JP2019009122A - Radiation tube, radiation source, and radiation inspection device - Google Patents

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Abstract

To provide a radiation tube which emits radiation as a fan beam suitable for application to an inspection device with a simple configuration.SOLUTION: A radiation tube includes: an envelope having an opening part; and an electron source provided inside the envelope; a target part 12 for generating radiation by irradiation of electrons emitted from the electron source. The radiation tube includes a front shield 21 which is installed at an opening part and which is joined to the target part 12. The front shield 21 includes a slit-like opening 25 for interrupting a part of the radiation emitted from the target part 12. Opening width of the opening 25 in a lateral direction in a side of the target part 12 is equal to a diameter of a target layer 19 or less, and opening width of the opening in a longitudinal direction is larger than the opening width of the target layer 19.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、産業機器分野における非破壊X線検査装置や、医療機器分野における診断応用等に適用できる放射線管及びそれを用いた放射線検査装置に関する。   The present invention relates to a non-destructive X-ray inspection apparatus in the industrial equipment field, a radiation tube applicable to diagnostic applications in the medical equipment field, and a radiation inspection apparatus using the same.

放射線管は、陰極と陽極との間に高電圧を印加し、電子源から放出される電子をターゲットに照射することによりX線等の放射線を発生させる。放射線管は、例えばX線源として、物品の異物を検査する検査装置に適用される。   The radiation tube generates radiation such as X-rays by applying a high voltage between a cathode and an anode and irradiating a target with electrons emitted from an electron source. The radiation tube is applied, for example, as an X-ray source to an inspection apparatus that inspects foreign objects in an article.

特許文献1には、物品にX線を照射するX線源と、X線の照射範囲を調整するスリット形成部材と、物品を搬送する搬送部とを有するX線検査装置が開示されている。   Patent Document 1 discloses an X-ray inspection apparatus including an X-ray source that irradiates an article with X-rays, a slit forming member that adjusts an X-ray irradiation range, and a conveyance unit that conveys the article.

特開2013−88199号公報JP2013-88199A

従来のX線検査装置301の構成を、図10に示す。被検査物品307を搬送装置304により搬送させながら、X線管306から物品307にX線を照射し、物品307を透過したX線をX線ラインセンサ305により検出する。物品307の搬送方向に直交する方向に延びるスリットを有するスリット形成部材306により、X線管302から放射されるコーンビーム状のX線308の照射範囲を調整している。破線矢印はスリット形成部材306から散乱したX線を示す。これらの検査空間外へのX線を遮蔽するために、X線遮蔽壁309が設けられている。   The configuration of a conventional X-ray inspection apparatus 301 is shown in FIG. While the article to be inspected 307 is conveyed by the conveying device 304, the X-ray tube 306 irradiates the article 307 with X-rays, and the X-ray line sensor 305 detects X-rays transmitted through the article 307. The irradiation range of the cone beam-shaped X-ray 308 emitted from the X-ray tube 302 is adjusted by a slit forming member 306 having a slit extending in a direction orthogonal to the conveyance direction of the article 307. Broken line arrows indicate X-rays scattered from the slit forming member 306. An X-ray shielding wall 309 is provided to shield X-rays outside these inspection spaces.

しかし、X線焦点位置(ターゲット)とスリットの位置とが離れているため、ターゲットとスリット間でのX線の散乱が広範囲に発生する。そのため、X線遮蔽壁を設ける領域も広範囲にわたることにより、装置全体が大型化するという課題があった。   However, since the X-ray focal point position (target) and the slit position are separated, X-ray scattering between the target and the slit occurs in a wide range. For this reason, there is a problem in that the entire apparatus is increased in size by providing a wide range of the X-ray shielding wall.

本発明の放射線管は、電子を放出する電子源を有する陰極と、電子の照射により放射線を発生するターゲット部と前記ターゲット部を保持する管状の前方遮蔽体とを有する陽極と、管軸方向の両端のそれぞれにおいて前記陰極と前記陽極に接続される絶縁管と、を有する放射線管であって、
前記ターゲット部は、ターゲット層と前記ターゲット層を支持する基材と、を有し、前記前方遮蔽体は、前記ターゲット部の前記電子源とは反対側の面から放出された放射線の一部を通過させ前記放射線をファンビームに成形するスリット状の開口を有し、前記開口の前記ターゲット部の側における短手方向の開口幅は前記ターゲット層の直径以下であり長手方向の開口幅は前記ターゲット層の直径より大きいことを特徴とする。
The radiation tube of the present invention includes a cathode having an electron source that emits electrons, an anode having a target part that generates radiation by electron irradiation, and a tubular front shield that holds the target part, and a tube axis direction A radiation tube having a cathode and an insulating tube connected to the anode at each of both ends,
The target unit includes a target layer and a base material that supports the target layer, and the front shield receives a part of radiation emitted from a surface of the target unit opposite to the electron source. It has a slit-shaped opening for passing the radiation into a fan beam, and the opening width in the short direction on the target portion side of the opening is equal to or smaller than the diameter of the target layer, and the opening width in the longitudinal direction is the target. It is characterized by being larger than the diameter of the layer.

