JP2006318746A - 多色x線発生装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電子ビームを加速してパルス電子ビーム1を発生し所定の直線軌道2を通過させる電子ビーム発生装置10と、波長の異なる複数のパルスレーザー光3a,3bを順次発生する複合レーザー発生装置20と、複数のパルスレーザー光を直線軌道2上にパルス電子ビーム1に対向して導入するレーザー光導入装置30とを備え、複数のパルスレーザー光3a,3bを直線軌道2上でパルス電子ビーム1に順次正面衝突させ、2種以上の単色硬X線4(4a,4b)を発生させる。
【選択図】 図2
Description
X線管は、真空中でフィラメントを加熱して得られる熱電子を高電圧で加速して金属陽極(ターゲット)に衝突させて、X線を発生させる装置である。X線管から発生するX線は、電子の制動放射による連続X線と、輝線スペクトルである特性X線とからなる。連続X線は特定の波長のX線を必要としない用途、例えば医療用や工業用の透過法の光源として用いられる。また特性X線は、特定の波長のX線を必要とする用途、例えばX線回折や蛍光X線分光等に用いられる。
この装置は、一般に線形加速器で用いられるSバンド(2.856GHz)の4倍の周波数にあたるXバンド(11.424GHz)をRFとして用いて小型化を図っており、例えばX線強度(光子数):約1×109photons/s、パルス幅:約10psの強力な硬X線の発生が予測されている。
この装置により、電子密度の測定精度を高めるとともに、電子密度および実効原子番号のイメージ像の作成に成功している。
また、特性X線を単色X線として利用する他のX線源でもターゲットを物理的に切換える必要があり、やはり高速化は困難である。
また、特許文献1の「X線発生装置」では、レーザービームの波長を短時間で切換えできない。
さらに、特許文献2の「X線発生装置」では、パルス状電子ビームと第1及び第2のレーザー光との衝突確率が低く、X線の発生出力が低い問題点がある。
波長の異なる複数のパルスレーザー光を順次発生する複合レーザー発生装置と、
前記複数のパルスレーザー光を前記直線軌道上にパルス電子ビームに対向して導入するレーザー光導入装置と、を備え、
複数のパルスレーザー光を前記直線軌道上でパルス電子ビームに順次正面衝突させ、2種以上の単色硬X線を発生させる、ことを特徴とする多色X線発生装置が提供される。
前記複数のパルスレーザー光を同一光路上に合流させるレーザー合流光学系と、
前記複数のパルスレーザー光が互いに時間差を有するように複数のパルスレーザー装置を制御するレーザー制御装置とを有する。
また、パルス電子ビームとパルスレーザー光の衝突により発生するX線の波長は、レーザー光の波長に依存するので、複合レーザー発生装置で波長の異なる複数のパルスレーザー光を発生させることで、2種以上の複数の単色硬X線を短い時間間隔で順次切換えて発生させることができる。
また、パルス電子ビームにパルスレーザー光が直線軌道上で正面衝突して、単色硬X線を発生させるので、衝突効率を最大にできる。
例えば、電子ビームとレーザー光の衝突において、複数種類の波長のレーザー光を交互に発射して電子ビームと衝突させることで、2色のX線を高い衝突効率で交互に発生可能となる。
また、X線の波長はレーザー光の波長にリニアに依存するので、どのタイミングでどちらのエネルギーのX線が出ているか特定できる。従ってX線検出器では、2色それぞれのエネルギーによる画像を交互に撮像できる。
この例において、電子ビーム発生装置10は、RF電子銃11、α‐磁石12、加速管13、ベンディング磁石14、Q−磁石15、減速管16、およびビームダンプ17を備える。
特にパルス電子ビーム1は、1つの電子の塊に、周回するレーザーを何度も衝突させるため、レーザーの周回時間(約10ns)よりも、大きな電子ビームを発生する必要があるため、マルチバンチパルス電子ビームであるのが良い。
レーザー光導入装置30は、この例では2枚のミラー32、34を有し、第1ミラー32により、複数のパルスレーザー光3を上述した直線軌道2上にパルス電子ビーム1に対向して導入し、第2ミラー34により直線軌道2を通過した後のパルスレーザー光3を複合レーザー発生装置20に戻すようになっている。
なお、この構成は必須ではなく、単色硬X線4の放射方向がパルス電子ビーム1と異なる場合には、第1ミラー32と第2ミラー34の両方をX線透過率の低い材料(例えば金属)で構成してもよい。
この構成により、複数のパルスレーザー光3a,3bを同一光路上に合流させ、パルスレーザー光3として、第1ミラー32に入射させ、合流した複数のパルスレーザー光を直線軌道2上に導入することができる。
また、パルス電子ビーム1にパルスレーザー光3が直線軌道2上で正面衝突して、単色硬X線を発生させるので、衝突効率を最大にできる。
例えば、電子ビームの運動エネルギーを35MeVとし、波長1064nmのNd−YAGレーザーと、これに波長を半分に変換するKTP結晶を組込んだ波長532nmのNd−YAGレーザーを使用する場合、約44.5keVの単色硬X線を放射することができる。
取り出した複数の単色硬X線4(4a,4b)は、血管造影や2色X線CTに用いることができる。
レーザー周回光学系28は、この例では全反射ミラー28aとハーフミラー28bからなる。全反射ミラー28aは、直線軌道2を通過し第2ミラー34で反射したパルスレーザー光3をハーフミラー28bに向けて反射する。ハーフミラー28bは、パルスレーザー光3がそのまま通過できるハーフミラーであり、全反射ミラー28aからのパルスレーザー光3をレーザー光導入装置30の第1ミラー32に向けて反射する。
この構成により、直線軌道2を通過したパルスレーザー光3を、直線軌道2を通過前の光路上に周回させ、同一のパルスレーザー光3を周回させてパルス電子ビーム1に複数回衝突させることができる。
その他の構成は、図1,2の第1実施形態と同様である。
例えば10TW級のレーザーを用いることにより、周回により1×109photons/s程度のX線を発生することが予測できる。
さらに、レーザー増幅器29を併用することにより、周回のない場合に比べて50倍程度まで衝突に寄与するレーザーの総エネルギーを高めることができる。
