JP2928677B2 - X-ray detector and X-ray inspection device - Google Patents

X-ray detector and X-ray inspection device

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JP2928677B2
JP2928677B2 JP4055640A JP5564092A JP2928677B2 JP 2928677 B2 JP2928677 B2 JP 2928677B2 JP 4055640 A JP4055640 A JP 4055640A JP 5564092 A JP5564092 A JP 5564092A JP 2928677 B2 JP2928677 B2 JP 2928677B2
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ray
intensifying screen
rays
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phosphor
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昭久 斉藤
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、X線検出器およびそれ
を用いたX線検査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray detector and an X-ray inspection apparatus using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、航空機内に荷物を持ち込む際に
は、航空機の安全運行等を確保するために、空港内で予
め当該荷物の検査を行っている。このような手荷物の検
査装置としては、X線の透過を利用した透過X線検査装
置が多用されている。この透過X線検査装置によれば、
X線を通しにくい金属製の物品、例えば銃火器や刃物等
の金属製凶器を比較的容易に発見することができる。
2. Description of the Related Art Generally, when carrying luggage into an aircraft, the luggage is inspected in advance at an airport in order to ensure safe operation of the aircraft. As such a baggage inspection apparatus, a transmission X-ray inspection apparatus utilizing transmission of X-rays is frequently used. According to this transmission X-ray inspection apparatus,
It is possible to relatively easily find a metal article hard to transmit X-rays, for example, a metal weapon such as a firearm or a knife.

【0003】しかしながら、プラスチック爆弾や麻薬等
の原子番号の小さい元素によって主として構成される物
質は、X線が透過しやすいため、上述したような透過X
線検査装置では発見することが困難であった。そこで、
コンプトン散乱X線を利用した検査装置の開発が進めら
れている。コンプトン散乱X線、すなわちX線が照射さ
れた際に物体から反射するX線は、原子番号の小さい元
素ほどより多く得られるため、このコンプトン散乱X線
を利用して荷物等の検査を行うことにより、プラスチッ
ク爆弾や麻薬等を発見することが可能となる。
However, substances mainly composed of elements having a small atomic number, such as plastic bombs and narcotics, easily transmit X-rays.
It was difficult to detect with a line inspection device. Therefore,
An inspection device using Compton scattered X-rays is being developed. Compton scattered X-rays, that is, X-rays reflected from an object when irradiated with X-rays, can be obtained more with an element having a smaller atomic number. This makes it possible to discover plastic bombs, drugs, and the like.

【0004】上述したような透過X線やコンプトン散乱
X線を利用したX線検査装置は、一般に、透過X線もし
くはコンプトン散乱X線をX線検出器に導き、これら検
出X線を蛍光体を用いて可視光に変換した後、この可視
光の強度を光電子倍増管、いわゆるホトマルチプライア
(以下、ホトマルと略す)で検出し、その強度に応じて
荷物内を画像化することによって検査を実施するように
構成されている。
An X-ray inspection apparatus using the above-described transmitted X-rays or Compton scattered X-rays generally guides the transmitted X-rays or Compton scattered X-rays to an X-ray detector, and converts the detected X-rays into a phosphor. After converting to visible light, the intensity of this visible light is detected by a photomultiplier tube, a so-called photomultiplier (hereinafter abbreviated as photomultiplier), and inspection is performed by imaging the inside of the baggage according to the intensity. It is configured to be.