本発明によれば、スリット状の開口を有する前方遮蔽体が形成された放射線管を用いることにより、簡素化された構成で、検査装置への適用に適したファンビームとして、放射線が放出される。また、ターゲット部近傍での不要な放射線を効果的に遮蔽することができるので、ターゲット部とスリット部との間での放射線の散乱を抑制することができる。その結果、検査空間外への放射線の散乱も抑制され、安全で、小型化された放射線検査装置が提供される。   According to the present invention, radiation is emitted as a fan beam suitable for application to an inspection apparatus with a simplified configuration by using a radiation tube in which a front shield having a slit-like opening is formed. . Moreover, since unnecessary radiation in the vicinity of the target portion can be effectively shielded, scattering of radiation between the target portion and the slit portion can be suppressed. As a result, scattering of radiation outside the examination space is suppressed, and a safe and miniaturized radiation examination apparatus is provided.

第1の実施形態に係る放射線源を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the radiation source which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る前方遮蔽体及びターゲット部を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the front shield and target part which concern on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る前方遮蔽体を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the front shielding body which concerns on 2nd Embodiment. 第1の実施形態に係る後方遮蔽体の開口を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating opening of the back shield which concerns on 1st Embodiment. 第3の実施形態に係る放射線源を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the radiation source which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施形態に係る後方遮蔽体を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the back shield which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係る放射線検査装置のブロック図である。It is a block diagram of the radiation inspection apparatus which concerns on 4th Embodiment. 実施例2に係る放射線検査装置を示す模式図である。6 is a schematic diagram illustrating a radiation inspection apparatus according to Embodiment 2. FIG. 実施例3に係る放射線検査装置を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a radiation inspection apparatus according to a third embodiment. 従来の放射線検査装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the conventional radiation inspection apparatus.

以下、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。本発明において用いられる放射線としては、X線が好適であるが、中性子線や陽子線等の放射線の適用も可能である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. X-rays are preferable as the radiation used in the present invention, but radiation such as neutrons and protons can also be applied.

[第1の実施形態]
図1は、本実施形態に係る放射線源の模式図である。放射線源81は、収納容器内に配置された放射線管88と高圧発生部82とからなり、収納容器内の余空間は絶縁油87で満たされている。放射線管88は、円筒状の絶縁管83の一方の端部と陰極84が接合され、他方の端部と陽極85が接合された外囲器を有する。高圧発生部82は、陰極84及び陽極85に所望の電圧を印加する。陰極84を構成する電子源86から放出された電子は、加速電圧(陰極/陽極間電圧)により加速され、ターゲット部12に衝突する。電子の衝突により発生した放射線のうち、ターゲット部12の電子が衝突した面と対向する面側から放出された放射線が外囲器外部に放出される。即ち、本実施形態で用いられる放射線管88は透過型である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram of a radiation source according to the present embodiment. The radiation source 81 includes a radiation tube 88 and a high-pressure generator 82 arranged in the storage container, and the extra space in the storage container is filled with insulating oil 87. The radiation tube 88 has an envelope in which one end of a cylindrical insulating tube 83 and a cathode 84 are joined, and the other end and an anode 85 are joined. The high voltage generator 82 applies a desired voltage to the cathode 84 and the anode 85. Electrons emitted from the electron source 86 constituting the cathode 84 are accelerated by an acceleration voltage (cathode / anode voltage) and collide with the target unit 12. Of the radiation generated by the collision of electrons, the radiation emitted from the side of the target portion 12 facing the surface where the electrons collide is emitted to the outside of the envelope. That is, the radiation tube 88 used in this embodiment is a transmission type.

前方遮蔽体21は、外囲器(陽極フランジの部分)の開口部に接続され、ターゲット部12から放出された放射線の一部を遮蔽する。即ち、放射線管88から発生した放射線は、ターゲット部12に接続されたスリット状(矩形)の開口25を有する前方遮蔽体21により、照射領域が扇状に制限されたファンビームとして放出される。   The front shield 21 is connected to the opening of the envelope (anode flange portion) and shields a part of the radiation emitted from the target unit 12. That is, the radiation generated from the radiation tube 88 is emitted as a fan beam whose irradiation area is limited to a fan shape by the front shield 21 having the slit-shaped (rectangular) opening 25 connected to the target unit 12.

絶縁管83には、アルミナ等のセラミックス材料やガラス等の電気的に絶縁性の材料が用いられる。陰極84及び、陽極85のフランジ部は、モネル(米国登録商標:MONEL、Ni−Cu系合金)、インコネル(米国登録商標:INCONEL、Ni基の超合金)、コバール(米国登録商標:KOVAR、Fe−Ni−Co系の合金)等の低線膨張係数合金やステンレスなどの金属からなる。   For the insulating tube 83, a ceramic material such as alumina or an electrically insulating material such as glass is used. The cathode 84 and the flange portion of the anode 85 are made of Monel (US registered trademark: MONEL, Ni-Cu alloy), Inconel (US registered trademark: INCONEL, Ni-based superalloy), Kovar (US registered trademark: KOVAR, Fe). It is made of a low linear expansion coefficient alloy such as (Ni—Co alloy) or a metal such as stainless steel.

