X-ray detection. It is preferable to take a two-layer structure in which barium is arranged on the vessel side and high-strength iron is arranged outside in consideration of strength (see FIG. 16).
[0062]
In FIG. 16, iron 131 is provided to cover barium 132 with respect to X-ray detector 160. Such an arrangement is particularly effective when barium is used in a non-solid state (powder or liquid form). If both materials to be combined are in a solid state, they may be warped during lamination and may be difficult to be integrally formed. However, in the case where one of the substances is non-solid, it is possible to easily form (integrally arrange) without worrying about warping by covering the non-solid substance with a solid substance.
[0063]
By the way, from the viewpoint of the radiation shielding capability, there is a method of providing iron having a lower attenuation coefficient than barium on the side closer to the X-ray detector as in the first embodiment (see FIG. 17). In this case, in order to support barium, which is a fragile substance, it is necessary to provide a container (such as a resin) outside the barium 132. As a result, surplus radiation (X-rays transmitted through the X-ray detector 160) is immediately blocked by barium having a high attenuation coefficient, and the amount of radiation that bounces back to the X-ray detector is increased to improve the detection accuracy of the X-ray detector. It is possible to avoid lowering. However, since the shielding ability actually depends on the attenuation index, iron may have a higher shielding ability depending on the selection of the material thickness. In that case, the arrangement opposite to the above is preferable. From the practical point of view, there is a problem in strength as described above. Therefore, in the case of the present embodiment, it is preferable to arrange a fragile substance near the X-ray detector.
[0064]
FIG. 18 is an attenuation index characteristic diagram illustrating an example of an attenuation index characteristic of the radiation shield according to the second embodiment of the present invention. In the figure, the vertical axis represents the attenuation index (attenuation coefficient (/ cm) × the thickness (cm)), and the horizontal axis represents the X-ray energy (keV).
[0065]
In FIG. 18, a thin solid line 181 indicates an attenuation index characteristic of lead having a thickness of 1 mm, and a thick solid line 182 indicates an attenuation index characteristic when iron having a thickness of 5.95 mm and barium having a thickness of 5.95 mm are combined. ing. In this case, since the attenuation index characteristic of lead is equal to or higher than that of lead in the entire X-ray energy region, regardless of the magnitude of the X-ray energy, the radiation shield has at least the shielding ability when lead is used. The thicknesses of iron and barium described above are based on lead having a thickness of 1 mm. For example, in order to obtain a shielding ability (attenuation index) equivalent to that of lead having a thickness of B mm, each thickness was multiplied by B. It can be realized by combining things.
[0066]
In FIG. 18, as an example of a method of combining iron and barium with respect to a thickness of 1 mm of lead, a case where iron is 5.95 mm and barium is 5.95 mm has been described. It is not limited. FIG. 19 is a diagram showing combinations of iron and barium thicknesses that can obtain an attenuation index equivalent to that of a lead thickness of 1 mm. In the figure, the vertical axis indicates the thickness of iron (mm), and the horizontal axis indicates the thickness of barium (mm).
[0067]
In any case within the range shown in FIG. 19, the attenuation index when two substances are combined can be made equal to the attenuation index for a thickness of 1 mm of lead. However, when the thickness of barium is about 7.5 mm or more, the rate of decrease in iron thickness decreases. Therefore, a combination in which the thickness of iron is selected when the thickness of barium is smaller than 7.5 mm is preferable. In this case, the relationship between the respective thicknesses of iron and barium is expressed by the following equation 4.
[0068]
(Thickness of iron) = − 2.8 × (thickness of barium) +22 (Equation 4)
As is clear from FIG. 19, the thickness of the radiation shield when iron and barium are combined has a relatively large portion depending on the thickness of iron. Therefore, when the radiation thickness is taken into consideration even when Equation 4 is satisfied, the thickness required when the radiation shield is constituted by iron alone (when Barium thickness = 0 in Equation 4 above) It is preferable to use iron with a thickness of about / or less of (iron thickness = 22 mm).
