JP2004108994A

JP2004108994A - 荷物検査装置

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Publication number: JP2004108994A
Application number: JP2002273268A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Takeuchi; 竹内　一浩; Takahiro Tadokoro; 田所　孝広
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-09-19
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-09-19
Also published as: JP3827224B2

Abstract

【課題】設置スペースを削減することができ、あわせて、爆発物の検知率も向上することができる荷物検査装置を提供すること。
【解決手段】手荷物１の中身の爆発物２を非破壊的に検査するための爆発物検査装置Ａを、Ｘ線撮像装置と中性子ＣＴとし、このＸ線撮像装置と中性子ＣＴを、手荷物１の搬送方向における同一断面上に配置する構成とした。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば空港等における旅客手荷物検査装置に係り、非破壊的に手荷物中の爆発物や禁制薬物等を検知するに好適な荷物検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空港等において手荷物中の爆発物や禁制薬物を高速かつ確実に検知する必要性がますます高まっており（例えば非特許文献１）、米国連邦航空局（ＦＡＡ）のガイドラインでは、例えば機内持込手荷物について、０．５ポンド（２２７ｇ）のＴＮＴ爆薬を６秒で検知でき、検知率９５％以上、誤報率２％以下の仕様が爆発物検知装置に望まれるとしている。
【０００３】
検査方法の代表的なものはＸ線ＣＴである。Ｘ線ＣＴでは、検査対象物についてその形状と多次元の密度空間分布情報が得られる。したがって、爆発物の密度に近い物体を危険物として判別することができる。しかし、検査対象物に対して密度以上の情報は得られないため、爆発物の確実な特定は困難であり、検知率あるいは誤報率は十分でない。中性子照射による核反応を用いる方法も提案されている。中性子照射により、炭素、窒素、酸素等異なる元素は、おのおの固有のエネルギスペクトルをもつγ線を放射する。したがって、γ線エネルギスペクトルの空間分布を得ることにより、元素組成の空間分布情報を得ることができ、爆発物を直接検知することが原理的に可能である。
【０００４】
上記Ｘ線ＣＴを用いる方法や中性子照射を用いる方法のほか、Ｘ線回折、複数エネルギによるＸ線透視、核磁気共鳴や核四重極共鳴等、各種の検査方法が提案されているが、現在のところ、いずれの検査方法も単独で確実なものはない。
【０００５】
ところで、Ｘ線ＣＴと中性子問合せを組み合わせた爆発物検知技術が知られている（例えば特許文献１参照）。この技術では、中性子問合せシステムとして中性子およびγ線検出器アレイを有するシステムを用いる。中性子問合せシステムは、複数個の中性子源とアレイ状の２次元γ線検出器を備え、検査対象物を挟み込む構成である。
【０００６】
【非特許文献１】
「ラジオアイソトープ」、第４２巻、１９９３年発行（第４１３頁から第４２２頁）
【特許文献１】