電子源86は、外囲器の内部に、陽極85を構成するターゲット部12に対向して配置されている。電子源86には、タングステンフィラメントや、含浸型カソードのような熱陰極、又はカーボンナノチューブ等の冷陰極が含まれている。電子源86には、ターゲット部12の所望の位置、範囲に電子が到達するように制御するための引き出し電極やレンズ電極が配置されている。   The electron source 86 is disposed inside the envelope so as to face the target portion 12 constituting the anode 85. The electron source 86 includes a tungsten filament, a hot cathode such as an impregnated cathode, or a cold cathode such as a carbon nanotube. The electron source 86 is provided with an extraction electrode and a lens electrode for controlling the electrons to reach a desired position and range of the target unit 12.

図2(a)は、前方遮蔽体21の模式図で、正面図、A−A’断面図、B−B’断面図である。前方遮蔽体21は、スリット状の開口(放射線通過孔)25を有し、開口25の長手幅(L1)と短手幅(L2)との比は、2:1から50:1程度、より望ましくは4:1から20:1程度である。   FIG. 2A is a schematic diagram of the front shield 21, which is a front view, a cross-sectional view taken along A-A ′, and a cross-sectional view taken along B-B ′. The front shield 21 has a slit-shaped opening (radiation passage hole) 25, and the ratio of the longitudinal width (L1) to the short width (L2) of the opening 25 is about 2: 1 to 50: 1. Preferably, it is about 4: 1 to 20: 1.

図2(b)に示すターゲット部12は、円板状の基材18と、基材18の電子源側(前方遮蔽体21との接続面の反対側)の表面に円形状に形成されたターゲット膜19とからなる。基材18はターゲット膜19を支持するとともに、外囲器内の真空を保持できる強度を有するものが好ましい。また、ターゲット膜19で発生した放射線の吸収が少なく、且つターゲット膜19で発生した熱をすばやく放熱できるよう熱伝導率の高いものが好ましい。例えばダイヤモンド、炭化シリコン、窒化アルミニウム等を用いることができる。   The target portion 12 shown in FIG. 2B is formed in a circular shape on the surface of the disk-shaped base material 18 and the electron source side of the base material 18 (the side opposite to the connection surface with the front shield 21). It consists of a target film 19. The base material 18 preferably supports the target film 19 and has a strength capable of maintaining the vacuum in the envelope. Further, it is preferable to have a high thermal conductivity so that the radiation generated in the target film 19 is less absorbed and the heat generated in the target film 19 can be quickly dissipated. For example, diamond, silicon carbide, aluminum nitride, or the like can be used.

ターゲット膜19を構成する材料は、融点が高く、放射線発生効率の高いものが好ましい。例えばタングステン、タンタル、モリブデン等を用いることができる。発生した放射線がターゲット膜19を透過する際に生じる吸収を軽減するため、ターゲット膜19の厚みは、1μmから100μm程度が好適である。同様に、基材18の厚さは、500μm〜5mmが好適である。   The material constituting the target film 19 preferably has a high melting point and high radiation generation efficiency. For example, tungsten, tantalum, molybdenum, or the like can be used. In order to reduce absorption generated when the generated radiation passes through the target film 19, the thickness of the target film 19 is preferably about 1 μm to 100 μm. Similarly, the thickness of the substrate 18 is preferably 500 μm to 5 mm.

前方遮蔽体21は、放射線の遮蔽能力が高く、さらにはターゲット部12で発生した熱を外部に放熱できるよう熱伝導率が高いものが好ましく、銅、鉄、ニッケル、タングステン、鉛等の金属や、それらを主成分とする合金、及びそれらの複合素材などからなる。また、前方遮蔽体21の一部が、外囲器の外部に突出して配置されるので、ターゲット部12で発生した熱は、前方遮蔽体21を介して速やかに外部に放熱される。   The front shield 21 has a high radiation shielding capability and preferably has a high thermal conductivity so that heat generated in the target portion 12 can be dissipated to the outside, such as a metal such as copper, iron, nickel, tungsten, lead, , Alloys containing them as main components, and composite materials thereof. Further, since a part of the front shield 21 is disposed so as to protrude outside the envelope, the heat generated in the target portion 12 is quickly radiated to the outside via the front shield 21.