【0005】ところで、上記したようなX線検出器で
は、通常、図11に示すように、 400nm付近に分光感度
特性のピークを有するホトマルが用いられている。そこ
で、X線を可視光に変換する蛍光体としては、 400nm付
近に発光波長のピークを有するもの、例えばLaOBr:Tbや
LaOBr:Tm等が用いられてきた。図12に、LaOBr:Tm蛍光
体の発光波長特性を示す。
By the way, in the above-mentioned X-ray detector, usually, as shown in FIG. 11, a photomar having a spectral sensitivity characteristic peak near 400 nm is used. Therefore, phosphors that convert X-rays into visible light include those that have an emission wavelength peak near 400 nm, such as LaOBr: Tb.
LaOBr: Tm and the like have been used. FIG. 12 shows the emission wavelength characteristics of the LaOBr: Tm phosphor.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなLaOBr:TbやLaOBr:Tm等の蛍光体を使用したX線
検出器では、コンプトン散乱X線を十分な感度で検出す
ることができないという問題があった。このため、従来
のコンプトン散乱X線検査装置では、十分な検査精度が
得られる程度に、すなわち明瞭な検査画像が得られる程
度に、照射するX線の強度を高めている。しかし、空港
荷物検査装置のように、公の場所に設置されるX線検査
装置において、照射するX線の強度を高めるということ
は、装置の大型化を招くと共に、危険性も増大してしま
う。
However, an X-ray detector using a phosphor such as LaOBr: Tb or LaOBr: Tm as described above cannot detect Compton scattered X-rays with sufficient sensitivity. There was a problem. For this reason, in the conventional Compton scattered X-ray inspection apparatus, the intensity of the irradiated X-ray is increased to such an extent that sufficient inspection accuracy is obtained, that is, a clear inspection image is obtained. However, in an X-ray inspection apparatus installed in a public place, such as an airport luggage inspection apparatus, increasing the intensity of the irradiated X-rays increases the size of the apparatus and increases the risk. .

【0007】そこで、比較的低強度の照射X線を用いた
際にも、十分な検出感度が得られるX線検出器が強く望
まれていた。また、このようなX線検出器を用いること
によって、小型で危険性が少なく、かつ明瞭な検査画像
が得られるX線検査装置の出現が強く望まれていた。
Therefore, there has been a strong demand for an X-ray detector capable of obtaining a sufficient detection sensitivity even when relatively low-intensity irradiated X-rays are used. In addition, the use of such an X-ray detector has strongly demanded the appearance of an X-ray inspection apparatus which is small, has little risk, and can obtain a clear inspection image.

【0008】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、比較的低強度のX線によって十分な
検出感度が得られるX線検出器を提供することを目的と
しており、また本発明の他の目的は、小型で危険性が少
なく、かつ明瞭な検査画像が得られるX線検査装置を提
供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to address such a problem, and has as its object to provide an X-ray detector capable of obtaining sufficient detection sensitivity with relatively low-intensity X-rays. It is another object of the present invention to provide an X-ray inspection apparatus which is small, has little risk, and can obtain a clear inspection image.

【0009】すなわち、本発明のX線検出器は、X線の
入射部を有する筐体状の検出器本体と、前記入射部に配
置された透過型蛍光発生手段と、前記入射部を除く前記
検出器本体の内壁面に沿って配置された反射型蛍光発生
手段と、前記検出器本体内に設置された光電変換手段と
を具備するX線検出器において、前記透過型蛍光発生手
は透過型増感紙を有し、かつ前記反射型蛍光発生手段
は反射型増感紙を有し前記透過型増感紙および反射型
増感紙の少なくとも一方、 A2 O 2 S:D (AはGd、Laお
よび Yから選ばれた少なくとも 1種の元素を示し、 Dは
TbおよびPrから選ばれた少なくとも 1種の元素、あるい
はこれらとCeおよびYbから選ばれた少なくとも 1種の元
素との混合物を示す)、およびBaFX:E(XはClおよびBrか
ら選ばれた少なくとも 1種の元素を示し、 EはEuまたは
EuとCeおよびYbから選ばれた少なくとも 1種の元素との
混合物を示す)から選ばれた蛍光体を用いたことを特徴
としている。また、上記X線検出器において、前記透過
増感紙および前記反射型増感紙の双方に、前記 A2 O
2 S:D およびBaFX:Eから選ばれた同一または相異なる蛍
光体を用いたことを特徴としている。
That is, the X-ray detector of the present invention comprises a housing-like detector main body having an X-ray incident portion, a transmission type fluorescence generating means disposed at the incident portion, and the above-mentioned excluding the incident portion. In an X-ray detector comprising a reflection type fluorescence generating means arranged along the inner wall surface of the detector main body and a photoelectric conversion means installed in the detector main body, the transmission type fluorescence generating means is a transmission type fluorescence generating means. An intensifying screen, and the reflection-type fluorescence generating means
Has a reflective intensifying screen , the transmission intensifying screen and the reflective intensifying screen.
At least one intensifying screen, A 2 O 2 S: D (A represents at least one element selected Gd, from La and Y, D is
At least one element selected from Tb and Pr or a mixture thereof with at least one element selected from Ce and Yb), and BaFX: E (X is at least one selected from Cl and Br) Represents one element, E is Eu or
And a mixture of Eu and at least one element selected from Ce and Yb). Further, in the X-ray detector, both the transmission intensifying screen and the reflective intensifying screen are provided with the A 2 O
2 The same or different phosphors selected from S: D and BaFX: E are used.