特表平１０−５１０６２１号公報（１７頁、図５等）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の従来技術では、中性子およびγ線検出器アレイともに平面状の領域を必要とする。中性子については、１次元配列のものを配列と垂直方向に機械的に走査する。ここで、１個の中性子源を２方向に機械的に走査すること、あるいは、あらかじめ２次元配列の中性子源を設けて機械的走査を省略することの、何れも可能であるが、いずれにしても、中性子源のために２次元平面状の領域が必要であることに変わりはない。また、γ線検出器アレイについても同様であり、検査対象の大きさと同程度の２次元配列となる。このため、検査装置全体が大きくなり、特に、Ｘ線ＣＴと中性子問合せシステムを、検査対象物の移動方向において同じ位置に組み合わせて設置することは不可能であり、このため検査装置寸法が大きくなるという問題がある。
【０００８】
また、この特許文献１に記載の従来技術では、中性子問合せシステムとＸ線ＣＴからの情報として、少なくとも２つの元素の濃度を表示している。しかし、元素の濃度表示では、爆発物の検知率が向上しないという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、設置スペースを削減することができ、あわせて、爆発物の検知率も向上することができる荷物検査装置を提供することを主たる課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決した本発明の荷物検査装置は、荷物の中身を非破壊的に検査するための検査装置において、Ｘ線撮像装置と中性子撮像装置とを具備し、このＸ線撮像装置と中性子撮像装置を、前記荷物の搬送方向における同一断面上に配置する構成とした。なお、同一断面とは、文字通りの同一という意味ではなく、近傍を含む意味である。
【００１１】
また、前記課題を解決した本発明の荷物検査装置は、荷物の中身を非破壊的に検査するための検査装置において、Ｘ線撮像装置と中性子撮像装置とを具備し、その中性子撮像装置に中性子ＣＴを用いる構成とした。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態の荷物検査装置を詳細に説明する。なお、一実施形態の荷物検査装置は、空港等で手荷物中の爆発物の有無を非破壊的に検査するための爆発物検知装置であり、Ｘ線撮像装置と中性子ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ　Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）を備える。
【００１３】
≪爆発物検知装置の構成≫
本発明の一実施形態を、図１〜図４を参照して説明する。図１は、手荷物検査に用いる爆発物検知装置の一例を示す斜視図である。図２は、爆発物検知装置における、Ｘ線発生器、Ｘ線検出器アレイ、中性子発生装置、γ線検出器等の配置構造例を示す断面図である。図３は、中性子ＣＴの要部の構成例を示す図である。図４は、表示装置の表示例を示す図である。
【００１４】
図１に示すように、一実施形態の爆発物検知装置Ａは、ベルトコンベヤのような搬送手段３、爆発物検知装置Ａを覆い放射線の遮蔽をかねる装置壁４、Ｘ線発生器５、Ｘ線検出器アレイ６，７、中性子発生装置８、α線検出器アレイ９、γ線検出器１０、Ｘ線検出信号処理装置１１、中性子ＣＴ信号処理装置１２、画像処理装置１３ａ、表示装置１３ｂ、手荷物検知センサ２１、その他、統括的に爆発物検知装置Ａを制御する図示しない制御装置等を含んで構成される。
【００１５】
図２に示すように、一実施形態の爆発物検知装置Ａは、放射線の遮蔽をかねる装置壁４の同一断面に、Ｘ線発生器５、Ｘ線検出器アレイ６，７を配置すると共に、同一断面に、中性子発生装置８およびγ線検出器１０を配置して、爆発物検知装置Ａの奥行き方向のサイズ（長さ）を短縮化している。つまり、Ｘ線発生器５等の各機器が、それぞれが干渉しない同一断面上の位置に配置されている。なお、仮想線で示すように、γ線検出器１０を複数配置するようにしてもよい。