[0069]
In addition, since the above formula 4 is a relationship between iron and barium with respect to the thickness of 1 mm of lead, in order to obtain a radiation shield having an attenuation index equivalent to the thickness of lead Bmm, the iron and the barium obtained by the above formula 4 must be used. A thickness obtained by multiplying the thickness of barium by B times may be used.
[0070]
The case where iron and barium are combined has been described above. However, in the second embodiment of the present invention in which a “robust substance (a general-purpose substance having a small atomic number)” and a “fragile substance having a large attenuation coefficient” are combined, It is not limited to the combination of and barium.
[0071]
In the case where barium is mixed with other substances or contains impurities, a correction coefficient of about 0.8 to 1.2 is added to the thickness of barium obtained by the above equation 4 in consideration of the properties of the mixture and the like. Multiplied by the thickness.
[0072]
Further, the case of iodine (I) will be described as an example in which barium is replaced by another substance having an atomic number close to barium. FIG. 20 is a diagram showing attenuation coefficient characteristics of barium and iodine. In the figure, the vertical axis indicates the attenuation coefficient (/ cm), and the horizontal axis indicates the X-ray energy (keV).
[0073]
In the figure, a thin solid line 201 shows an attenuation coefficient characteristic of barium, and a thick solid line 202 shows an attenuation coefficient characteristic of iodine. As is clear from the figure, the attenuation coefficient characteristics of these two substances are close to each other. Therefore, simply by multiplying the barium thickness in the above formula 4 by a coefficient, a combination with iron can be obtained without obtaining the relationship shown in FIG. 19 again.
[0074]
Actually, since the attenuation coefficient characteristic of iodine is slightly better than that of barium, the thickness obtained by multiplying the thickness of barium obtained by the above equation 4 by a correction coefficient of about 0.8 to correct the difference between the attenuation coefficients. Just do it.
[0075]
When iodine is mixed with other substances or contains impurities, after multiplying the above correction coefficient, a correction coefficient of about 0.8 to 1.2 is further added in consideration of a change in the characteristic. The thickness may be multiplied.
[0076]
By the way, the iron according to the second embodiment is titanium, chromium, manganese, and others as described in the first embodiment. Equation 3 in the case of the first embodiment may be replaced with equation 4 in the case of the second embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0077]
Note that when tin (Sn: atomic number 50) and a tin alloy having the same attenuation coefficient in an X-ray energy region of 33 KeV or more in the K absorption edge of iodine are used, a shielding effect equivalent to that of iodine and a compound of iodine can be obtained.
[0078]
As described above, according to the second embodiment of the present invention, by combining a “robust substance (a general-purpose substance having a small atomic number)” and a “fragile substance having a large attenuation coefficient”, a “robust substance” is obtained. Low radiation shielding ability in the case of only "a weak substance (a general-purpose substance with a small atomic number)" is compensated by "a fragile substance with a large attenuation coefficient", and the strength is inferior in the case of only a "fragile substance with a large attenuation coefficient" The points can be supplemented by “robust substances (general-purpose substances with small atomic numbers)”. That is, even if the radiation shielding body having the radiation shielding ability equal to or higher than that of the conventional lead is made of iron, the radiation shielding body is relatively thin and can be realized with sufficient strength.
(Third embodiment)
Lastly, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
[0079]
As a third embodiment of the present invention, a radiation shield in the case of combining a “robust substance (a rare substance having a large atomic number)” and a “fragile substance having a large attenuation coefficient” will be described.
[0080]
First, as a “robust substance (a rare substance having a large atomic number)” used for the radiation shield, for example, tantalum or tungsten described in the above-described first embodiment of the present invention can be considered. These substances are described in the above-described first embodiment of the present invention, in that "the radiation shielding ability is not so different from lead because it is relatively close to the atomic number of lead". Although it can be said that it is a rare substance, it is very expensive as a rare substance. Therefore, there is no problem in using it as a relatively thin and small-area portion that is installed near the X-ray generator and shields X-rays incident on the X-ray detector. The radiation shield is very expensive for use in a relatively thick and large area such as to shield the excess radiation.
