JP2023139720A - X-ray inspection device - Google Patents

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JP2023139720A JP2022045404A JP2022045404A JP2023139720A JP 2023139720 A JP2023139720 A JP 2023139720A JP 2022045404 A JP2022045404 A JP 2022045404A JP 2022045404 A JP2022045404 A JP 2022045404A JP 2023139720 A JP2023139720 A JP 2023139720A
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正明 園田
Masaaki Sonoda
輝夫 山本
Teruo Yamamoto
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Toshiba IT and Control Systems Corp
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Toshiba IT and Control Systems Corp
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Abstract

To provide an X-ray inspection device that can reduce the mass of the entire X-ray inspection device to reduce cost for shield material and transportation cost and reduce the floor withstand load of an installation location.SOLUTION: An X-ray inspection device comprises: an inspection table 1 on which an object to be inspected A is placed; an X-ray generator 2 that irradiates the object to be inspected A with an X-ray; and an X-ray detector 3 that is arranged opposite to the X-ray generator 2. The X-ray inspection device comprises: a first shield chamber 4 that is provided on the periphery of the inspection table 1, X-ray generator 2, and X-ray detector 3, and blocks the X-ray; a second shield chamber 5 that is provided inside the first shield chamber 4 and on the periphery of the X-ray generator 2, and block the X-ray; and a shield plate 6 that is provided inside the first shield chamber 4 and on the back of the X-ray generator 3, and blocks the X-ray from the X-ray generator 2.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、X線検査装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to an X-ray inspection apparatus.

近年、リチウムイオン電池や半導体デバイスなどいった小型電子部品を高分解能で検査する産業用のX線検査装置が広く使用されている。このX線検査装置は、X線を照射するX線発生器と、X線を検出する二次元画素配列のX線検出器が対向して配置される。X線源とX線検出器の間には回転可能な検査台が設けられている。検査台に載置された被検査物に対してX線が照射されている間、この検査台が1回転することで、被検査物の全方位にX線が照射される。この1回転中に数百から数千という多数のX線照射方位からX線発生器によって収集された透視画像の集合を画像再構成すると断層像を得ることができる。最近では,1回転のスキャンで数百から千程度の多くの断層像が得られるコーンビームCT(CBCT)が使用されることも多い。 In recent years, industrial X-ray inspection apparatuses that inspect small electronic components such as lithium ion batteries and semiconductor devices with high resolution have been widely used. In this X-ray inspection apparatus, an X-ray generator that irradiates X-rays and an X-ray detector that has a two-dimensional pixel array that detects X-rays are arranged facing each other. A rotatable examination table is provided between the X-ray source and the X-ray detector. While the object to be inspected placed on the inspection table is being irradiated with X-rays, the inspection table rotates once, and the object to be inspected is irradiated with X-rays in all directions. A tomographic image can be obtained by reconstructing a set of fluoroscopic images collected by the X-ray generator from hundreds to thousands of X-ray irradiation directions during one rotation. Recently, cone beam CT (CBCT), which can obtain hundreds to thousands of tomographic images in one scan, is often used.

産業用のX線検査装置は、人体に有害なX線を装置外に漏洩させないように装置の周囲を鉛などの遮蔽物で囲い検査室としている。このX線検査装置内にX線発生器が露出していると、X線発生器自身から漏洩するX線もX線検査室で遮蔽する必要があるため、X線検査室の遮蔽物が厚くなり装置全体の質量が増す要因となっていた。 Industrial X-ray inspection equipment has an inspection room surrounded by a shield made of lead or the like to prevent X-rays harmful to the human body from leaking outside the equipment. If the X-ray generator is exposed inside this X-ray inspection device, the X-rays leaking from the X-ray generator itself must be shielded in the X-ray inspection room, so the shielding in the X-ray inspection room is thick. This resulted in an increase in the mass of the entire device.

そこで、従来技術1では、X線検査室の遮蔽に加え、X線発生器からX線検査室内に放射されるX線を遮蔽するX線遮蔽手段が開示されている。 Therefore, Prior Art 1 discloses an X-ray shielding means that not only shields the X-ray examination room but also shields the X-rays emitted from the X-ray generator into the X-ray examination room.

特開平5―264476号公報Japanese Patent Application Publication No. 5-264476

しかし、従来技術1は、X線遮蔽手段のシャッタが開いた状態でX線が照射されるため、X線発生器から照射されるX線の直接線を減衰させることができない。そのため、依然としてX線検査室の遮蔽物が厚くなりX線検査装置全体の質量が増すといった問題が残る。 However, in Prior Art 1, since X-rays are irradiated with the shutter of the X-ray shielding means open, it is not possible to attenuate the direct X-rays irradiated from the X-ray generator. Therefore, there still remains the problem that the shielding material in the X-ray examination room becomes thicker and the mass of the entire X-ray examination apparatus increases.