【0010】また、本発明のX線検査装置は、被検査物
に対してX線を照射するX線照射手段と、被検査物から
のコンプトン散乱X線または透過X線を検出するX線検
出手段と、このX線検出手段により測定したX線強度に
基いて前記被検査物内部を画像化する手段とを具備する
X線検査装置において、前記X線検出手段は、コンプト
ン散乱X線または透過X線が照射されることにより蛍光
を発生する手段を有し、この蛍光発生手段、 A2 O 2
S:D (AはGd、Laおよび Yから選ばれた少なくとも 1種の
元素を示し、 DはTbおよびPrから選ばれた少なくとも 1
種の元素、あるいはこれらとCeおよびYbから選ばれた少
なくとも 1種の元素との混合物を示す)、およびBaFX:E
(XはClおよびBrから選ばれた少なくとも 1種の元素を示
し、 EはEuまたはEuとCeおよびYbから選ばれた少なくと
も 1種の元素との混合物を示す)から選ばれた蛍光体を
用いた増感紙を有することを特徴としている。
An X-ray inspection apparatus according to the present invention comprises: an X-ray irradiating means for irradiating an X-ray to an inspection object; and an X-ray detection apparatus for detecting Compton scattered X-rays or transmitted X-rays from the inspection object. and means, within said object to be inspected based on the X-ray intensity measured by the X-ray detecting means Te X-ray examination apparatus odor and means for imaging, the X-ray detecting means, Compton scattered X-ray or It has a means for generating fluorescence when irradiated with transmitted X-rays, and the means for generating fluorescence includes A 2 O 2
S: D (A represents at least one element selected from Gd, La and Y, and D represents at least one element selected from Tb and Pr
Species, or a mixture of these with at least one element selected from Ce and Yb), and BaFX: E
(X represents at least one element selected from Cl and Br, and E represents Eu or a mixture of Eu and at least one element selected from Ce and Yb). It is characterized by having an intensifying screen .

【0011】[0011]

【作用】本発明のX線検出器およびX線検査装置におけ
る蛍光発生手段は、 A2 O 2 S:D およびBaFX:Eから選ば
れた少なくとも 1種の蛍光体を用いている。ここで、上
記した蛍光体のうち、代表的なGd2 O 2 S:Tb(含Gd2 O
2 S:Tb,Ce)、Gd2 O 2 S:Pr、BaFCl:EuおよびBaFBr:Euの
発光波長特性をそれぞれ図7、図8、図9および図10
に示す。上記した各蛍光体は、発光波長のピークが 400
nm付近からはずれているものの、発光効率(X線を可視
光に変換する効率)が非常に高い。したがって、X線検
出器において、 400nm付近に受光感度のピークを有する
ホトマルを用いた場合においても、コンプトン散乱X線
や透過X線の検出感度を大幅に向上させることができ
る。
The fluorescence generating means in the X-ray detector and X-ray inspection apparatus of the present invention uses at least one kind of phosphor selected from A 2 O 2 S: D and BaFX: E. Here, among the above-mentioned phosphors, representative Gd 2 O 2 S: Tb (including Gd 2 O
2 S: Tb, Ce), Gd 2 O 2 S: Pr, BaFCl: Eu and BaFBr: Eu show the emission wavelength characteristics of FIGS. 7, 8, 9 and 10, respectively.
Shown in Each of the above phosphors has an emission wavelength peak of 400
Although deviated from the vicinity of nm, the luminous efficiency (the efficiency of converting X-rays into visible light) is very high. Therefore, even in the case of using a photomar having a light receiving sensitivity peak near 400 nm in the X-ray detector, the detection sensitivity of Compton scattered X-rays and transmitted X-rays can be greatly improved.