[0081]
Further, as the “fragile substance having a large attenuation coefficient” used for the radiation shield, for example, as described in the above-described second embodiment of the present invention, for example, the radiation absorption is high and the X-ray contrast is high. Barium, iodine, and the like, which are also used as agents, can be considered. These substances have a high attenuation coefficient due to a large attenuation coefficient, but on the other hand, they are insufficient in strength as a radiation shield as a constituent material of an X-ray diagnostic apparatus. In other words, these substances are often used in a non-solid state such as a powder or a liquid, and a single substance cannot be used to form a shield utilizing its radiation shielding ability.
[0082]
Thus, by combining these “robust substances (rare substances having a large atomic number)” and “fragile substances having a large attenuation coefficient”, a radiation shield that compensates for their respective disadvantages is realized.
[0083]
FIG. 21 is a sectional view showing the structure of the radiation shield according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 21, the radiation shield comprises a tantalum 211 and a barium 212. Although FIG. 22 shows a structure in which each substance is alternately formed in layers and robust tantalum sandwiches fragile barium, a two-layer structure of tantalum and barium may be used (see FIG. 22).
[0084]
In the case of tantalum and barium, since tantalum has higher strength than barium, barium is sandwiched by tantalum as shown in FIG. 21 (three layers of iron-barium-iron may be used (see FIG. 23)) or X-ray detection It is preferable to have a two-layer structure in which barium is arranged on the vessel side and high strength tantalum is arranged on the outside in view of strength (see FIG. 24).
[0085]
In FIG. 24, the tantalum 211 is provided so as to cover the barium 212 with respect to the X-ray detector 240. Such an arrangement is particularly effective when barium is used in a non-solid state (powder or liquid form). If both materials to be combined are in a solid state, they may be warped during lamination and may be difficult to be integrally formed. However, in the case where one of the substances is non-solid, it is possible to easily form (integrally arrange) without worrying about warping by covering the non-solid substance with a solid substance.
[0086]
It is also preferable that barium having an attenuation coefficient slightly lower than that of tantalum is provided on the side closer to the X-ray detector from the viewpoint of radiation shielding ability. By doing so, it is possible to prevent the surplus radiation from being suddenly shielded by tantalum having a higher attenuation coefficient, and to prevent the amount of radiation that bounces back to the X-ray detector from increasing, thereby lowering the detection accuracy of the X-ray detector. It is possible.
[0087]
FIG. 25 is an attenuation index characteristic diagram illustrating an example of an attenuation index characteristic of the radiation shield according to the third embodiment of the present invention. In the figure, the vertical axis represents the attenuation index (attenuation coefficient (/ cm) × the thickness (cm)), and the horizontal axis represents the X-ray energy (keV).
[0088]
In FIG. 25, a thin solid line 251 indicates an attenuation index characteristic of lead having a thickness of 1 mm, and a thick solid line 252 indicates an attenuation index characteristic when tantalum having a thickness of 0.52 mm and barium having a thickness of 4.68 mm are combined. ing. In this case, since the attenuation index characteristic of lead is equal to or higher than that of lead in the entire X-ray energy region, regardless of the magnitude of the X-ray energy, the radiation shield has at least the shielding ability when lead is used. Note that the thicknesses of tantalum and barium described above are for lead having a thickness of 1 mm. For example, in order to obtain a shielding ability (attenuation index) equivalent to that of lead having a thickness of C mm, each thickness was multiplied by C. It can be realized by combining things.