本発明の実施形態は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、X線検査装置全体の質量を減らすことにより、遮蔽材料費や運搬コストを低減し、かつ、設置場所の床耐荷重を低減できるX線検査装置を提供することにある。 Embodiments of the present invention have been made to solve the above problems, and the purpose is to reduce the mass of the entire X-ray inspection device, thereby reducing shielding material costs and transportation costs, and reducing the installation location. An object of the present invention is to provide an X-ray inspection device that can reduce the floor load capacity.

実施形態のX線検査装置は、次のような構成を備える。
(1)被検査物を載置する検査台。
(2)前記被検査物にX線を照射するX線発生器。
(3)前記X線発生器に対向して配置されるX線検出器。
(4)前記検査台、前記X線発生器及び前記X線検出器の周囲に設けられ、前記X線を遮蔽する第1遮蔽室。
(5)前記第1遮蔽室の内部及び前記X線発生器の周囲に設けられ、前記X線を遮蔽する第2遮蔽室。
(6)前記第1遮蔽室の内部及び前記X線検出器の背面に設けられ、前記X線発生器からの前記X線を遮蔽する遮蔽板。
The X-ray inspection apparatus of the embodiment has the following configuration.
(1) An inspection table on which the object to be inspected is placed.
(2) An X-ray generator that irradiates the object to be inspected with X-rays.
(3) An X-ray detector placed opposite the X-ray generator.
(4) A first shielding chamber provided around the examination table, the X-ray generator, and the X-ray detector to shield the X-rays.
(5) A second shielding chamber provided inside the first shielding chamber and around the X-ray generator to shield the X-rays.
(6) A shielding plate provided inside the first shielding chamber and on the back surface of the X-ray detector to shield the X-rays from the X-ray generator.

実施形態のX線検査装置は、更に次のような構成を備えてもよい。
(1)前記第2遮蔽室の正面の壁には、前記X線発生器から照射される前記X線の照射幅よりも狭い開口部が設けられている。
(2)前記開口部には、コリメータが設置されている。
(3)前記X線発生器は、前記被検査物との距離を調整する移動機構を備える。
(4)前記X線発生器は、前記X線の照射角度を調整する角度調整機構を備える。
(5)前記第2遮蔽室には、前記X線発生器から発生する熱を排熱する排熱用ファンが設けられている。
The X-ray inspection apparatus of the embodiment may further include the following configuration.
(1) An opening narrower than the irradiation width of the X-rays irradiated from the X-ray generator is provided in the front wall of the second shielding chamber.
(2) A collimator is installed in the opening.
(3) The X-ray generator includes a movement mechanism that adjusts the distance to the object to be inspected.
(4) The X-ray generator includes an angle adjustment mechanism that adjusts the irradiation angle of the X-rays.
(5) The second shielded room is provided with a heat exhaust fan that exhausts heat generated from the X-ray generator.

本実施形態のX線検査装置の全体構成を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing the overall configuration of an X-ray inspection apparatus according to the present embodiment. 本実施形態の第1遮蔽室及び第2遮蔽室のサイズ及び壁厚を示す平面図である。It is a top view showing the size and wall thickness of the 1st shielding room and the 2nd shielding room of this embodiment. 従来技術のX線検査装置の全体構成を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing the overall configuration of a conventional X-ray inspection apparatus. 従来技術の第1遮蔽室のサイズ及び壁厚を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing the size and wall thickness of a first shielded chamber of the prior art.

[1.構成]
以下、第1の実施形態に係るX線検査装置100について、図1を参照しつつ説明する。第1実施形態のX線検査装置100は、リチウムイオン電池や半導体デバイスなどといった小型電子部品から鋳物部品などを高分解能で検査する産業用のコーンビームCT(CBCT)機能を有するX線検査装置である。
[1. composition]
An X-ray inspection apparatus 100 according to a first embodiment will be described below with reference to FIG. 1. The X-ray inspection apparatus 100 of the first embodiment is an X-ray inspection apparatus that has an industrial cone beam CT (CBCT) function that inspects small electronic parts such as lithium ion batteries and semiconductor devices to cast parts with high resolution. be.

X線検査装置100は、被検査物Aの非破壊検査に供する装置である。X線検査装置100は、被検査物Aの周囲に当該被検査物Aを透過するX線ビームを照射し、被検査物Aを透過したことで減弱したX線量を検出する。この検出結果に基づいて被検査物Aの断面画像であるCT画像を生成する。X線検査装置100は、生成された複数のCT画像から3D画像を生成する。 The X-ray inspection apparatus 100 is an apparatus used for non-destructive inspection of an object A to be inspected. The X-ray inspection apparatus 100 irradiates the periphery of the object A with an X-ray beam that passes through the object A, and detects the amount of X-rays attenuated by passing through the object A. A CT image, which is a cross-sectional image of the inspection object A, is generated based on this detection result. The X-ray inspection apparatus 100 generates a 3D image from a plurality of generated CT images.