【００１６】
（Ｘ線撮像装置）
一実施形態の爆発物検知装置Ａは、Ｘ線撮像装置と中性子ＣＴを備えるが、まず、Ｘ線発生器５、Ｘ線検出器アレイ６，７、Ｘ線検出信号処理装置１１、画像処理装置１３ａ、その他図示しない制御装置等を含んで構成されるＸ線撮像装置を、図１および図２を参照して説明する。
【００１７】
図１および図２に示すＸ線発生器５は、図示しないＸ線管を有する。このＸ線管は、例えばタングステン製のフィラメント熱陰極を備え、フィラメントから放出された電子は電圧（数百ｋＶ）を印加することにより加速され、陽極であるターゲット（Ｍｏ、Ｗ等）に衝突してＸ線を発生するようになっている。Ｘ線は、図示しないＸ線放出用開閉器を開くことによりＸ線発生器５から放出される。放出されるＸ線は、ある厚みを持った扇状をしている（例えば周方向に８０°、周方向に直交する方向に５°）。なお、Ｘ線の放出（照射）方向は、次に説明するＸ線検出器アレイ６，７の方向であり、Ｘ線発生器５は、このような方向にＸ線を放出できるように、爆発物検知装置Ａ内に取り付けられる。
【００１８】
図１および図２に示すＸ線検出器アレイ６は、搬送手段３の脇に立設され、各Ｘ線検出器６ａ，６ｂ，６ｃ…が、Ｘ線発生器５の方向に検出面を向けて垂直方向に並べられた構成をしている。また、Ｘ線検出器アレイ７は、搬送手段３の下面に、搬送手段３の搬送方向に直交して設けられている。このＸ線検出器アレイ７は、各Ｘ線検出器７ａ，７ｂ，７ｃ…が、Ｘ線発生器５の方向に検出面を向けて横方向に並べられた構成をしている。Ｘ線検出器６ａ…，７ａ…は、例えば数ｍｍの立方体の半導体素子部を、カドミウムテルル（ＣｄＴｅ）で構成されている。このＸ線検出器アレイ６，７およびＸ線発生器５は、爆発物検知装置Ａ内において、同一面上に配置されている（図２参照）。ちなみに、この一実施形態のＸ線検出器アレイ６，７は一次元アレイであり、手荷物１自身が移動することにより、２次元の透過画像を得るようになっている。
【００１９】
Ｘ線検出信号処理装置１１は、Ｘ線検出器アレイ６を構成する各Ｘ線検出器６ａ，６ｂ、６ｃ…およびＸ線検出器アレイ７を構成する各Ｘ線検出器７ａ，７ｂ…に接続されている。Ｘ線検出信号処理装置１１では、各Ｘ線検出器６ａ…，７ａ…が検出したＸ線検出信号を次のように処理する。
【００２０】
すなわち、Ｘ線検出信号処理装置１１は、Ｘ線検出信号から求まるＸ線の吸収率を、画像の濃淡に変換する。手荷物１によるＸ線の吸収は次式で表される。
【００２１】
Ｉ＝Ｉ_０ｅｘｐ（−μｘ）
Ｉ：　　　手荷物１のあるときのＸ線強度
Ｉ_０：　手荷物１の無いときのＸ線強度
μ：　Ｘ線の吸収係数
ｘ：　　　手荷物１内のＸ線の透過長さ
【００２２】
したがって、Ｘ線の強度比の対数ｌｏｇ（Ｉ_０／Ｉ）＝μｘを、例えば色の濃淡に変換することにより、Ｘ線の透過率の２次元空間分布を画像化することができる。なお、画像化においては、Ｘ線検出器アレイ６，７ごとの感度のばらつきや、Ｘ線発生器との距離や視野の違いによるデータ補正を施すようにすることができる。
【００２３】
（中性子撮像装置〔中性子ＣＴ〕）
次に、一実施形態の爆発物検知装置Ａが備える中性子ＣＴを説明する。一実施形態では、Ｘ線撮像装置と組み合わせる中性子を用いた検査装置（中性子撮像装置）を、中性子ＣＴとするが、この中性子ＣＴは、前記した非特許文献１、すなわち、１９９３年発行のラジオアイソトープ第４２巻第４１３頁から第４２２頁（特に第４１９頁、図１５）にて紹介されている「随伴粒子法」に準じたものである。