【0012】また、図7ないし図10に示したように、
上記した各蛍光体は、残光(発光した光の強度が1/10の
値になるのに要する時間)が 1.0msec以下と小さいた
め、連続してX線の検出を行う場合に、検出速度を早め
ることができる。
As shown in FIGS. 7 to 10,
Since the afterglow (time required for the intensity of the emitted light to reach a value of 1/10) is as small as 1.0 msec or less for each of the above-described phosphors, the detection speed is high when detecting X-rays continuously. Can be hastened.

【0013】そして、上述したようなX線検出器を用い
てX線検査装置を構成することにより、検査画像の画質
を大幅に改良することができ、検査精度の向上を図るこ
とが可能となると共に、処理能力の向上を図ることもで
きる。
[0013] By constructing an X-ray inspection apparatus using the X-ray detector as described above, the image quality of the inspection image can be greatly improved, and the inspection accuracy can be improved. At the same time, the processing capacity can be improved.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】図1は、本発明のX線検査装置を空港荷物
検査装置に適用した一実施例の構成を模式的に示す図で
ある。同図において、1はX線照射手段例えばX線管で
あり、このX線管1から射出されたX線Aは、まず直線
コリメータ2によって、所定の幅を有するスリット状に
コリメートされる。このコリメートされたX線Bは、さ
らに半径方向に複数のスリットが設けられた回転コリメ
ータ3によって、直線運動を反復して行うペンシルビー
ムCとされ、コンベア4によって移動する被検査物例え
ば荷物5に対して走査照射される。なお、被検査物であ
る荷物5は、X線の検出感度に応じた速度で移動する。
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of an embodiment in which the X-ray inspection apparatus of the present invention is applied to an airport luggage inspection apparatus. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an X-ray irradiating means, for example, an X-ray tube. X-rays A emitted from the X-ray tube 1 are first collimated by a linear collimator 2 into a slit having a predetermined width. The collimated X-rays B are further turned into a pencil beam C that repeats a linear motion by a rotary collimator 3 provided with a plurality of slits in the radial direction. Scanning irradiation is performed on the light. Note that the baggage 5, which is the inspection object, moves at a speed corresponding to the X-ray detection sensitivity.

【0016】荷物5によって反射されたX線すなわちコ
ンプトン散乱X線Dは、散乱X線検出器6によって検出
される。また、荷物5を透過したX線Eは、透過X線検
出器7によって検出される。これら散乱X線検出器6お
よび透過X線検出器7によって検出されたコンプトン散
乱X線Dおよび透過X線Eは、連続的な強度値として測
定され、このX線強度に応じて図示を省略したCRT等
の表示装置上に荷物5内部の状態が画像化される。そし
て、この画像によって荷物5内部の検査が行われる。
The X-rays reflected by the load 5, that is, Compton scattered X-rays D, are detected by a scattered X-ray detector 6. The X-rays E transmitted through the package 5 are detected by the transmitted X-ray detector 7. The Compton scattered X-rays D and transmitted X-rays E detected by the scattered X-ray detector 6 and the transmitted X-ray detector 7 are measured as continuous intensity values, and are not shown according to the X-ray intensity. The state inside the package 5 is imaged on a display device such as a CRT. Then, the inside of the package 5 is inspected based on this image.

【0017】上記した散乱X線検出器6および透過X線
検出器7は、以下に示すような構成を有している。例え
ば、散乱X線検出器6を例として説明すると、図2に示
すように、ペンシルビーム状にされたX線Cの通過用の
間隙が形成されるように、 2つの散乱X線検出器6を配
置して構成している。
The above-mentioned scattered X-ray detector 6 and transmitted X-ray detector 7 have the following configuration. For example, taking the scattered X-ray detector 6 as an example, as shown in FIG. 2, the two scattered X-ray detectors 6 are formed so that a gap for passing the pencil-shaped X-ray C is formed. Are arranged and configured.