このようなX線検査装置100は、図1に示すように、検査台1、X線発生器2、X線検出器3、第1遮蔽室4、第2遮蔽室5及び遮蔽板6を備える。検査台1は、被検査物Aを載置する載置面を有する台である。検査台1は、載置面に平行な方向又は垂直する方向に移動可能である。また、検査台1は、載置面に垂直な方向を軸にして回転可能である。検査台1は、試料テーブルを有し、試料テーブルの内部又は下に回転・昇降機構(不図示)を有してもよい。 As shown in FIG. 1, such an X-ray inspection apparatus 100 includes an examination table 1, an X-ray generator 2, an X-ray detector 3, a first shielding chamber 4, a second shielding chamber 5, and a shielding plate 6. . The inspection table 1 is a table having a mounting surface on which the object to be inspected A is placed. The inspection table 1 is movable in a direction parallel to or perpendicular to the mounting surface. Furthermore, the inspection table 1 is rotatable around a direction perpendicular to the mounting surface. The inspection table 1 has a sample table, and may have a rotation/elevating mechanism (not shown) inside or below the sample table.

試料テーブルは、被検査物Aを載置する。試料テーブルは、例えば、モータ等の駆動源を含んでなるアクチュエータで構成され、載置面と直交する方向を軸として回転可能である。X線ビームが照射されている間、この試料テーブルが回転することで、被検査物Aの全方位にX線ビームが照射される。 The specimen A is placed on the specimen table. The sample table is configured with an actuator including a drive source such as a motor, and is rotatable about a direction perpendicular to the mounting surface. While the X-ray beam is being irradiated, this sample table rotates, so that the object A to be inspected is irradiated with the X-ray beam in all directions.

回転・昇降機構は、試料テーブルの内部又は下に設けられ、例えば、サーボモータによって駆動されるボールねじ機構を用いることができる。回転・昇降機構は、検査台1の載置面に直交する方向に移動可能である。即ち、回転・昇降機構を載置面に直交する方向に移動させることで、載置面の高さを調整することができる。載置面の高さを調整することにより、X線の光軸Idを被検査物Aの中心又はユーザの任意の位置に合わせることが可能となる。また、回転・昇降機構は、載置面と直交する方向を回転軸として回転可能である。 The rotation/elevating mechanism is provided inside or under the sample table, and can use, for example, a ball screw mechanism driven by a servo motor. The rotation/elevating mechanism is movable in a direction perpendicular to the mounting surface of the examination table 1. That is, the height of the mounting surface can be adjusted by moving the rotating/elevating mechanism in a direction perpendicular to the mounting surface. By adjusting the height of the mounting surface, it becomes possible to align the optical axis Id of the X-rays with the center of the object to be inspected A or with the user's arbitrary position. Moreover, the rotation/elevating mechanism is rotatable with a rotation axis in a direction perpendicular to the mounting surface.

X線発生器2は、被検査物Aを透過するX線ビームを照射する。X線ビームは、X線発生器2の焦点Pを頂点とし、コーン角を有して円錐状に拡がるX線の束である。本実施形態では、X線発生器2は、例えば、反射型又は透過型のマイクロフォーカスX線管であり、X線ビームを発生させる。なお、X線に限らず、例えばγ線など被検査物Aを透過するものを用いることができる。 The X-ray generator 2 irradiates an X-ray beam that passes through the object A to be inspected. The X-ray beam is a bundle of X-rays that has a focal point P of the X-ray generator 2 as its apex and spreads out in a conical shape with a cone angle. In this embodiment, the X-ray generator 2 is, for example, a reflective or transmissive microfocus X-ray tube, and generates an X-ray beam. Note that not only X-rays but also γ-rays that transmit through the inspection object A can be used.

X線発生器2は、被検査物Aとの距離を調整する移動機構を有する。移動機構は、後述する第2遮蔽室5の開口部52からX線を必要最小限の範囲のみに被検査物Aに照射するように、X線の光軸Idに対してxyz軸方向に移動可能である。X線発生器2の移動機構により、第2遮蔽室5とX線発生器2の位置関係を調整する。X線発生器2は、X線の照射角度を調整する角度調整機構を備えてもよい。 The X-ray generator 2 has a movement mechanism that adjusts the distance to the object A to be inspected. The moving mechanism moves in the xyz-axis directions with respect to the optical axis Id of the X-rays so that the inspection object A is irradiated with X-rays only in the minimum necessary range from the opening 52 of the second shielding chamber 5, which will be described later. It is possible. The positional relationship between the second shielding chamber 5 and the X-ray generator 2 is adjusted by the movement mechanism of the X-ray generator 2 . The X-ray generator 2 may include an angle adjustment mechanism that adjusts the irradiation angle of X-rays.

X線検出器3は、検査台1及び被検査物Aを挟んでX線発生器2に対向して設けられ、X線の透過経路に応じて減弱したX線強度の二次元分布を検出し、制御部(不図示)に透視画像を出力する。X線検出器3は、二次元画素配列の撮像領域を有し、例えばフラットパネルディテクタ(FPD)により構成される。X線検出器3は、撮像領域の中心が、X線発生器2の光軸Idと一致するように設置される。 The X-ray detector 3 is provided opposite the X-ray generator 2 with the examination table 1 and the object A to be inspected in between, and detects a two-dimensional distribution of X-ray intensity that is attenuated according to the transmission path of the X-rays. , outputs a perspective image to a control unit (not shown). The X-ray detector 3 has an imaging area with a two-dimensional pixel array, and is configured by, for example, a flat panel detector (FPD). The X-ray detector 3 is installed so that the center of the imaging region coincides with the optical axis Id of the X-ray generator 2.