図4(a)は、前方遮蔽体21のスリット状の開口25と、ターゲット膜19に照射される電子ビームの径、即ち焦点23との配置関係を表す模式図である。焦点径d1、ターゲット膜19の径D1、開口25の短手幅L2は、d1<L2≦D1を満たす(短手幅は、焦点径より大きく、ターゲット膜の径以下である)。このような関係とすることにより、焦点23でコーンビーム状に放射される放射線を、効果的にファンビーム状放射線に成形でき、かつ不要な方向への放射線を効率的に遮蔽できる。   FIG. 4A is a schematic diagram showing an arrangement relationship between the slit-like opening 25 of the front shield 21 and the diameter of the electron beam irradiated on the target film 19, that is, the focal point 23. The focal diameter d1, the diameter D1 of the target film 19, and the short width L2 of the opening 25 satisfy d1 <L2 ≦ D1 (the short width is larger than the focal diameter and equal to or smaller than the diameter of the target film). With such a relationship, the radiation radiated in a cone beam shape at the focal point 23 can be effectively shaped into a fan beam radiation, and radiation in an unnecessary direction can be efficiently shielded.

[第2の実施形態]
図3は、本実施形態の前方遮蔽体21の模式図で、正面図、A−A’断面図、B−B’断面図である。スリット状の開口25は、長手幅がターゲット部側から外部側に向かって広くなるテーパーがつけられている。遮蔽する放射線量の多いターゲット部近傍での厚みを大きくすることで、不要な放射線の遮蔽に必要な前方遮蔽体21の大きさを小さくすることが出来る。また、開口25の長手方向においてターゲット部側が放射側より狭い構造であれば、テーパーは直線テーパーである必要はなく、あるいは階段状の構造等でもよい。ターゲット部側の端部の長手幅は、焦点径より大きく、後述する後方遮蔽体64の開口径と同じであることが好ましく、さらに長手幅と短手幅とが等しい(L3=L2)正方形となる。
[Second Embodiment]
Drawing 3 is a mimetic diagram of front shield 21 of this embodiment, and is a front view, an AA 'sectional view, and a BB' sectional view. The slit-shaped opening 25 is tapered such that the longitudinal width becomes wider from the target portion side toward the outside side. By increasing the thickness in the vicinity of the target portion with a large amount of radiation to be shielded, the size of the front shield 21 necessary for shielding unnecessary radiation can be reduced. Further, if the target portion side is narrower than the radiation side in the longitudinal direction of the opening 25, the taper need not be a linear taper, or may be a stepped structure. The longitudinal width of the end portion on the target portion side is preferably larger than the focal diameter, and is the same as the opening diameter of the rear shield 64 described later, and the square is equal in length and width (L3 = L2). Become.

図4(b)は、前方遮蔽体21の開口25と、焦点23との配置関係を表す模式図である。焦点径d1、ターゲット膜19の径D1、開口25の短手幅L2は、d1<L2≦D1を満たす。このような関係とすることにより、焦点23でコーンビーム状に放射される放射線を、さらに効果的にファンビーム状放射線に成形でき、かつ不要な方向への放射線を効果的に遮蔽できる。   FIG. 4B is a schematic diagram illustrating an arrangement relationship between the opening 25 of the front shield 21 and the focal point 23. The focal diameter d1, the diameter D1 of the target film 19, and the short width L2 of the opening 25 satisfy d1 <L2 ≦ D1. With such a relationship, the radiation radiated in a cone beam shape at the focal point 23 can be more effectively shaped into a fan beam radiation, and radiation in an unnecessary direction can be effectively shielded.

[第3の実施形態]
図5は、本実施形態に係る放射線源の模式図である。後方遮蔽体64が配置されていること以外の構成は、第1の実施形態又は第2の実施形態と同様である。
[Third Embodiment]
FIG. 5 is a schematic diagram of a radiation source according to the present embodiment. The configuration other than the arrangement of the rear shield 64 is the same as that of the first embodiment or the second embodiment.

ターゲット部12より陰極側に発生した放射線及び反射電子は、後方遮蔽体64によって遮蔽される。後方遮蔽体64は、前方遮蔽体21と同じ材料のものが用いられる。また、前方遮蔽体21と後方遮蔽体64とは、内側に遮蔽効果の高い材料(例えば、タングステン)を配置し、外側に熱伝導率の高い材料(例えば、銅)を配置した2層構成でもよい。   Radiation and reflected electrons generated on the cathode side from the target unit 12 are shielded by the rear shield 64. The rear shield 64 is made of the same material as the front shield 21. Further, the front shield 21 and the rear shield 64 may have a two-layer configuration in which a material having a high shielding effect (for example, tungsten) is disposed on the inside and a material having a high thermal conductivity (for example, copper) is disposed on the outside. Good.