【００２４】
まず、中性子ＣＴの原理を説明する。この一実施形態での中性子ＣＴは、中性子源として、次の核融合反応（ＤＴ反応）を用いる。
Ｄ＋Ｔ　→　α＋ｎ
【００２５】
ここで、Ｄは重水素原子核、Ｔは三重水素原子核、αはヘリウム原子核、ｎは中性子（高速中性子）である。α粒子と中性子は、おのおの３．５ＭｅＶと１４ＭｅＶの一定のエネルギをもち、ほぼ１８０度正反対の方向に放出される。この反応において中性子（およびα粒子）は等方的に放出され、反応発生以前にその放出される方向を同定することは不可能だか、核融合反応発生領域の近傍でα粒子の発生位置（検出位置）と発生時刻（検出時刻）を検出（監視）することにより、α粒子と同時に反対方向に放出された中性子の発生時刻と飛行方向を同定することが可能である。
【００２６】
発生した中性子が検査対象物（例えば爆薬）を構成する炭素Ｃ、窒素Ｎ、酸素Ｏ等の元素と反応し、非弾性散乱（ｎ，ｎ’）γにより、反応に係る元素に固有のエネルギスペクトルを持つγ線を放出する。このγ線を検出（監視）することにより、元素が同定できる。また、中性子発生時刻（α粒子検出時刻およびα粒子の飛行距離）とγ線検出時刻の差から、中性子の飛行時間を同定でき、先にα粒子検出により決定した中性子の飛行方向とあわせて、３次元の位置情報と元素情報が同定できる。このようにして中性子による３次元画像、すなわち中性子ＣＴを構成する。
【００２７】
次に、中性子発生装置８、γ線検出器１０、中性子ＣＴ信号処理装置１２、画像処理装置１３ａ、表示装置１３ｂ、その他図示しない制御装置等を含んで構成される中性子ＣＴの構成を、図１〜図４を参照して説明する。
【００２８】
図３に示すように、中性子発生装置８は、イオン源１４、ターゲット１５およびα線（α粒子）検出器アレイ９を含んで構成される。イオン源１４は、重水素イオン（Ｄ^＋）を生成加速して、三重水素Ｔを含むターゲット１５に照射するようになっている。ターゲット１５は、三重水素（Ｔ）を吸蔵した水素吸蔵合金等から構成され、加速された重水素イオンの標的にされる。ターゲット１５では、照射された重水素イオンとターゲット１５が吸蔵する三重水素との衝突が生じ、該衝突の際、重水素イオンと三重水素による核融合反応（ＤＴ反応）が起こってα粒子（α線）および中性子（中性子線）が発生する。なお、発生したα粒子および中性子の飛行方向（進行方向）は、等方的である。
【００２９】
図３に示すように、α線検出器アレイ９は、ターゲット１５を挟んで、搬送手段３、すなわち爆発物２（手荷物１、図１参照）に相対する位置に備えられる。このα線検出器アレイ９は、Ｘ線検出器アレイ６等と同様に、各α線検出器９ａ，９ｂ…が、搬送手段３の搬送方向に直交する方向に並べられた構成をしている。このように並べて配置されるのは、ＤＴ反応により発生したα粒子の飛行方向が等方的なためである。ちなみに、α線検出器アレイ９の差し渡しは、搬送手段３の幅方向のどの位置に中性子が照射されても、その飛行方向を同定することができるようなサイズになっている。つまり、搬送手段３の幅が広ければ、α線検出器アレイ９の差し渡しの長さは長くなる。なお、ターゲット１５とα線検出器アレイ９（各α線検出器９ａ，９ｂ…）との距離は、予め計測されて中性子ＣＴ信号処理装置１２に記憶されている。
このα線検出器アレイ９は中性子信号処理装置１２に接続されており、中性子信号処理装置１２は、α線検出器アレイ９から得た情報に基づいて、α粒子と同時に発生する中性子の飛行方向と飛行時間が同定される。
【００３０】