また、X線の波長はレーザー光の波長にリニアに依存するので、どのタイミングでどちらのエネルギーのX線が出ているか特定できる。従ってX線検出器では、2色それぞれのエネルギーによる画像を交互に撮像できる。
3,3a,3b パルスレーザー光、4(4a,4b) 単色硬X線、
10 電子ビーム発生装置、11 RF電子銃、12 α‐磁石、
13 加速管、14 ベンディング磁石、15 Q−磁石、
16 減速管、17 ビームダンプ、18 高周波電源、19 同期装置、
20 複合レーザー発生装置、22A,22B パルスレーザー装置、
23 レーザー合流光学系、23a 全反射ミラー、23b ハーフミラー、
24 レーザー制御装置、25 レーザーダンプ、
26,27 プロファイル調整光学系、
28 レーザー周回光学系、28a 全反射ミラー、
28b ハーフミラー、29 レーザー増幅器、
30 レーザー光導入装置、32 第1ミラー、34 第2ミラー
Claims (5)
- パルス電子ビームを加速して所定の直線軌道を通過させる電子ビーム発生装置と、
波長の異なる複数のパルスレーザー光を順次発生する複合レーザー発生装置と、
前記複数のパルスレーザー光を前記直線軌道上にパルス電子ビームに対向して導入するレーザー光導入装置と、を備え、
複数のパルスレーザー光を前記直線軌道上でパルス電子ビームに順次正面衝突させ、2種以上の単色硬X線を発生させる、ことを特徴とする多色X線発生装置。 - 前記複合レーザー発生装置は、互いに波長が異なる複数のパルスレーザー光を発生する複数のパルスレーザー装置と、
前記複数のパルスレーザー光を同一光路上に合流させるレーザー合流光学系と、
前記複数のパルスレーザー光が互いに時間差を有するように複数のパルスレーザー装置を制御するレーザー制御装置とを有する、ことを特徴とする請求項1に記載の多色X線発生装置。 - 前記直線軌道上の衝突点におけるパルスレーザー光のビームプロファイルを調整するプロファイル調整光学系を有する、ことを特徴とする請求項2に記載の多色X線発生装置。
- 前記複合レーザー発生装置は、前記直線軌道を通過したパルスレーザー光を、直線軌道を通過前の光路上に周回させるレーザー周回光学系を有し、これにより同一のパルスレーザー光を周回させてパルス電子ビームに複数回衝突させる、ことを特徴とする請求項2に記載の多色X線発生装置。
- 前記周回光路上に前記パルスレーザー光を増幅するレーザー増幅器を有する、ことを特徴とする請求項3に記載の多色X線発生装置。
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009005059A1 (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-08 | Ihi Corporation | 高輝度x線発生装置および方法 |
WO2009005060A1 (ja) | 2007-07-03 | 2009-01-08 | Ihi Corporation | 電子ビームとレーザ光の衝突タイミング調整装置および方法 |
JP2009016120A (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Ihi Corp | X線発生装置用のレーザ導入兼x線取出機構 |
JP2009016119A (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Ihi Corp | X線発生装置の波長変更装置および方法 |
WO2010101221A1 (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-10 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 原子核共鳴蛍光散乱を用いた非破壊検査システム |
JP2012078359A (ja) * | 2011-11-01 | 2012-04-19 | Ihi Corp | X線計測装置及びx線計測方法 |
US8345824B2 (en) | 2007-07-04 | 2013-01-01 | Ihi Corporation | X-ray metering apparatus, and X-ray metering method |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9778391B2 (en) * | 2013-03-15 | 2017-10-03 | Varex Imaging Corporation | Systems and methods for multi-view imaging and tomography |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11264899A (ja) * | 1998-03-18 | 1999-09-28 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 電子/レーザ衝突型x線発生装置及びx線発生方法 |
US6332017B1 (en) * | 1999-01-25 | 2001-12-18 | Vanderbilt University | System and method for producing pulsed monochromatic X-rays |
JP2003151800A (ja) * | 2001-11-12 | 2003-05-23 | Laser Gijutsu Sogo Kenkyusho | 超高輝度放射光発生方法及び装置 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3419906B2 (ja) | 1994-09-28 | 2003-06-23 | 株式会社東芝 | X線発生装置 |
US5471516A (en) | 1994-10-06 | 1995-11-28 | Varian Associates, Inc. | Radiotherapy apparatus equipped with low dose localizing and portal imaging X-ray source |