[0089]
In FIG. 25, as an example of a method of combining tantalum and barium with respect to a thickness of 1 mm of lead, a case where tantalum is 0.52 mm and barium is 4.68 mm has been described. It is not limited. FIG. 26 is a diagram showing a combination of each thickness of tantalum and barium that can obtain an attenuation index equivalent to that of the case where the thickness of lead is 1 mm. In the figure, the vertical axis indicates the thickness (mm) of tantalum, and the horizontal axis indicates the thickness (mm) of barium.
[0090]
In any case within the range shown in FIG. 26, the attenuation index when two substances are combined can be made equal to the attenuation index for a thickness of 1 mm of lead. The relationship between the thicknesses of tantalum and barium is expressed by the following equation (5).
[0091]
(Thickness of tantalum) = − 0.097 × (thickness of barium) +0.97 (Equation 5)
As is clear from FIG. 26, the thickness of the radiation shield in the case of combining tantalum and barium greatly depends on the thickness of barium. Therefore, when the radiation thickness is taken into consideration even when the above equation 5 is satisfied, the thickness required when the radiation shield is constituted by barium alone (when the tantalum thickness = 0 in the above equation 5) It is preferable to use barium with a thickness of about / or less of the thickness of barium = 10 mm).
[0092]
In addition, since the above formula 5 is a relationship between tantalum and barium for a thickness of 1 mm of lead, in order to obtain a radiation shield having an attenuation index equivalent to the thickness of lead Cmm, tantalum obtained by the above formula 5 and A thickness obtained by multiplying the thickness of barium by C may be used.
[0093]
The case where tantalum and barium are combined has been described above. However, in the third embodiment of the present invention in which a “robust substance (a rare substance having a large atomic number)” and a “fragile substance having a large attenuation coefficient” are combined, tantalum is used. It is not limited to the combination of and barium.
[0094]
As described in the first embodiment, for example, tungsten or the like may be used as a substitute for the tantalum according to the present embodiment. Note that Equation 3 in the first embodiment may be replaced with Equation 5 in the third embodiment, and a description thereof will not be repeated.
[0095]
Further, as for barium in this embodiment, for example, iodine may be used as a substitute substance as described in the second embodiment. Note that Equation 4 in the second embodiment may be replaced with Equation 5 in the third embodiment, and a description thereof will not be repeated.
[0096]
Furthermore, when tin (Sn: atomic number 50) and a tin alloy having the same attenuation coefficient in the X-ray energy region of the K absorption edge of 33 KeV or more of iodine are used, a shielding effect equivalent to that of iodine and a compound of iodine can be obtained.
[0097]
As can be seen from FIG. 25, the combination of tantalum and barium can form a discontinuous point at the K absorption edge around 40 keV and 70 keV in X-ray energy. Lines are observed. However, when a substance having an atomic number of 30 or less existing in a region having a K absorption point lower than these two discontinuous points and near 10 keV or lower is further used, this effect is reduced.
[0098]
As described above, according to the third embodiment of the present invention, by combining a “robust substance (a rare substance having a large atomic number)” and a “fragile substance having a large attenuation coefficient”, a “robust substance” is obtained. The point that the acquisition price in the case of only a rare substance (large atomic number) is expensive is supplemented by the “fragile substance with a large attenuation coefficient”, and the strength in the case of only the “fragile substance with a large attenuation coefficient” is increased. Inferior points can be compensated for by “robust substances (rare substances with high atomic numbers)”. That is, there is an effect that a radiation shield having radiation shielding ability equal to or higher than that of the conventional lead can be realized at a reasonable acquisition price and with sufficient strength.
[0099]
As described above, according to the present invention, it is possible to constitute a radiation shield having a shielding ability equal to or greater than that of lead without using lead conventionally used for the radiation shield as a main substance of the shield. It becomes possible. By combining substances (components) having different attenuation coefficients and strengths, and furthermore, difficulty in obtaining (price), for example, a substance having a high shielding ability but inferior strength can be combined with a substance having a low shielding ability but excellent strength. Thus, a practical radiation shield can be provided without using lead substantially.