図３に示すγ線検出器１０は、半導体検出器やシンチレータ等、いくつかの種類のものを用いることができるが、この一実施形態では、安価なＮａＩシンチレータ１６と光電子増倍管１７の組み合わせを用いる。ここでのＮａＩシンチレータ１６は、直径２０ｃｍ、厚さ１０ｃｍの結晶である。なお、手荷物１（爆発物２）を構成する元素と中性子との反応により発生したγ線は等方的に放射されるため、このγ線検出器１０を複数配置して信号を加算することにより、爆発物検知の感度を向上させることもできる（図２の仮想線部分参照）。
【００３１】
ちなみに、図２に示すようにγ線検出器１０は、Ｘ線遮蔽２２により覆われているが、これは次の理由による。すなわち、一実施形態の爆発物検知装置Ａは、中性子ＣＴ装置（γ線検出器１０）と同一断面上にＸ線発生器５が備えられている。このため、γ線検出器１０はＸ線を検出してしまうことがある。したがって図２に示すように、鉛等によるＸ線遮蔽２２を設置してＸ線を遮蔽して、γ線検出器１０によるγ線検出の質を向上させている。ところで、Ｘ線発生器５のＸ線のエネルギは数百Ｋｅｖ以下であるので、かかるエネルギのＸ線を検出することを目的としたＸ線検出器アレイ６，７は、数ＭｅＶ以上の高いエネルギを有するγ線（中性子が元素と反応して発生したγ線）を検出しない。このため、Ｘ線検出器アレイ６，７には、遮蔽等は不要である。なお、γ線検出器１０は中性子信号処理装置１２に接続されており、中性子ＣＴ信号処理装置１２は、検出したγ線のエネルギスペクトルから中性子と反応した元素を同定する。また、中性子ＣＴ信号処理装置１２は、α線検出器９の情報を加味して、中性子と反応した元素の空間上の位置を同定する。
【００３２】
図１に示す中性子ＣＴ信号処理装置１２は、α線検出器アレイ９を構成する各α線検出器９ａ，９ｂ…およびγ線検出器１０に接続されている（図３等参照）。中性子ＣＴ信号処理装置１２は、どのα線検出器９ａ，９ｂ…がα粒子を検出したかを監視して、対応する中性子の飛行方向を同定する。また、α粒子を検出した時刻とこのα粒子に対応する中性子が元素と反応することにより発生したγ線の検出時刻とから、中性子の飛行時間を同定する。なお、電磁波であるγ線の速度はα粒子や中性子の飛行速度に比べてはるかに速い速度を有すること、α粒子の飛行速度および中性子の飛行速度がほぼ一定であることから、中性子の飛行時間を同定することができる（中性子飛行時間法）。
【００３３】
また、中性子ＣＴ信号処理装置１２は、γ線のエネルギスペクトルから、中性子と反応してγ線を発生した元素の同定を行う。
【００３４】
そして、中性子ＣＴ信号処理装置１２は、これらの情報を総合して、中性子と反応してγ線を放出した元素の位置情報と元素情報を特定する。また、複数のγ線を検出することで、手荷物１の中身（爆発物２）の炭素／酸素の比、窒素／酸素の比等を演算する。つまり、３つ以上の元素の組成比情報を演算する。
【００３５】
なお、γ線のエネルギスペクトルは物質により固有であり、あらかじめデータベース化した各種爆発物および非爆発物のエネルギスペクトルと、３次元空間各位置でのγ線のエネルギスペクトルとを比較することにより、３次元空間各位置での爆発物の有無を決定することができる（この一実施形態では係るデータベースを中性子ＣＴ信号処理装置１２が備えているものとする）。
【００３６】
これらの処理により得られた情報（中性子撮像信号等）は、画像処理装置１３ａおよび表示装置１３ｂで画像として表示される（図４参照）。
【００３７】
この一実施形態の中性子ＣＴは、中性子発生装置８の内部でのα粒子検出と、γ線検出器１０によるγ線検出時刻により３次元の位置情報を得るため、中性子発生装置８、γ線検出器１０とも多次元配列とする必要がない。また、中性子発生装置８、γ線検出器１０とも検査対象物に近ければ近いほど検出効率がよいが、両者の位置関係には制約がない。したがって、図２に示すように、この中性子ＣＴは、検査対象物の移動方向においてＸ線撮像装置と同じ位置に組み合わせて設置することが可能であり、爆破物検知装置Ａの寸法（殊に長さ方向の寸法）を小さくすることができるという大きなメリットが生じる。