図6は、後方遮蔽体64の模式図で、正面図、A−A’断面図、B−B’断面図である。図6(a)に示すように、後方遮蔽体64は、円筒状の開口(電子通過孔)66を有し、ターゲット部12と接続される。ターゲット部12は、後方遮蔽体64の端部に形成された切欠きに収められて接合される。前方遮蔽体21、ターゲット部12、後方遮蔽体64は、一体的に陽極フランジ部の開口部に接合される。   FIG. 6 is a schematic view of the rear shield 64, which is a front view, a cross-sectional view taken along line A-A ′, and a cross-sectional view taken along line B-B ′. As shown in FIG. 6A, the rear shield 64 has a cylindrical opening (electron passage hole) 66 and is connected to the target unit 12. The target unit 12 is accommodated in and joined to a notch formed at the end of the rear shield 64. The front shield 21, the target portion 12, and the rear shield 64 are integrally joined to the opening of the anode flange portion.

また、図6(b)に示すように、開口66にテーパーをつけてもよい。この構造により、不要な放射線量の多いターゲット部近傍で効率的に遮蔽を行い、かつ、後方遮蔽体の陰極側面に電子が衝突し不要な放射線が発生することを防止する。また、後方遮蔽体の開口66のターゲット部側が陰極側より狭い構造であれば、テーパーは直線テーパーである必要はなく、あるいは階段状の構造等でもよい。   Further, as shown in FIG. 6B, the opening 66 may be tapered. With this structure, shielding is efficiently performed in the vicinity of the target portion with a large amount of unnecessary radiation, and unnecessary radiation is prevented from being generated by collision of electrons with the cathode side surface of the rear shielding body. If the target portion side of the opening 66 of the rear shield is narrower than the cathode side, the taper need not be a linear taper, or may be a stepped structure.

[第4の実施形態]
次に、図7を用いて、本実施形態の放射線検査装置について説明する。システム制御部502は、放射線管88と放射線検出部501と搬送駆動部505とを連携制御する。放射線管88としては、第1〜3の実施形態に記載されたものが用いられる。放射線管制御部504は、システム制御部502による制御の下に、放射線源81に各種の制御信号を出力する。制御信号により、放射線管88から放出される放射線の放出状態が制御される。搬送駆動部505は、放射線管88と検出器507との間を横切って被検査物品509を通過させるように、物品配置部506を駆動する。放射線管88から放出された放射線は、物品509を透過して検出器507で検出される。検出器507は、検出した放射線を電気信号に変換して信号処理回路508に出力する。信号処理回路508は、システム制御部502による制御の下に、電気信号に所定の信号処理を施し、処理された電気信号をシステム制御部502に出力する。システム制御部502は、処理された処理信号に基づいて画像信号を生成し、画像信号に基いて、表示部503に物品の内部の映像を表示させる。さらに、システム制御部502は、映像情報に基いて、物品の内部に含まれる異物の有無を判定する。判定結果は表示装置503で表示される。検査が終了した物品509は、搬送駆動装置505によって駆動される物品配置部506によって、判定結果に応じて異なる所定の場所に搬送される。物品509は、所定間隔で連続的に搬送され、物品509が放射線管88の照射範囲に入るタイミングと照射範囲から出るタイミングに同期して、放射線管88から放射線が照射される。
[Fourth Embodiment]
Next, the radiation inspection apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG. The system control unit 502 controls the radiation tube 88, the radiation detection unit 501, and the transport driving unit 505 in a coordinated manner. As the radiation tube 88, the one described in the first to third embodiments is used. The radiation tube control unit 504 outputs various control signals to the radiation source 81 under the control of the system control unit 502. The emission state of the radiation emitted from the radiation tube 88 is controlled by the control signal. The conveyance drive unit 505 drives the article placement unit 506 so that the article to be inspected 509 passes through between the radiation tube 88 and the detector 507. The radiation emitted from the radiation tube 88 passes through the article 509 and is detected by the detector 507. The detector 507 converts the detected radiation into an electrical signal and outputs it to the signal processing circuit 508. The signal processing circuit 508 performs predetermined signal processing on the electrical signal under the control of the system control unit 502, and outputs the processed electrical signal to the system control unit 502. The system control unit 502 generates an image signal based on the processed processing signal, and causes the display unit 503 to display an image inside the article based on the image signal. Further, the system control unit 502 determines the presence / absence of a foreign substance contained in the article based on the video information. The determination result is displayed on the display device 503. The article 509 that has been inspected is conveyed to a predetermined place that differs depending on the determination result by the article arrangement unit 506 that is driven by the conveyance driving device 505. The article 509 is continuously conveyed at a predetermined interval, and radiation is emitted from the radiation tube 88 in synchronization with the timing when the article 509 enters and exits the irradiation range of the radiation tube 88.