[0100]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments of the present invention. The radiation shield described in each embodiment of the invention is not limited to being applicable only to an X-ray diagnostic apparatus, but is applicable to any radiation diagnostic apparatus that generates and diagnoses X-rays, such as an X-ray CT apparatus. . In the embodiment of the present invention, as a substance to be combined with iron (or a substance having an atomic number close to iron), tantalum or a substance having an atomic number close to tantalum (the first embodiment) and barium and barium are used. Although the substance having the close atomic number (the second embodiment) has been described, the present invention is not limited to these combinations, and the atomic number is larger than that of iron (or the substance whose atomic number is close to iron). Any substance having an atomic number smaller than that of lead may be used. Furthermore, in each of the embodiments of the present invention, two types of substances have been described as the main substances. However, in the present invention, a radiation shield may be composed of three or more types of plural substances.
[0101]
Furthermore, it goes without saying that substances other than the substances described in the embodiments of the invention can be substances realizing the present invention as long as they do not depart from the gist of the present invention.
[0102]
[Appendix]
A substance having an atomic number close to that of tantalum is tungsten.
[0103]
A substance having an atomic number close to that of barium is iodine or tin.
[0104]
The said predetermined thickness is 3 mm or less, The radiation shield characterized by the above-mentioned.
[0105]
A radiation shield, wherein the lower strength component of the first and second components is covered with the higher strength component.
[0106]
Radiation, wherein a component having a lower attenuation index of the first component and the second component is provided closer to the radiation shield than a component having a higher attenuation index. Shield.
[0107]
The main substance of the first component is iron or a substance having an atomic number close to iron, and the main substance of the second component is tantalum or a substance having an atomic number close to tantalum. Radiation shield.
[0108]
The thickness of the main substance of the first component is determined by calculating the attenuation index obtained when the first component and the second component are combined to have an appropriate thickness, respectively. A radiation shield characterized in that the thickness is less than or equal to 2/3 of the thickness achieved when the radiation shield is used alone.
[0109]
When the attenuation coefficient obtained by combining the first component and the second component at appropriate thicknesses is X times the attenuation coefficient obtained by lead having a thickness of 1 mm, A value obtained by reducing the thickness of the main substance of the constituent element by 1 / X is less than 0.75 mm.
[0110]
The main substance of the first component is barium or a substance whose atomic number is close to barium, and the main substance of the second component is iron or a substance whose atomic number is close to iron. Radiation shield.
[0111]
The thickness of the main substance of the second component is determined by calculating the attenuation index obtained when the first component and the second component are combined to have appropriate thicknesses, respectively. A radiation shield characterized in that the thickness is less than or equal to 2/3 of the thickness achieved when the radiation shield is used alone.
[0112]
When the attenuation coefficient obtained when the first component and the second component are combined at an appropriate thickness is X times the attenuation coefficient obtained by lead having a thickness of 1 mm, A value obtained by reducing the thickness of the main substance of the constituent element to 1 / X is less than 7.5 mm.
[0113]
The main material of the first component is barium or a material whose atomic number is close to barium, and the main material of the second component is tantalum or a material whose atomic number is close to tantalum. Radiation shield.
[0114]
The thickness of the main substance of the first component is determined by calculating the attenuation index obtained when the first component and the second component are combined to have an appropriate thickness, respectively. A radiation shield characterized in that the thickness is less than or equal to 2/3 of the thickness achieved when the radiation shield is used alone.
[0115]
【The invention's effect】
According to the present invention, a radiation shield can be formed without mainly using lead by combining a plurality of substances in which each substance can compensate for each other's weak points.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of an X-ray diagnostic apparatus for explaining the present invention.
FIG. 2 is a side view of an X-ray diagnostic apparatus showing an example in which the radiation shield of the present invention is applied to a photomultiplier tube.
FIG. 3 is an attenuation coefficient characteristic diagram showing an attenuation coefficient characteristic of lead.