【００３８】
≪爆発物検知装置の動作≫
次に、一実施形態の爆発物検知装置Ａの動作を、図１〜図５を参照して説明する。図５は、一実施形態の爆発物検知装置の中性子ＣＴに係る部分の処理フローである。
【００３９】
まず、Ｘ線発生器５、Ｘ線検出器アレイ６，７等を含んで構成されるＸ線撮像装置の動作を説明する。
図１において、手荷物１の中に爆発物２が含まれている。手荷物１が搬送手段３により、爆発物検知装置Ａの内部へと導かれる。搬送手段３上の手荷物の通過は、レーザを用いた手荷物検知センサ２１により、爆発物検知装置Ａに認識される。爆発物検知装置Ａの内部には、Ｘ線発生器５とＸ線検出器アレイ６，７があり、Ｘ発生器５から発生し、手荷物１を透過したＸ線がＸ線検出器ア
レイ６またはＸ線検出器アレイ７で検出される。
【００４０】
この一実施形態では、Ｘ線検出器アレイ６，７は１次元アレイであるが、手荷物１自身が移動することにより２次元の透過像を得る。また、Ｘ線検出器アレイ６，７を同時に動作させることにより、２方向の透過像を同時に得ることができる。Ｘ線検出器アレイ６，７の計測信号（Ｘ線検出信号）は、既に説明したようにＸ線検出信処理装置１１と画像処理装置１３ａで画像情報に変換され、表示装置１３ｂに表示される（図４参照）。
【００４１】
次に、中性子発生装置８、γ線検出器１０等を含んで構成される中性子ＣＴの動作を説明する（図５のフロー参照）。
図１において、Ｘ線撮像装置の場合と同様、手荷物１が搬送手段３により爆発物検知装置Ａの内部へと導かれ、レーザを用いた手荷物検知センサ２１により、手荷物１が認識される。爆発物検知装置Ａの内部には、中性子発生装置８とγ線検出器１０があり、重水素イオンの照射（Ｓ１）によりターゲット１５からは核融合反応（ＤＴ反応）によるα粒子と中性子が同時に発生して反対方向に飛行する。なお、α粒子（および中性子）の飛行方向は等方的であり、α線検出器９の形状との関係から飛行する全てのα粒子が、該α粒子を監視（Ｓ２）するα線検出器９により検出されるわけではないが、α粒子が検出されると、中性子ＣＴ信号処理装置１２で対応する中性子の飛行方向が直ちに同定される。
【００４２】
中性子は、飛行方向にある例えば爆発物２を構成する元素と反応してγ線を生じる（非弾性散乱（ｎ，ｎ’）γ）。γ線は等方的に飛び出すが、γ線検出器１０にγ線が検出されると、中性子ＣＴ信号処理装置１２で中性子の飛行時間が同定される（Ｓ３）。なお、検出されたα粒子に対応するγ線が所定時間内に検出されない場合（中性子が手荷物１を素通りした場合を含む）は、α粒子の検出はリセットされ、別のα粒子についての対応するγ線の検出をまつ。
【００４３】
次に、γ線のエネルギスペクトルから中性子と反応した元素が同定される（Ｓ４）。また、中性子と反応した元素の３次元方向の位置が同定（Ｓ５）される。また、γ線を複数検出することにより、炭素／酸素の比、窒素／酸素の比等が演算される。そして、画像処理装置１３ａで処理され、表示装置１３ｂに、図４に示すようにして表示される。
【００４４】
なお、表示装置１３ｂによる表示を説明する。Ｘ線透視像１３ｂ１，１３ｂ２は、Ｘ線吸収率の違いを濃淡で表した２次元空間分布である。中性子ＣＴ像１３ｂ３は、元素組成比、すなわち、炭素／酸素および窒素／酸素の組成比に基づく色分け、或いはデータベースとの比較により同定した爆発物の種類の３次元空間分布を表示する。さらに、３次元画像である中性子ＣＴ像１３ｂ３を、Ｘ線透視像１３ｂ１，１３ｂ２と同じ視野の２次元画像に数値的に変換することにより、中性子ＣＴの透視画像とし、例えばＸ線透視像１３ｂ１と中性子ＣＴ像１３ｂ３を重ね合わせ、輪郭強調等のフィルタをかけた合成画像１３ｂ４も表示される。なお、Ｘ線透視画像１３ｂ１，１３ｂ２は、従来技術によるＸ線透視画像と同様のものである。