【0018】各散乱X線検出器6は、一側面を傾斜させ
た筐体状の検出器本体8を有している。この検出器本体
8の被検査物である荷物5と対向する面は、X線の入射
面8aとされており、このX線入射面8aはX線を透過
する材質、例えば樹脂等によって形成されている。ま
た、X線入射面8aを除く検出器本体8の他の部分は、
検出器本体8の強度を維持するために、例えばアルミニ
ウム等によって構成されている。上記X線入射面8aを
除く検出器本体8の他の部分の外面は、鉛等のX線遮蔽
部材9によって覆われている。これは、外部からのX線
の影響を排除するためである。
Each scattered X-ray detector 6 has a detector body 8 in the form of a housing with one side surface inclined. The surface of the detector body 8 facing the object 5 to be inspected is an X-ray incident surface 8a, and the X-ray incident surface 8a is formed of a material that transmits X-rays, such as a resin. ing. Other parts of the detector main body 8 except for the X-ray incident surface 8a are as follows.
In order to maintain the strength of the detector main body 8, the main body is made of, for example, aluminum or the like. The outer surface of the other part of the detector body 8 except the X-ray incident surface 8a is covered with an X-ray shielding member 9 such as lead. This is to eliminate the influence of external X-rays.

【0019】上記検出器本体8のX線入射面8aの内側
には、透過型蛍光発生手段として、発光方向を検出器本
体8の内側に向けた透過型増感紙10が設置されてい
る。また、X線入射面8aを除く検出器本体8の内壁面
には、反射型蛍光発生手段として、反射型増感紙11が
設置されている。X線入射面8aと直角を成す検出器本
体8の側面8bには、光電変換手段としてホトマル12
が設置されている。このホトマル12としては、 400nm
付近に受光感度のピークを有するものが使用され、例え
ばR-1307(商品名、浜松ホトニクス (株) 製)が使用さ
れる。
On the inside of the X-ray incidence surface 8a of the detector main body 8, a transmission intensifying screen 10 whose emission direction is directed toward the inside of the detector main body 8 is provided as transmission type fluorescence generating means. In addition, on the inner wall surface of the detector main body 8 except for the X-ray incident surface 8a, a reflection type intensifying screen 11 is provided as reflection type fluorescence generating means. On a side surface 8b of the detector main body 8 which is perpendicular to the X-ray incident surface 8a, a photomultiplier 12 is provided as a photoelectric conversion unit.
Is installed. 400 nm for this photomultiplier 12
The one having a peak of the light receiving sensitivity in the vicinity is used, for example, R-1307 (trade name, manufactured by Hamamatsu Photonics KK) is used.

【0020】そして、まず上記X線入射面8aの内側に
配置された透過型増感紙10にコンプトン散乱X線D1
が照射され、透過型増感紙10から選択した蛍光体に応
じた可視光aが検出器本体8の内側に向けて発光され
る。また、反射型増感紙11には、X線入射面8aを透
過したコンプトン散乱X線D2 が照射されることによっ
て、同様に可視光bが検出器本体8の内側に向けて発光
される。そして、これら可視光a、bがホトマル12に
よって検知され、可視光aおよびbの合計強度を測定す
ることにより、入射されたコンプトン散乱X線Dの強度
が求められる。
First, the Compton scattered X-ray D 1 is applied to the transmission intensifying screen 10 arranged inside the X-ray incident surface 8a.
And the visible light a corresponding to the phosphor selected from the transmission intensifying screen 10 is emitted toward the inside of the detector main body 8. When the reflection type intensifying screen 11 is irradiated with the Compton scattered X-rays D 2 transmitted through the X-ray incident surface 8 a, the visible light b is similarly emitted toward the inside of the detector main body 8. . The visible light a and b are detected by the photomultiplier 12, and the total intensity of the visible light a and b is measured, whereby the intensity of the incident Compton scattered X-ray D is obtained.

【0021】コンプトン散乱X線による検出原理は、以
下に示す通りである。すなわち、エネルギーがE0 で強
度I0 のX線が厚さtの吸収体を透過した後の強度I
は、次式によって求められる。
The principle of detection using Compton scattered X-rays is as follows. That is, the intensity I 0 after the X-ray having energy E 0 and intensity I 0 has passed through the absorber having the thickness t.
Is obtained by the following equation.