FIG. 4 is an attenuation index characteristic diagram showing an example in which the attenuation index by the combination of the substances of the present invention exceeds the attenuation index of lead.
FIG. 5 is a sectional view showing a first example of the structure of the radiation shield according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view showing a second example of the structure of the radiation shield according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view showing an example of an arrangement structure of the radiation shield according to the first embodiment of the present invention with respect to the X-ray detector.
FIG. 8 is a diagram showing an example of an attenuation index characteristic of the radiation shield according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the thicknesses of iron and tantalum which provide an attenuation index equal to or higher than that of lead.
FIG. 10 is a diagram showing an example of attenuation coefficient characteristics of a substance relating to stainless steel.
FIG. 11 is a diagram showing an example of an attenuation coefficient characteristic of a substance whose atomic number is close to that of iron.
FIG. 12 is a graph showing attenuation coefficient characteristics of tantalum and tungsten.
FIG. 13 is a sectional view showing a first example of the structure of the radiation shield according to the second embodiment of the invention.
FIG. 14 is a sectional view showing a second example of the structure of the radiation shield according to the second embodiment of the invention.
FIG. 15 is a sectional view showing a third example of the structure of the radiation shield according to the second embodiment of the invention.
FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating a first example of an arrangement structure of a radiation shield according to a second embodiment of the present invention with respect to an X-ray detector.
FIG. 17 is a sectional view showing a second example of the arrangement structure of the radiation shield according to the second embodiment of the present invention with respect to the X-ray detector.
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of an attenuation index characteristic of the radiation shield according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a diagram showing the relationship between the thicknesses of iron and barium that obtain an attenuation index equal to or higher than that of lead.
FIG. 20 is a graph showing attenuation coefficient characteristics of barium and iodine.
FIG. 21 is a sectional view showing a first example of the structure of the radiation shield according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a sectional view showing a second example of the structure of the radiation shield according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a sectional view showing a third example of the structure of the radiation shield according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a cross-sectional view showing an example of an arrangement structure of a radiation shield according to a third embodiment of the present invention with respect to an X-ray detector.
FIG. 25 is a diagram showing an example of an attenuation index characteristic of the radiation shield according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a diagram showing the relationship between the thicknesses of tantalum and barium that provide an attenuation index equal to or greater than that of lead.
[Explanation of symbols]
1 ... X-ray generator
3 ... sleeper
4,70,160,240 ... X-ray detector
6, 9 ... radiation shield
7 ... Photomultiplier tube
8 ... TV camera
51, 131 ... iron
52, 211 ... tantalum
81, 181, 251 ··· attenuation characteristic of lead
82: Attenuation index characteristic when iron and tantalum are combined
101: Attenuation coefficient characteristics of iron
121: attenuation coefficient characteristics of tantalum
132, 212 ・ ・ ・ Barium
182: Attenuation index characteristic when iron and barium are combined
201 ・ ・ ・ Attenuation coefficient characteristics of barium