第1遮蔽室4は、検査台1、X線発生器2及びX線検出器3の周囲に設けられ、X線を遮蔽する。第1遮蔽室4は、無底の箱型であり、側壁4枚と天井を有する。第1遮蔽室4における側壁4枚と天井の内壁には、鉛又は鉛を含有する材料からなる第1遮蔽物41が配置される。第1遮蔽物41は、X線発生器2から発生するX線を第1遮蔽室4の外部に漏れないように遮蔽する。 The first shielding chamber 4 is provided around the examination table 1, the X-ray generator 2, and the X-ray detector 3, and shields X-rays. The first shielding chamber 4 is bottomless box-shaped and has four side walls and a ceiling. A first shield 41 made of lead or a material containing lead is disposed on the four side walls and the inner wall of the ceiling in the first shield chamber 4 . The first shield 41 shields X-rays generated from the X-ray generator 2 from leaking to the outside of the first shielding chamber 4 .

第2遮蔽室5は、第1遮蔽室4の内部及びX線発生器2の周囲に設けられ、X線を遮蔽する。第2遮蔽室5は、有底の箱型であり、側壁4枚、天井、床を有する。第2遮蔽室5における側壁4枚、天井、床の内壁には、鉛又は鉛を含有する材料からなる第2遮蔽物51が配置される。なお、第2遮蔽物51が第2遮蔽室5の側壁4枚、天井、床を兼ねても良い。第2遮蔽物51は、X線発生器2から発生するX線を第2遮蔽室5の外部に漏れないようにする。 The second shielding chamber 5 is provided inside the first shielding chamber 4 and around the X-ray generator 2, and shields X-rays. The second shielded room 5 is box-shaped with a bottom and has four side walls, a ceiling, and a floor. A second shield 51 made of lead or a material containing lead is arranged on the inner walls of the four side walls, the ceiling, and the floor of the second shield room 5. Note that the second shielding object 51 may also serve as the four side walls, the ceiling, and the floor of the second shielding chamber 5. The second shield 51 prevents X-rays generated from the X-ray generator 2 from leaking to the outside of the second shield chamber 5.

第2遮蔽室5の正面の壁51aには、X線発生器2から照射されるX線の照射幅よりも狭い、円形の開口部52が設けられている。開口部52には、円形のコリメータが設置される。なお、本明細書では、第2遮蔽室5の側壁について、X線発生器2からX線ビームが照射される側を正面の壁51a、その反対側を背面の壁51bという。 A circular opening 52 that is narrower than the irradiation width of the X-rays emitted from the X-ray generator 2 is provided in the front wall 51 a of the second shielding chamber 5 . A circular collimator is installed in the opening 52. In this specification, regarding the side walls of the second shielding chamber 5, the side to which the X-ray beam is irradiated from the X-ray generator 2 is referred to as the front wall 51a, and the opposite side is referred to as the rear wall 51b.

第2遮蔽室5の天井には、X線発生器2から発生する熱を排熱するために排熱用ファン53が設けられている。排熱用ファン53の外部には、迷路構造部54を設ける。迷路構造部54は、鉛又は鉛を含有する材料からなり、X線発生器2から発生するX線を第2遮蔽室5の外部に漏れないようにすると共に第2遮蔽室5内の排気の流路となっている。 A heat exhaust fan 53 is provided on the ceiling of the second shielded room 5 to exhaust heat generated from the X-ray generator 2. A labyrinth structure 54 is provided outside the heat exhaust fan 53. The labyrinth structure 54 is made of lead or a material containing lead, and prevents the X-rays generated from the X-ray generator 2 from leaking to the outside of the second shielding chamber 5, as well as preventing the exhaust from inside the second shielding chamber 5. It is a flow path.

遮蔽板6は、第1遮蔽室4の内部及びX線検出器3の背面に設けられ、X線発生器2からのX線を遮蔽する。遮蔽板6は、四角形の板状の部材であり、鉛又は鉛を含有する材料からなる。なお、本明細書では、X線検出器3について、X線発生器2から照射されたX線を検出する側を正面、その反対側を背面という。遮蔽板6は、X線発生器2から照射されるX線の直接線を減衰させるため、X線検出器3に到達するX線の照射幅よりも広い面を有することが好ましい。遮蔽板6を固定する方法は問わないが、本実施形態では、X線検出器3の架台の側面に固定されている。 The shielding plate 6 is provided inside the first shielding chamber 4 and on the back side of the X-ray detector 3 to shield X-rays from the X-ray generator 2 . The shielding plate 6 is a rectangular plate-shaped member, and is made of lead or a material containing lead. In this specification, the side of the X-ray detector 3 that detects the X-rays emitted from the X-ray generator 2 is referred to as the front side, and the opposite side is referred to as the back side. The shielding plate 6 preferably has a surface wider than the irradiation width of the X-rays reaching the X-ray detector 3 in order to attenuate the direct X-rays irradiated from the X-ray generator 2 . Although the method of fixing the shielding plate 6 does not matter, in this embodiment, it is fixed to the side surface of the pedestal of the X-ray detector 3.