【００４５】
つまり、この一実施形態の表示装置（画像表示装置）１３ｂには、Ｘ線検出信号処理装置１１、中性子ＣＴ信号処理装置１２、画像処理装置１３ａの処理結果として、Ｘ線撮像装置による物体の透過画像（Ｘ線透視画像１３ｂ１，１３ｂ２）と、中性子撮像装置（中性子ＣＴ）による物体の組成画像（中性子ＣＴ画像１３ｂ３）が各々表示される。また、表示装置１３ｂには、処理結果として、Ｘ線撮像装置による物体の透視像と、中性子撮像装置（中性子ＣＴ）による物体の組成画像を重ね合わせて合成し、合成画像１３ｂ４として表示される。
【００４６】
なお、従来は、中性子問合せシステムとＸ線ＣＴからの情報として、少なくとも２つの元素の濃度を表示していた。しかし、爆発物（薬物）を特徴付けるのは、元素の濃度よりも元素の濃度比、すなわち、炭素／酸素あるいは窒素／酸素であり、元素の濃度表示では、爆発物の検知率が向上しない。しかし、この一実施形態では、Ｘ線撮像装置による検査対象物の形状と密度画像および中性子ＣＴによる組成画像を各々個別に、あるいは重ね合わせて表示する。これにより、従来のＸ線撮像装置での操作者の経験を活かし、同時に組成画像により操作者に危険物の存在を印象づけることができる。また、組成画像は、爆発物に特徴的な、炭素および窒素の、酸素に対する組成比で表示するので、より確実に爆発物を検知することができる。
【００４７】
また、この一実施形態によれば、Ｘ線撮像装置と中性子ＣＴを、検査対象物の移動方向において同じ位置に設置（同一平面上（同一断面上）に設置）できるので、爆発物検査装置Ａの寸法を小さくすることができ、爆発物検知装置Ａを狭い場所にも設置できるようになる。また、中性子ＣＴの部分（中性子発生装置９…）を小型化することができるので、この点からも爆発物検知装置Ａを小型化することができる。また、中性子ＣＴの部分（中性子発生装置９…）を小型化できることにより、Ｘ線撮像装置（Ｘ線発生器５…）と干渉し難くなるので、レイアウトが容易になる。また、元素と反応してγ線を発生しなかった中性子を検知する中性子検出器を備えない構成とすることができるので、この点からも爆発物検知装置Ａを小型化することができる。
【００４８】
以上説明した本発明は、前記した一実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、図６に示すように、爆発物検知装置Ａ（Ｘ線や中性子の照射）を、をシーケンスに基づいて動作させてもよい。このシーケンスは、搬送手段３による手荷物１の移動は手荷物検知センサ２１により爆発物検知装置Ａ（図示しない制御装置）が認識する。一つの手荷物１に対する放射線照射時間は約５秒とする。すなわち、手荷物１の大きさを１ｍ程度とすれば、搬送手段３の搬送速度は０．２ｍ／ｓとすればよい。Ｘ線および中性子照射は、手荷物１が図２に示したＸ線発生器５等を配置した断面に達する前（センサ２１に検知された２秒後）から開始する。Ｘ線および中性子照射は、手荷物検査時間中連続的に実施しても、間歇的に実施してもよい。Ｘ線、α線およびγ線の放射線計測データ処理および画像更新は、手荷物検査中に数１０Ｈｚの周期で実施するようにすることができる。
【００４９】