【0022】 I=I0 -μt ………(1) 上記式中のμは物質に固有の係数(単位:cm-1)で、線
減弱係数と呼ばれるものであり、エネルギーE0 のX線
が 1cm進む間に減弱する比率を示す。μは原子番号の大
きい物質ほど大きいという性質を有し、次のように分解
することができる。
[0022] I = I 0 e -μt ......... ( 1) specific coefficient μ is the material in the above formula (Unit: cm -1) in are those called linear attenuation coefficient, the energy E 0 X Shows the rate at which the line attenuates while traveling 1 cm. μ has a property that a substance having a larger atomic number has a larger property, and can be decomposed as follows.

【0023】 μ=τ+σT +σC +κ ………(2) (式中、τは光電効果による吸収係数を、σT はトムソ
ン散乱による散乱係数を、σC はコンプトン散乱による
散乱係数を、κは電子対創生による吸収係数を示す)ま
た、エネルギーがE1 で強度I0 のX線が吸収体の表面
から深さxの位置まで入射した場合、xの位置における
X線強度I1 は、次式によって求められる。 I1 =I0 -μx ………(3) (式中、μはエネルギーがE1 のX線の線減弱係数を示
す)また、xの位置で発生し、なおかつX線の入射方向
に対して角θの方向に散乱するコンプトン散乱X線の強
度I2 は、次式によって求められる。
Μ = τ + σ T + σ C + κ (2) (where τ is the absorption coefficient due to the photoelectric effect, σ T is the scattering coefficient due to Thomson scattering, σ C is the scattering coefficient due to Compton scattering, κ also shows the absorption coefficient by the electron pair creation), if the energy is incident to a position of a depth x from the surface of the absorber X-ray intensity I 0 at E 1, X-ray intensity I 1 at the position of x Is obtained by the following equation. I 1 = I 0 e -μx (3) (in the formula, μ represents the X-ray attenuation coefficient of the energy of E 1 ) Further, it is generated at the position of x and in the X-ray incident direction. On the other hand, the intensity I 2 of the Compton scattered X-ray scattered in the direction of the angle θ is obtained by the following equation.

【0024】 I2 =aσC 1 ………(4) (式中、aは比例定数である)発生したコンプトン散乱
X線が表面から出てくる強度I3 は、発生した点から表
面までの距離がbx(b=1/cosθ)であるので、 I3 =I2 -μ′bx ………(5) (式中、μ′は散乱X線の線減弱係数を示す)となる。
したがって、コンプトン散乱X線の強度I3 は、 (3)
式、 (4)式および (5)式から、 I3 =aσC 0 -(μ+bμ′)x ………(6) となる。したがって、厚さがtの吸収体を通過した場合
のコンプトン散乱X線の総量は、以下の式から求められ
る。
I 2 = aσ C I 1 (4) (where a is a proportionality constant) The intensity I 3 at which the generated Compton scattered X-rays emerge from the surface is from the point of occurrence to the surface. Is bx (b = 1 / cos θ), so that I 3 = I 2 e -μ′bx (5) (in the equation, μ ′ indicates the linear attenuation coefficient of scattered X-rays). .
Therefore, the intensity I 3 of the Compton scattered X-ray is given by (3)
From the equations, (4) and (5), I 3 = aσ C I 0 e- (μ + bμ ′) x (6) Therefore, the total amount of Compton scattered X-rays when passing through an absorber having a thickness of t can be obtained from the following equation.

【0025】[0025]

【数1】 aI0 は、原子番号によらない一定値なので、コンプト
ン散乱X線は物質によって変化する、σC /(μ+b
μ′)の値によって、その強度が変化する。このσC
(μ+bμ′)の値は原子番号が小さい物質ほど大きく
なる。よって、コンプトン散乱X線を検出することによ
り、プラスチック製品のような原子番号が小さい元素に
よって主として構成される物質を見分けることができ
る。
(Equation 1) Since aI 0 is a constant value that does not depend on the atomic number, Compton scattered X-rays vary depending on the material, σ C / (μ + b
μ ′) changes its intensity. This σ C /
The value of (μ + bμ ′) increases as the atomic number of the substance decreases. Therefore, by detecting Compton scattered X-rays, it is possible to identify substances mainly composed of elements having small atomic numbers, such as plastic products.