[2.実施例]
前記のような構成を有する第1実施形態のX線検査装置100の実施例について、図1から図4を参照しつつ説明する。以下では、X線発生器2の背面側の第1遮蔽物41及び第2遮蔽物51の厚さを例に説明する。
[2. Example]
An example of the X-ray inspection apparatus 100 of the first embodiment having the above configuration will be described with reference to FIGS. 1 to 4. Below, the thickness of the first shield 41 and the second shield 51 on the back side of the X-ray generator 2 will be explained as an example.

図3及び図4は、第2遮蔽室5がない従来のX線検査装置100である。X線発生器2の管電圧は450kV、第1遮蔽物41の材質は、鉛(密度 ρ 11.36g/cm)である。図3及び図4に示すように、第1遮蔽物41は高さ(H)2500mm、幅(D)2000mm、X線発生器2から第1遮蔽物41までの距離は500mmである。 3 and 4 show a conventional X-ray inspection apparatus 100 without the second shielding chamber 5. FIG. The tube voltage of the X-ray generator 2 is 450 kV, and the material of the first shield 41 is lead (density ρ 11.36 g/cm 3 ). As shown in FIGS. 3 and 4, the first shield 41 has a height (H) of 2500 mm, a width (D) of 2000 mm, and a distance from the X-ray generator 2 to the first shield 41 of 500 mm.

X線発生器2自体からのX線漏洩線IO、第1遮蔽物41の厚さtpとし、X線検査装置100における壁面の遮蔽物の質量を計算する。 Assuming that the X-ray leakage ray IO from the X-ray generator 2 itself is the thickness tp of the first shield 41, the mass of the wall shield in the X-ray inspection apparatus 100 is calculated.

医療用以外で管電圧200kV以上の規格(JIS Z4606)において、X線発生器2からのX線漏洩線IOは、4.3mGy/h(単位:吸収線量)と規定されている。電離放射線障害防止規則(ITC)基準(1.3mSv/3ヶ月)より決定した第1遮蔽室4からの許容漏洩線I’を本実施例では2μSv/hと定める(単位:等価線量)。X線の吸収線量から等価線量の換算係数kを1.26Sv/Gyとする。第1遮蔽室4からの許容漏洩線はI=I’×kにより0.00252mGy/hとなる。鉛の線吸収係数μは0.304mm-1とする。これらの条件により鉛厚さをtp=1/μ・In(IO/(I・L)で計算すると、29.04mmとなる。 In the standard (JIS Z4606) for tube voltages of 200 kV or higher for non-medical applications, the X-ray leakage IO from the X-ray generator 2 is defined as 4.3 mGy/h (unit: absorbed dose). In this example, the allowable leakage line I' from the first shielding room 4 determined based on the Ionizing Radiation Hazard Prevention Regulations (ITC) standard (1.3 mSv/3 months) is set at 2 μSv/h (unit: equivalent dose). The conversion coefficient k of the equivalent dose from the absorbed dose of X-rays is assumed to be 1.26Sv/Gy. The allowable leakage line from the first shielding chamber 4 is 0.00252 mGy/h based on I=I'×k. The linear absorption coefficient μ of lead is 0.304 mm −1 . When the lead thickness is calculated as tp=1/μ·In(IO/(I·L 2 )) under these conditions, it becomes 29.04 mm.

この鉛の厚さで第1遮蔽室4の壁面を構成した場合の遮蔽物の質量は、Wa=tp×H×D/10により1649.5kgとなる。 When the wall surface of the first shielding chamber 4 is constructed with this thickness of lead, the mass of the shielding material is 1649.5 kg (Wa=tp×H×D/10 6 ) .

他方、図1及び図2は、第2遮蔽室5がある本実施形態のX線検査装置100である。X線発生器2の管電圧は450kV、第1遮蔽物41及び第2遮蔽物51の材質は、鉛(密度 ρ 11.36g/cm)である。図1及び図2に示すように、第1遮蔽物41は高さ(H)2500mm、幅(D)2000mm、第2遮蔽物51は高さ(H)900mm、幅(D)500mm、X線発生器2から第2遮蔽物51までの距離は250mm、第2遮蔽物51から第1遮蔽物41までの距離は250mmである。 On the other hand, FIGS. 1 and 2 show an X-ray inspection apparatus 100 of this embodiment in which a second shielding chamber 5 is provided. The tube voltage of the X-ray generator 2 is 450 kV, and the material of the first shield 41 and the second shield 51 is lead (density ρ 11.36 g/cm 3 ). As shown in FIGS. 1 and 2, the first shield 41 has a height (H) of 2500 mm and a width (D) of 2000 mm, and the second shield 51 has a height (H) of 900 mm, a width (D) of 500 mm, and an X-ray The distance from the generator 2 to the second shield 51 is 250 mm, and the distance from the second shield 51 to the first shield 41 is 250 mm.

