JP2010217098A - X線画像検査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】X線画像検査装置100は、10keV以下のKα特性X線を発生するX線ターゲット5を有する特性X線発生器10と、ペルチエ素子22により冷却される直接入射型冷却X線CCD検出器20と、を備える。特性X線発生器10とX線CCD検出器との間に配置された試料40を回転させ、試料40を透過したX線を検出することにより撮像する。X線ターゲット5は、原子番号が20から30までの金属で形成することができる。さらにクロム、銅、ニッケル、鉄のいずれか1つを選択することができる。
【選択図】図4
Description
10keV以下のKα特性X線を高強度で出力するクロムターゲットのマイクロフォーカスX線発生器と銅ターゲットのマイクロフォーカスX線発生器を作成した。アノードは、真空中で高電圧に印加されるとともに、X線に変換されない電子の運動エネルギーを蓄積するので、熱伝導のよい無酸素銅ロッドで構成し、放射窓方向に傾斜した端面にターゲット材を埋め込んだ。ターゲット上のX線焦点サイズは、10μmであり、照射角は30度である。クロムターゲットを埋め込んだアノードは、6×6mm角、厚さ2mmに成形したクロム(99.95%)片がアノードの傾斜端面に埋め込まれ、厚さ0.1mmのBe窓を通して放射状にX線が放出される。焦点から窓までの焦点窓距離は、14.5mmとした。
図12、図13は、X線焦点から30cmの位置にスペクトル計測用の検出器を設置し、電子の加速電圧を変化させたときのX線スペクトルを計測した例を示す。図12は、クロムターゲットによるものであり、図13は、銅ターゲットによるものである。
直接入射型のX線CCD画像検出器は、1)高エネルギーX線に感度がないためX線スペクトルの単色性が高まる(図7参照)、2)X線フォトンを直接電荷に変換できるため、フォトンエネルギーに比例した電荷発生によって、10keV以下のX線でコントラスト分解能が高い、という特徴がある。
本実施例の装置の特徴を示すため、10keV以下のKα特性X線を発生する銅およびクロムターゲットと従来のタングステンターゲット、シンチレータ付きフラットパネル検出器と直接入射型X線CCD検出器による画像の比較を行った。組み合わせたシステムとして、以下の4種類の透過X線撮像装置を準備した。実施例の装置は装置構成2および装置構成4である。
装置構成2(実施例):銅ターゲットのX線発生器と直接入射型X線CCD検出器
装置構成3(比較例):タングステンターゲットのX線発生器と直接入射型X線CCD検出器
装置構成4(実施例):クロムターゲットのX線発生器と直接入射型X線CCD検出器
10 X線発生器
1 カソード
2 グリッド
3 静電レンズ
4 電子線
9 密封管9
5、55 ターゲット
6 ターゲット支持部材
7 冷却通路
8 冷却水
9 密封管
91 X線窓
20 X線検出器
22 ペルチエ素子
30 試料台
40 試料
45 空気経路
47 真空経路
60 密閉容器
61、62 X線透過窓
63 真空排気弁
65 空気導入弁
Claims (5)
- 10keV以下のKα特性X線を発生するX線ターゲットを有する特性X線発生器と、
直接入射型冷却X線CCD検出器と、を備え、
前記Kα特性X線発生器と前記直接入射型冷却X線CCD検出器との間に配置された試料を透過したX線を検出することにより撮像することを特徴とするX線画像検査装置。 - 前記X線ターゲットは、原子番号が20から30までの金属から形成されることを特徴とする請求項1に記載のX線画像検査装置。
- 前記X線ターゲットは、クロム、銅、ニッケル、鉄のいずれか1つであることを特徴とする請求項2に記載のX線画像検査装置。
- 前記X線ターゲットのX線焦点サイズは、1μm以上で50μm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載されたX線画像検査装置。
- 前記特性X線発生器と直接入射型冷却X線CCD検出器との間のX線経路中に、両端にX線透過膜を備えた、真空の密閉容器またはヘリウムガスを充填した密閉容器を配置したことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載されたX線画像検査装置。
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