JP3677103B2 (ja) | 1995-09-01 | 2005-07-27 | 株式会社東芝 | X線発生装置 |
JP2001133600A (ja) | 1999-11-08 | 2001-05-18 | Tokyo Denshi Kk | X線発生装置 |
JP2001176694A (ja) * | 1999-12-15 | 2001-06-29 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 光パルスビーム発生装置及びx線発生装置 |
JP2002280200A (ja) | 2001-03-21 | 2002-09-27 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | X線発生装置及び発生方法 |
JP2003038475A (ja) | 2001-08-01 | 2003-02-12 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | X線診断装置およびx線治療装置 |
US7027553B2 (en) * | 2003-12-29 | 2006-04-11 | Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc | Systems and methods for generating images by using monochromatic x-rays |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11264899A (ja) * | 1998-03-18 | 1999-09-28 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 電子/レーザ衝突型x線発生装置及びx線発生方法 |
US6332017B1 (en) * | 1999-01-25 | 2001-12-18 | Vanderbilt University | System and method for producing pulsed monochromatic X-rays |
JP2003151800A (ja) * | 2001-11-12 | 2003-05-23 | Laser Gijutsu Sogo Kenkyusho | 超高輝度放射光発生方法及び装置 |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009005060A1 (ja) | 2007-07-03 | 2009-01-08 | Ihi Corporation | 電子ビームとレーザ光の衝突タイミング調整装置および方法 |
JP2009016488A (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Ihi Corp | 高輝度x線発生装置および方法 |
JP2009016120A (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Ihi Corp | X線発生装置用のレーザ導入兼x線取出機構 |
JP2009016123A (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Ihi Corp | 電子ビームとレーザ光の衝突タイミング調整装置および方法 |
JP2009016119A (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Ihi Corp | X線発生装置の波長変更装置および方法 |
WO2009005059A1 (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-08 | Ihi Corporation | 高輝度x線発生装置および方法 |
US8000448B2 (en) | 2007-07-03 | 2011-08-16 | Ihi Corporation | Device and method for adjusting collision timing between electron beam and laser light |
US8102968B2 (en) | 2007-07-03 | 2012-01-24 | Ihi Corporation | High brightness X-ray generating device and method |
US8345824B2 (en) | 2007-07-04 | 2013-01-01 | Ihi Corporation | X-ray metering apparatus, and X-ray metering method |
WO2010101221A1 (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-10 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 原子核共鳴蛍光散乱を用いた非破壊検査システム |
JP5403767B2 (ja) * | 2009-03-05 | 2014-01-29 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 原子核共鳴蛍光散乱を用いた非破壊検査システム |
US8804911B2 (en) | 2009-03-05 | 2014-08-12 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Nondestructive inspection system using nuclear resonance fluorescence |
JP2012078359A (ja) * | 2011-11-01 | 2012-04-19 | Ihi Corp | X線計測装置及びx線計測方法 |
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