X線発生器2自体からのX線漏洩線IO、第2遮蔽室からのX線漏洩線I2、第1遮蔽室からのX線漏洩線I1、第2遮蔽室の遮蔽物の厚さtp2、第1遮蔽室のX線発生器背面の遮蔽物の厚さtp1とし、X線検査装置100における第1遮蔽物41及び第2遮蔽物51の質量を計算する。 X-ray leakage ray IO from the X-ray generator 2 itself, X-ray leakage ray I2 from the second shielding chamber, X-ray leakage ray I1 from the first shielding chamber, thickness tp2 of the shielding material in the second shielding chamber, Assuming that the thickness of the shield on the back side of the X-ray generator in the first shield room is tp1, the masses of the first shield 41 and the second shield 51 in the X-ray inspection apparatus 100 are calculated.

まず、第2遮蔽物51の質量を計算する。X線発生器2からのX線漏洩線IOは、4.3mGy/hと規定されている。第2遮蔽室5からの許容漏洩線I2’を本実施例では、仮に5μSv/hと定める。X線の吸収線量から等価線量の換算係数kを1.26Sv/Gyとする。第2遮蔽室5からの許容漏洩線はI2=I2’×kにより0.00630mGy/hとなる。鉛の線吸収係数μは0.304mm-1とする。これらの条件により鉛厚さをtp2=1/μ・In(IO/(I2・L)で計算すると、30.59mmとなる。 First, the mass of the second shield 51 is calculated. The X-ray leakage IO from the X-ray generator 2 is specified as 4.3 mGy/h. In this embodiment, the allowable leakage line I2' from the second shielding chamber 5 is provisionally set at 5 μSv/h. The conversion coefficient k of the equivalent dose from the absorbed dose of X-rays is assumed to be 1.26Sv/Gy. The allowable leakage line from the second shielding chamber 5 is 0.00630 mGy/h based on I2=I2'×k. The linear absorption coefficient μ of lead is 0.304 mm −1 . When the lead thickness is calculated as tp2=1/μ·In(IO/(I2·L 2 )) under these conditions, it becomes 30.59 mm.

この鉛の厚さで第2遮蔽室5の壁面を構成した場合の第2遮蔽物51の質量は、W1=tp×H×D/10により156.4kgとなる。 When the wall surface of the second shielding chamber 5 is constructed with this thickness of lead, the mass of the second shielding member 51 is 156.4 kg, as W1=tp×H×D/10 6 .

次に、第1遮蔽物41の質量を計算する。上述のとおり、第2遮蔽室からのX線漏洩線I2は、0.006mGy/hと規定されている。電離放射線障害防止規則(ITC)基準(1.3mSv/3ヶ月)より決定した第1遮蔽室4からの許容漏洩線I’を本実施例では2μSv/hと定める。X線の吸収線量から等価線量の換算係数kを1.26Sv/Gyとする。第1遮蔽室4からの許容漏洩線はI1=I1’×kにより0.00252mGy/hとなる。鉛の線吸収係数μは0.304mm-1とする。これらの条件により鉛厚さをtp1=1/μ・In(IO/(I1・L)で計算すると、12.13mmとなる。 Next, the mass of the first shield 41 is calculated. As mentioned above, the X-ray leakage ray I2 from the second shielded room is defined as 0.006 mGy/h. In this embodiment, the permissible leakage line I' from the first shielding chamber 4 determined based on the Ionizing Radiation Hazard Prevention Regulations (ITC) standard (1.3 mSv/3 months) is set at 2 μSv/h. The conversion coefficient k of the equivalent dose from the absorbed dose of X-rays is assumed to be 1.26Sv/Gy. The allowable leakage line from the first shielding chamber 4 is 0.00252 mGy/h based on I1=I1'×k. The linear absorption coefficient μ of lead is 0.304 mm −1 . When the lead thickness is calculated as tp1=1/μ·In(IO/(I1·L 2 )) under these conditions, it becomes 12.13 mm.

この鉛の厚さで第1遮蔽室4の壁面を構成した場合の第1遮蔽物41の質量は、W2=tp×H×D/10に689.2kgとなる。 When the wall surface of the first shielding chamber 4 is constructed with this thickness of lead, the mass of the first shielding member 41 is 689.2 kg (W2=tp×H×D/10 6 ) .

第2遮蔽物51の質量(W1)と第1遮蔽物41の質量(W2)を合わせると、Wb=W1+W2は、845.60kgとなる。 When the mass (W1) of the second shield 51 and the mass (W2) of the first shield 41 are combined, Wb=W1+W2 is 845.60 kg.

以上より、第2遮蔽室5がある場合とない場合とでは、X線検査装置100の遮蔽物の質量差が、W=Wa-Wbにより803.9kgとなる。 From the above, the difference in mass of the shielding object of the X-ray inspection apparatus 100 with and without the second shielding chamber 5 is 803.9 kg as W=Wa−Wb.