また、爆発物検知装置は、空港等の他、建物の出入口等にも設置することができる。また、検査の対象を爆発物として説明したが、荷物内の麻薬を始めとする化学物質等や動物等の検査・検知に適用することもできる。また、あらゆる荷物の検査を行うことができる。また、一実施形態では、Ｘ線撮像装置（Ｘ線発生器５、Ｘ線検出器アレイ６，７）と中性子ＣＴ（中性子発生装置８、γ線検出器１０）を、同一平面状に配置する構成を示したが、発明の趣旨を逸脱しない範囲で搬送手段の前後方向にずらす（オフセットする）配置としてもよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上示したように、本発明の荷物検査装置によれば、Ｘ線撮像装置と中性子
ＣＴを、検査対象物の移動方向において同じ位置に設置できるので、荷物検査装置寸法を小さくすることができるという効果がある。また、従来のＸ線撮像装置での操作者の経験と知見を、本発明の装置においても利用することができるので、操作者の使い勝手が向上し、例えば爆発物や禁制薬物の検知率が向上する。つまり、設置スペースを削減することができ、あわせて、爆発物の検知率も向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態の手荷物検査に用いる爆発物検知装置の一例を示す斜視図である。
【図２】図１の爆発物検知装置における、Ｘ線発生器、Ｘ線検出器アレイ、中性子発生装置、γ線検出器等の配置構造例を示す断面図である。
【図３】図１の爆発物検知装置における、中性子ＣＴの要部の構成例を示す図である。
【図４】図１の爆発物検知装置における、表示装置の表示例を示す図である。
【図５】図１の爆発物検知装置の中性子ＣＴに係る部分の処理フローである。
【図６】一実施形態の爆発物検知装置の動作シーケンス図である。
【符号の説明】
１…手荷物
２…爆発物
３…撒送手段
４…装置璧
５…Ｘ線発生器
６，７…Ｘ線検出器アレイ
８…中性子発生装置
９…α線検出器アレイ
ｌ０…γ線検出器
１１…Ｘ線検出信号処理装置
１２…中性子ＣＴ信号処理装置
１３ａ…画像処理装置
１３ｂ…表示装置（画像表示装置）

Claims

荷物の中身を非破壊的に検査するための検査装置において、Ｘ線撮像装置と中性子撮像装置とを具備し、このＸ線撮像装置と中性子撮像装置を、前記荷物の搬送方向における同一断面上に配置したことを特徴とする、荷物検査装置。
前記荷物検査装置において、前記中性子撮像装置に中性子ＣＴを用いることを特徴とする、請求項１に記載の荷物検査装置。
荷物の中身を非破壊的に検査するための検査装置において、Ｘ線撮像装置と
中性子撮像装置とを具備し、その中性子撮像装置に中性子ＣＴを用いることを特徴とする、荷物検査装置。
前記荷物検査装置において、中性子発生反応の発生物であるα粒子を検出し、発生した中性子の時間と空間を検出することにより、中性子ＣＴを構成することを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の荷物検査装置。
前記荷物検査装置において、前記Ｘ線撮像装置と前記中性子撮像装置とに接続された画像表示装置を備え、この画像表示装置は、Ｘ線撮像装置による物体
の透過画像と、中性子撮像装置による物体の組成画像を各々表示することを特徴とする、請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の荷物検査装置。
前記荷物検査装置において、前記画像表示装置は、Ｘ線撮像装置による物体の透過画像と、中性子撮像装置による物体の組成画像を合成して表示することを特徴とする、請求項２ないし請求項５のいずれか１項に記載の荷物検査装置。
前記荷物検査装置において、前記中性子撮像装置による物体の組成画像は、３つ以上の元素の組成比情報であることを特徴とする、請求項５または請求項６に記載の荷物検査装置。
前記荷物検査装置において、３つ以上の元素として、酸素、窒素および炭素を含むことを特徴とする、請求項７に記載の荷物検査装置。