(実施例1)
図4、図5、図6を用いて本発明の放射線管の一実施例について説明する。放射線管88はアルミナの絶縁管83の一方の端部に陰極84が、他方の端部に陽極85が接合され、外囲器が構成されている。陰極、及び陽極のフランジ部の材料はコバールである。陽極85は、ターゲット部12、前方遮蔽体21、後方遮蔽体64を備えている。ターゲット部12はφ5mm×t2mmのダイヤモンド基板の陰極側にタングステンがφ3mm×t5μmで成膜されている。前方遮蔽体21は銅であり、φ20mm×t10mmの略円筒状である。スリット状の開口25は、放射側長手幅L1は10mm、ターゲット部側長手幅L3は2.5mm、短手幅L2は2.5mmのテーパー状になっている。また、ターゲット径D1は3mm、焦点径d1は2mmで、d1<L2≦D1を満たす関係となっている。後方遮蔽体64は銅であり、φ20mm×t10mmの略円筒状に、φ2mmの円筒状の開口66を備える。後方遮蔽体64にターゲット部12とほぼ同じ大きさの掘り込みを作成し、そこにターゲット部12をはめ込み、銀ロウによりロウ付けする。さらに、後方遮蔽体64の接続面に、前方遮蔽体21の開口25が小さい側を銀ロウによりロウ付けする。
Example 1
An embodiment of the radiation tube of the present invention will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 6. In the radiation tube 88, a cathode 84 is joined to one end of an insulating tube 83 made of alumina, and an anode 85 is joined to the other end to constitute an envelope. The material of the cathode and the flange portion of the anode is Kovar. The anode 85 includes the target unit 12, the front shield 21, and the rear shield 64. In the target portion 12, tungsten is formed in a diameter of φ3 mm × t5 μm on the cathode side of a diamond substrate of φ5 mm × t2 mm. The front shield 21 is made of copper and has a substantially cylindrical shape of φ20 mm × t10 mm. The slit-shaped opening 25 has a tapered shape in which the radiation side longitudinal width L1 is 10 mm, the target portion side longitudinal width L3 is 2.5 mm, and the lateral width L2 is 2.5 mm. Further, the target diameter D1 is 3 mm, the focal diameter d1 is 2 mm, and d1 <L2 ≦ D1 is satisfied. The rear shield 64 is made of copper, and includes a cylindrical opening 66 of φ2 mm in a substantially cylindrical shape of φ20 mm × t10 mm. A digging of approximately the same size as the target portion 12 is created in the rear shield 64, and the target portion 12 is fitted therein and brazed with silver solder. Further, the side where the opening 25 of the front shield 21 is small is brazed to the connection surface of the rear shield 64 with silver solder.

高圧発生部82はコッククロフト回路を備え、放射線の使用用途に応じて概ね40kV〜120kV程度の電圧を印加する。電子源86は含浸型カソードである。発生した放射線は、前方遮蔽体21によって、適正な形状のファンビームに変換されて、外部に放出された。また、陰極側に発生した放射線は、後方遮蔽体64により、効果的に遮蔽された。   The high voltage generator 82 includes a cockcroft circuit and applies a voltage of approximately 40 kV to 120 kV depending on the intended use of radiation. The electron source 86 is an impregnated cathode. The generated radiation was converted into a fan beam having an appropriate shape by the front shield 21 and emitted to the outside. Further, the radiation generated on the cathode side was effectively shielded by the rear shield 64.

(実施例2)
本発明の放射線検査装置の一実施例について説明する。図8は、本実施例の放射線検査装置の構成を示す断面模式図の正面図と側面図である。放射線検査装置101は、搬送部104で物品107を搬送させながら放射線管88より照射される放射線を用いて異物検査を行う。搬送部104は、ベルトコンベアで、両端の駆動モータにより物品107を左右方向に搬送する。前方遮蔽体21の開口25は、長手方向が搬送装置104の搬送方向と交差する方向、好ましくは直交する方向に形成されている。その結果、放射線管88より放射される放射線は、搬送方向と直交する方向には、物品107の大きさより大きい照射範囲となるファン角と、搬送方向には、物品の大きさより十分小さな照射範囲となる放射角とを有するファンビームとなる。物品107を透過した放射線は、検出器であるラインセンサ105により検出される。
(Example 2)
An embodiment of the radiation inspection apparatus of the present invention will be described. FIG. 8 is a front view and a side view of a schematic cross-sectional view showing the configuration of the radiation inspection apparatus of the present embodiment. The radiation inspection apparatus 101 performs foreign object inspection using the radiation irradiated from the radiation tube 88 while the article 107 is transported by the transport unit 104. The conveyance unit 104 is a belt conveyor and conveys the article 107 in the left-right direction by drive motors at both ends. The opening 25 of the front shield 21 is formed in a direction in which the longitudinal direction intersects the conveying direction of the conveying device 104, preferably in a direction orthogonal thereto. As a result, the radiation emitted from the radiation tube 88 has a fan angle that is an irradiation range larger than the size of the article 107 in the direction orthogonal to the conveyance direction, and an irradiation range that is sufficiently smaller than the size of the article in the conveyance direction. A fan beam having a radiation angle of The radiation that has passed through the article 107 is detected by a line sensor 105 that is a detector.