252: attenuation index characteristics when tantalum and barium are combined

Claims (8)

鉄又は鉄と原子番号が近接する物質を主物質とする第1の構成要素と、この第1の構成要素の主物質よりも原子番号が大きく鉛よりも原子番号の小さい物質を主物質とする第2の構成要素と、を具備することを特徴とする放射線遮蔽体。A first constituent element whose main substance is iron or a substance whose atomic number is close to iron, and a main substance whose atomic number is larger than that of the first constituent element and whose atomic number is smaller than that of lead. A radiation shield comprising: a second component. 前記鉄と原子番号が近接する物質はチタン、クロム、マンガン、コバルト、ニッケル、銅、及び亜鉛のいずれか1つの物質であることを特徴とする請求項1に記載の放射線遮蔽体。The radiation shield according to claim 1, wherein the substance whose atomic number is close to that of iron is any one of titanium, chromium, manganese, cobalt, nickel, copper, and zinc. 前記第2の構成要素の主物質はタンタル又はタンタルと原子番号が近接する物質であることを特徴とする請求項1又は2に記載の放射線遮蔽体。3. The radiation shield according to claim 1, wherein a main substance of the second component is tantalum or a substance whose atomic number is close to that of tantalum. 4. 1以上の物質からなる第1の構成要素と、1以上の物質からなり、その主物質の減弱係数が前記第1の構成要素の主物質の減弱係数よりも大きい、非固体状の第2の構成要素と、を具備し、前記第1の構成要素を被放射線遮蔽体に対して前記第2の構成要素を覆い包むよう配置することを特徴とする放射線遮蔽体。A non-solid second component comprising a first component composed of one or more substances and one or more substances, wherein the attenuation coefficient of the primary substance is greater than the attenuation coefficient of the primary substance of the first component; And a component, wherein the first component is disposed so as to cover the second component with respect to the radiation shield. 前記第2の構成要素の主物質はバリウム又はバリウムと原子番号が近接する物質であることを特徴とする請求項4に記載の放射線遮蔽体。The radiation shield according to claim 4, wherein the main substance of the second component is barium or a substance whose atomic number is close to barium. 鉛以外の物質を主物質とする第1の構成要素と、鉛以外の物質を主物質とし、強度及び減弱係数の少なくとも一方が前記第1の構成要素の主物質のそれを上回る第2の構成要素とを具備し、物質の減弱係数及び厚さにより決まる減弱指数について、前記第1の構成要素及び前記第2の構成要素をそれぞれ適当な厚さにして組み合わせたときの減弱指数が所定の厚さにおける鉛の減弱指数と同等以上であることを特徴とする放射線遮蔽体。A first component mainly composed of a substance other than lead; and a second configuration mainly composed of a substance other than lead, wherein at least one of the strength and the attenuation coefficient exceeds that of the main substance of the first component. And an attenuation index determined by the attenuation coefficient and the thickness of the substance, wherein the attenuation index when the first component and the second component are combined to have an appropriate thickness is a predetermined thickness. A radiation shield that is equal to or more than the attenuation index of lead. 被検体を透過したX線を検出するX線検出部と、
鉄又は鉄と原子番号が近接する物質を主物質とする第1の構成要素と、この第1の構成要素の主物質よりも原子番号が大きく鉛よりも原子番号の小さい物質を主物質とする第2の構成要素と、を備える放射線遮蔽体と
を具備し、前記X線検出部に対して前記被検体とは異なる側に前記放射線遮蔽体を設けて使用に供することを特徴とする放射線検出器。
An X-ray detection unit that detects X-rays transmitted through the subject;
A first constituent element whose main substance is iron or a substance whose atomic number is close to iron, and a main substance whose atomic number is larger than that of the first constituent element and whose atomic number is smaller than that of lead. A radiation shield comprising: a second component; and a radiation shield provided on a side different from the subject with respect to the X-ray detection unit and used for use. vessel.
X線を発生するX線発生部と、
このX線発生部により発生され被検体を透過したX線を検出するX線検出部と、
鉄又は鉄と原子番号が近接する物質を主物質とする第1の構成要素と、この第1の構成要素の主物質よりも原子番号が大きく鉛よりも原子番号の小さい物質を主物質とする第2の構成要素と、を備える放射線遮蔽体と
を具備し、前記X線検出部に対して前記被検体とは異なる側に前記放射線遮蔽体を設けることを特徴とする放射線診断装置。
An X-ray generation unit that generates X-rays,
An X-ray detection unit that detects X-rays generated by the X-ray generation unit and transmitted through the subject;
A first constituent element whose main substance is iron or a substance whose atomic number is close to iron, and a main substance whose atomic number is larger than that of the first constituent element and whose atomic number is smaller than that of lead. A radiation diagnostic apparatus, comprising: a radiation shield comprising: a second component; and a radiation shield provided on a side different from the subject with respect to the X-ray detection unit.
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