[3.効果]
本実施形態の効果は、以下の通りである。
(1)本実施形態のX線検査装置100は、X線を遮蔽する第1遮蔽室4及び第2遮蔽室5を有する。これにより、X線検査装置100全体の質量を減らすことが可能となり、遮蔽材料費や運搬コストを低減し、かつ、設置場所の床耐荷重を低減できる。
[3. effect]
The effects of this embodiment are as follows.
(1) The X-ray inspection apparatus 100 of this embodiment includes a first shielding chamber 4 and a second shielding chamber 5 that shield X-rays. This makes it possible to reduce the mass of the entire X-ray inspection apparatus 100, reduce shielding material costs and transportation costs, and reduce the floor load capacity of the installation location.

(2)本実施形態のX線検査装置100は、第2遮蔽室5及び遮蔽板6を有することにより、第1遮蔽室4の第1遮蔽物41の質量を軽減している。これにより、第1遮蔽物41の材料である鉛の使用を減少することができ、X線検査装置100の廃棄時に環境負荷の低減を実現することが可能となる。 (2) The X-ray inspection apparatus 100 of this embodiment has the second shielding chamber 5 and the shielding plate 6, thereby reducing the mass of the first shielding object 41 of the first shielding chamber 4. This makes it possible to reduce the use of lead, which is the material of the first shield 41, and to reduce the environmental load when the X-ray inspection apparatus 100 is disposed of.

(3)本実施形態のX線検査装置100は、X線発生器2からのX線を遮蔽する遮蔽板6を有する。そのため、図1に示すように、第2遮蔽室5の厚い第2遮蔽物(tp2)とX線検出器3の背面の遮蔽板(tp3)でX線を遮蔽することにより第1遮蔽室4の第1遮蔽物(tp1、tp4)を薄くできるので装置の軽量化を図ることができる。特に、遮蔽板6により、X線発生器2から照射されるX線の直接線Idを、遮蔽板6からのX線漏洩線I3に減衰することが可能となり、X線検査装置100の軽量化を簡易かつ容易に実現可能となる。 (3) The X-ray inspection apparatus 100 of this embodiment includes a shielding plate 6 that shields X-rays from the X-ray generator 2. Therefore, as shown in FIG. 1, by blocking X-rays with the thick second shield (tp2) of the second shield chamber 5 and the shield plate (tp3) on the back of the Since the first shields (tp1, tp4) can be made thinner, the weight of the device can be reduced. In particular, the shielding plate 6 makes it possible to attenuate the direct X-ray ray Id emitted from the X-ray generator 2 into the X-ray leakage ray I3 from the shielding plate 6, reducing the weight of the X-ray inspection apparatus 100. can be realized simply and easily.

(4)本実施形態のX線発生器2は、被検査物Aとの距離を調整する移動機構及びX線の照射角度を調整する角度調整機構を有する。そのため、第2遮蔽室5の開口部52からX線を必要最小限の範囲のみに被検査物Aに照射することが可能となり、所望の撮像領域において、良質な画像品質を得ることができる。 (4) The X-ray generator 2 of this embodiment has a movement mechanism that adjusts the distance to the object A to be inspected and an angle adjustment mechanism that adjusts the irradiation angle of X-rays. Therefore, it is possible to irradiate the inspection object A with X-rays only in the minimum necessary range from the opening 52 of the second shielding chamber 5, and it is possible to obtain high quality images in the desired imaging area.

(5)本実施形態の第2遮蔽室5には、X線発生器2から発生する熱を排熱する排熱用ファン53が設けられている。そのため、X線検査装置100を長時間作動しても、第2遮蔽室5内が高温となることを防止でき、X線発生器2の故障防止、耐久性向上を図りつつ、X線検査装置100の軽量化を実現できる。 (5) The second shielded room 5 of this embodiment is provided with a heat exhaust fan 53 that exhausts heat generated from the X-ray generator 2. Therefore, even if the X-ray inspection device 100 is operated for a long time, it is possible to prevent the inside of the second shielded chamber 5 from becoming high temperature. 100% weight reduction can be achieved.

[4.他の実施形態]
本明細書においては、本実施形態に係る複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
[4. Other embodiments]
Although a plurality of embodiments according to the present embodiment have been described in this specification, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. The embodiments described above can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included within the scope and gist of the invention as well as within the scope of the invention described in the claims and its equivalents.

(1)上記実施形態では、第1遮蔽室4は、無底の箱型であるが、有底の箱型であってもよい。有底とすることにより、下方向のX線を遮蔽することが可能となる。 (1) In the above embodiment, the first shielding chamber 4 is box-shaped without a bottom, but it may be box-shaped with a bottom. By having a bottom, it is possible to block downward X-rays.

(2)上記実施形態では、第2遮蔽室5の天井にX線発生器2から発生する熱を排熱するための排熱用ファン53が設けられているが、排熱用ファン53の設置場所は問わず、第2遮蔽室5の背面の壁や側面の壁に設けても良い。また、排熱用ファン53の個数は単数でなくてもよく、複数であっても良い。 (2) In the above embodiment, the heat exhaust fan 53 for exhausting the heat generated from the X-ray generator 2 is provided on the ceiling of the second shielded room 5, but the installation of the heat exhaust fan 53 It may be provided on the back wall or side wall of the second shielding chamber 5, regardless of the location. Further, the number of heat exhaust fans 53 may not be one, but may be plural.