本実施例の放射線検査装置101は、前方遮蔽体21で不要な放射線を遮蔽するため、図10の従来例に示したようなスリット形成部材306からの散乱放射線がない。そのため、放射線遮蔽壁109を簡素化しても、散乱放射線を十分遮蔽できた。   Since the radiation inspection apparatus 101 of the present embodiment shields unnecessary radiation with the front shield 21, there is no scattered radiation from the slit forming member 306 as shown in the conventional example of FIG. Therefore, even if the radiation shielding wall 109 is simplified, the scattered radiation can be sufficiently shielded.

(実施例3)
本発明の放射線検査装置の他の実施例について説明する。図9は、本実施例の放射線検査装置の構成を示す断面模式図の正面図と側面図である。前方遮蔽体21と物品107との間にスリット部206を配置した以外は、実施例2と同様である。スリット部206は、タングステンからなり、搬送部104の搬送方向と直交する方向にスリット状の開口(スリット)が形成されている。スリットの長手方向は、前方遮蔽体21の開口25の長手方向と一致している。
(Example 3)
Another embodiment of the radiation inspection apparatus of the present invention will be described. FIG. 9 is a front view and a side view of a schematic cross-sectional view showing the configuration of the radiation inspection apparatus of the present embodiment. Example 2 is the same as Example 2 except that the slit portion 206 is disposed between the front shield 21 and the article 107. The slit portion 206 is made of tungsten, and a slit-shaped opening (slit) is formed in a direction orthogonal to the conveyance direction of the conveyance unit 104. The longitudinal direction of the slit coincides with the longitudinal direction of the opening 25 of the front shield 21.

放射線管88より放射されるファンビームの放射線は、スリット部206を通過することにより、搬送方向と直交する方向には、照射範囲が維持され、搬送方向には、照射範囲をさらに小さくしたファンビームとなる。   The fan beam radiation radiated from the radiation tube 88 passes through the slit portion 206 so that the irradiation range is maintained in the direction orthogonal to the conveyance direction, and the irradiation range is further reduced in the conveyance direction. It becomes.

本実施例によれば、搬送方向の分解能が高まるので、より高精度の検査が可能となる。また、従来の放射線検査装置に比べて、スリット部206で散乱される放射線は微量となるので、放射線遮蔽壁109が簡素化され、装置全体が小型化された。   According to the present embodiment, since the resolution in the transport direction is increased, more accurate inspection can be performed. Further, since the amount of radiation scattered by the slit portion 206 is very small compared to the conventional radiation inspection apparatus, the radiation shielding wall 109 is simplified and the entire apparatus is downsized.

86 電子源
12 ターゲット部
21 前方遮蔽体
25 スリット状の開口
18 基材
19 ターゲット膜
23 焦点
86 Electron source 12 Target portion 21 Front shield 25 Slit-shaped opening 18 Base material 19 Target film 23 Focus

本発明の放射線管は、電子を放出する電子源を有する陰極と、電子の照射により放射線を発生するターゲット部と前記ターゲット部を保持する管状の前方遮蔽体とを有する陽極と、管軸方向の両端において前記陰極と前記陽極に接続される絶縁管と、を有する放射線管であって、
前記ターゲット部は、ターゲット層と前記ターゲット層を支持する基材と、を有し、前記前方遮蔽体は、前記ターゲット部の前記電子源とは反対側の面から放出された放射線の一部を通過させ前記放射線をファンビームに成形するスリット状の開口が設けられ前記前方遮蔽体の前記ターゲット部の側における短手方向の開口幅は前記ターゲット層の直径以下であり、前記前方遮蔽体の前記ターゲット部の側における長手方向の開口幅は前記ターゲット層の直径より大きいことを特徴とする。
The radiation tube of the present invention includes a cathode having an electron source that emits electrons, an anode having a target part that generates radiation by electron irradiation, and a tubular front shield that holds the target part, and a tube axis direction an insulating tube which is connected to said anode and Oite the cathode at both ends, a radiation tube having,
The target unit includes a target layer and a base material that supports the target layer, and the front shield receives a part of radiation emitted from a surface of the target unit opposite to the electron source. slit-like opening for forming the radiation fan beam is passed is provided, wherein the short side direction of the opening width of the side of the target portion of the front shield Ri der less in diameter before Symbol target layer, the front shielding The opening width in the longitudinal direction on the side of the target portion of the body is larger than the diameter of the target layer.

Claims (13)