(3)上記実施形態の遮蔽板6は、四角形の板状の部材からなるが、遮蔽板6の形状は問わず、円形であっても良い。また、上記実施形態の遮蔽板6は、X線検出器3の架台の側面に固定されているが、X線発生器2から照射されるX線の直接線の照射位置に合わせて遮蔽範囲を調整する移動機構を有してもよい。 (3) Although the shielding plate 6 of the above embodiment is made of a rectangular plate-like member, the shape of the shielding plate 6 is not limited and may be circular. In addition, the shielding plate 6 of the above embodiment is fixed to the side surface of the mount of the X-ray detector 3, but the shielding range is adjusted according to the irradiation position of the direct X-ray irradiated from the X-ray generator 2. It may have a moving mechanism for adjustment.

100 X線検査装置
1 検査台
2 X線発生器
3 X線検出器
4 第1遮蔽室
41 第1遮蔽物
5 第2遮蔽室
51 第2遮蔽物
52 開口部
53 排熱用ファン
54 迷路構造部
6 遮蔽板
A 被検査物
P 焦点
I1 第1遮蔽室からのX線漏洩線
I2 第2遮蔽室からのX線漏洩線
I3 遮蔽板6からのX線漏洩線
IO X線発生器自体からのX線漏洩線
Id X線発生器からのX線(直接線)
tp 遮蔽物の厚さ
tp1、tp4 第1遮蔽室のX線発生器背面の遮蔽物の厚さ
tp2 第2遮蔽室の遮蔽物の厚さ
tp3 X線検出器3の背面の遮蔽板
100 X-ray inspection device 1 Examination table 2 X-ray generator 3 X-ray detector 4 First shielding chamber 41 First shielding object 5 Second shielding chamber 51 Second shielding object 52 Opening part 53 Heat exhaust fan 54 Maze structure part 6 Shielding plate A Test object P Focus I1 X-ray leakage rays from the first shielding chamber
I2 X-ray leakage ray I3 from the second shielding room X-ray leakage ray IO from the shielding plate 6 X-ray leakage ray Id from the X-ray generator itself X-ray from the X-ray generator (direct ray)
tp Thickness of the shield tp1, tp4 Thickness of the shield on the back of the X-ray generator in the first shield room tp2 Thickness of the shield in the second shield room tp3 Shield plate on the back of the X-ray detector 3

Claims (6)

被検査物を載置する検査台と、
前記被検査物にX線を照射するX線発生器と、
前記X線発生器に対向して配置されるX線検出器と、
前記検査台、前記X線発生器及び前記X線検出器の周囲に設けられ、前記X線を遮蔽する第1遮蔽室と、
前記第1遮蔽室の内部及び前記X線発生器の周囲に設けられ、前記X線を遮蔽する第2遮蔽室と、
前記第1遮蔽室の内部及び前記X線検出器の背面に設けられ、前記X線発生器からの前記X線を遮蔽する遮蔽板と、
を備えるX線検査装置。
an inspection table on which the object to be inspected is placed;
an X-ray generator that irradiates the object to be inspected with X-rays;
an X-ray detector arranged opposite to the X-ray generator;
a first shielding chamber provided around the examination table, the X-ray generator, and the X-ray detector to shield the X-rays;
a second shielding chamber provided inside the first shielding chamber and around the X-ray generator and shielding the X-rays;
a shielding plate provided inside the first shielding chamber and on the back side of the X-ray detector and shielding the X-rays from the X-ray generator;
An X-ray inspection device equipped with.
前記第2遮蔽室の正面の壁には、前記X線発生器から照射される前記X線の照射幅よりも狭い開口部が設けられている請求項1に記載のX線検査装置。 The X-ray inspection apparatus according to claim 1, wherein the front wall of the second shielding chamber is provided with an opening narrower than an irradiation width of the X-rays irradiated from the X-ray generator. 前記開口部には、コリメータが設置されている請求項2に記載のX線検査装置。 The X-ray inspection apparatus according to claim 2, wherein a collimator is installed in the opening. 前記X線発生器は、前記被検査物との距離を調整する移動機構を備える請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のX線検査装置。 The X-ray inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the X-ray generator includes a movement mechanism that adjusts a distance from the object to be inspected. 前記X線発生器は、前記X線の照射角度を調整する角度調整機構を備える請求項4に記載のX線検査装置。 The X-ray inspection apparatus according to claim 4, wherein the X-ray generator includes an angle adjustment mechanism that adjusts the irradiation angle of the X-rays. 前記第2遮蔽室には、前記X線発生器から発生する熱を排熱する排熱用ファンが設けられている請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のX線検査装置。 The X-ray inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the second shielded room is provided with a heat exhaust fan that exhausts heat generated from the X-ray generator.
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