電子を放出する電子源を有する陰極と、電子の照射により放射線を発生するターゲット部と前記ターゲット部を保持する管状の前方遮蔽体とを有する陽極と、管軸方向の両端のそれぞれにおいて前記陰極と前記陽極に接続される絶縁管と、を有する放射線管であって、
前記ターゲット部は、ターゲット層と前記ターゲット層を支持する基材と、を有し、前記前方遮蔽体は、前記ターゲット部の前記電子源とは反対側の面から放出された放射線の一部を通過させ前記放射線をファンビームに成形するスリット状の開口を有し、前記開口の前記ターゲット部の側における短手方向の開口幅は前記ターゲット層の直径以下であり長手方向の開口幅は前記ターゲット層の直径より大きいことを特徴とする放射線管。
A cathode having an electron source that emits electrons; an anode having a target portion that generates radiation by electron irradiation; and a tubular front shield that holds the target portion; and the cathode at each of both ends in the tube axis direction; A radiation tube having an insulating tube connected to the anode,
The target unit includes a target layer and a base material that supports the target layer, and the front shield receives a part of radiation emitted from a surface of the target unit opposite to the electron source. It has a slit-shaped opening for passing the radiation into a fan beam, and the opening width in the short direction on the target portion side of the opening is equal to or smaller than the diameter of the target layer, and the opening width in the longitudinal direction is the target. A radiation tube characterized by being larger than the diameter of the layer.
前記ターゲット部の側における短手方向の開口幅は、前記ターゲット層に形成される放射線の焦点の径より大きいことを特徴とする請求項1に記載の放射線管。   2. The radiation tube according to claim 1, wherein an opening width in a lateral direction on the target portion side is larger than a diameter of a focal point of radiation formed in the target layer. 前記ターゲット部の側における長手方向の開口幅は、前記ターゲット層に形成される放射線の焦点の径より大きいことを特徴とする請求項1または2に記載の放射線管。   The radiation tube according to claim 1, wherein an opening width in a longitudinal direction on the side of the target portion is larger than a diameter of a focal point of radiation formed in the target layer. 前記開口は、ファン角を規定する長手方向の開口幅と、前記長手方向の開口幅より小さい幅であって、放射角を規定する前記短手方向の開口幅と、を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の放射線管。   The opening has an opening width in a longitudinal direction that defines a fan angle, and an opening width in the short-side direction that defines a radiation angle that is smaller than the opening width in the longitudinal direction. The radiation tube according to any one of claims 1 to 3. 前記陽極は、前記絶縁管に接続されるとともに、前記前方遮蔽体が接続されるフランジ状の陽極部材を有し、前記前方遮蔽体の少なくとも一部が、前記陽極部材より外側に向いて突出していることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の放射線管。   The anode has a flange-shaped anode member connected to the insulating tube and to which the front shield is connected, and at least a part of the front shield projects outward from the anode member. The radiation tube according to any one of claims 1 to 4, wherein the radiation tube is provided. 前記開口は、長手方向における開口幅がターゲット部側から外部側に向かって広くなるテーパー形状をなしていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の放射線管。   The radiation tube according to any one of claims 1 to 5, wherein the opening has a tapered shape in which an opening width in a longitudinal direction becomes wider from a target portion side toward an outside side. 前記ターゲット部に対して前記前方遮蔽体と反対側に配置された後方遮蔽体をさらに有し、
前記後方遮蔽体は、前記電子源から放出された電子が通過する電子通過孔を有することを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の放射線管。
A back shield disposed on the opposite side of the front shield with respect to the target portion;
The radiation tube according to claim 1, wherein the rear shield has an electron passage hole through which electrons emitted from the electron source pass.
前記開口は、2以上50以下のアスペクト比を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の放射線管。   The radiation tube according to claim 1, wherein the opening has an aspect ratio of 2 or more and 50 or less. 前記開口は、4以上20以下のアスペクト比を有することを特徴とする請求項8に記載の放射線管。   The radiation tube according to claim 8, wherein the opening has an aspect ratio of 4 or more and 20 or less. 絶縁油と、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の放射線管と、
前記陰極と前記陽極との間に加速電圧を印加する加速電圧回路と、を備え、
前記加速電圧は、40kV以上120kV以下であることを特徴とする放射線源。
Insulating oil and the radiation tube according to any one of claims 1 to 9,
An acceleration voltage circuit for applying an acceleration voltage between the cathode and the anode,
The radiation source, wherein the acceleration voltage is 40 kV or more and 120 kV or less.
前記放射線管を収納し、開口部が設けられた収納容器を有し、
前記前方遮蔽体は、前記開口部より前記収納容器の外部に突出していることを特徴とする請求項10に記載の放射線源。
Storing the radiation tube, and having a storage container provided with an opening;
The radiation source according to claim 10, wherein the front shield projects outside the storage container from the opening.
請求項10または11に記載の放射線源と、
前記開口の長手方向と交差する方向に物品を搬送する搬送部と
前記放射線管から放射され、前記物品を透過した放射線を検出する検出部と、
を備えることを特徴とする放射線検査装置。
A radiation source according to claim 10 or 11,
A transport unit that transports an article in a direction that intersects the longitudinal direction of the opening; a detection unit that detects radiation emitted from the radiation tube and transmitted through the article;
A radiation inspection apparatus comprising:
前記前方遮蔽体と前記物品との間に配置されたスリット部をさらに有し、
前記スリット部に形成されたスリットの長手方向は、前記開口の長手方向と一致していることを特徴とする請求項12に記載の放射線検査装置。
A slit part disposed between the front shield and the article;
The radiographic examination apparatus according to claim 12, wherein a longitudinal direction of the slit formed in the slit portion coincides with a longitudinal direction of the opening.
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