【0026】この実施例における入射側の透過型増感紙
10およびその他の反射型増感紙11は、 A2 O 2 S:D
(AはGd、Laおよび Yから選ばれた少なくとも 1種の元素
を示し、 DはTbおよびPrから選ばれた少なくとも 1種の
元素、あるいはこれらとCeおよびYbから選ばれた少なく
とも 1種の元素との混合物を示す)、およびBaFX:E(Xは
ClおよびBrから選ばれた少なくとも 1種の元素を示し、
EはEuまたはEuとCeおよびYbから選ばれた少なくとも 1
種の元素との混合物を示す)から選ばれた少なくとも 1
種の蛍光体を用いたものである。
The transmission type intensifying screen 10 and the other reflection type intensifying screen 11 on the incident side in this embodiment are made of A 2 O 2 S: D.
(A represents at least one element selected from Gd, La and Y, D represents at least one element selected from Tb and Pr, or at least one element selected from Ce and Yb And BaFX: E (where X is
At least one element selected from Cl and Br,
E is at least 1 selected from Eu or Eu and Ce and Yb
At least one selected from the group below)
It uses a kind of phosphor.

【0027】ここで、付活剤としてのCeおよびYbは、残
光を短縮する効果を有しており、Pr付活の蛍光体と比べ
ると残光が大きいTb付活の蛍光体において、その使用が
効果的である。これらCeやYbは、付活剤総量に対して
0.001重量%〜10重量%程度の範囲で使用することが好
ましい。具体的な蛍光体としては、Gd2 O 2 S:Tb、Gd2
O2 S:Tb,Ce 、Gd2 O 2 S:Tb,Yb 、Gd2 O 2 S:Pr、La2 O
2 S:Tb、La2 O 2 S:Tb,Ce 、La2 O 2 S:Tb,Yb 、La2 O
2 S:Pr、 Y2 O 2 S:Tb、 Y2 O 2 S:Tb,Ce 、Y2 O 2 S:
Tb,Yb 、 Y2 O 2 S:Pr、BaFCl:Eu、BaFBr:Eu等が挙げら
れる。
Here, Ce and Yb as activators have the effect of shortening the afterglow. In a Tb-activated phosphor having a large afterglow as compared with a Pr-activated phosphor, such an activator may be used. Use is effective. These Ce and Yb are relative to the total amount of activator.
It is preferably used in the range of about 0.001% by weight to 10% by weight. Specific phosphors include Gd 2 O 2 S: Tb, Gd 2
O 2 S: Tb, Ce, Gd 2 O 2 S: Tb, Yb, Gd 2 O 2 S: Pr, La 2 O
2 S: Tb, La 2 O 2 S: Tb, Ce, La 2 O 2 S: Tb, Yb, La 2 O
2 S: Pr, Y 2 O 2 S: Tb, Y 2 O 2 S: Tb, Ce, Y 2 O 2 S:
Tb, Yb, Y 2 O 2 S: Pr, BaFCl: Eu, BaFBr: Eu , and the like.

【0028】透過型増感紙10と反射型増感紙11と
は、同一の蛍光体を用いてもよいし、また相異なる蛍光
体を用いてもよい。これら蛍光体の組み合わせは、特に
限定されるものではなく、要求される光出力等によって
適宜設定するものとする。これら増感紙10、11は、
図3に示すように、プラスチックフィルムや不織布等の
支持体13上に、選択した蛍光体をバインダおよび有機
溶剤と共に混合したスラリーを塗布することによって、
蛍光体層14を形成したものである。
The transmission type intensifying screen 10 and the reflection type intensifying screen 11 may use the same phosphor or different phosphors. The combination of these phosphors is not particularly limited, and is appropriately set according to the required light output and the like. These intensifying screens 10, 11
As shown in FIG. 3, by applying a slurry in which the selected phosphor is mixed with a binder and an organic solvent on a support 13 such as a plastic film or a nonwoven fabric,
The phosphor layer 14 is formed.

【0029】上記透過型増感紙10および反射型増感紙
11における蛍光体の塗布量は、それぞれに応じて設定
するものとする。すなわち、入射側の透過型増感紙10
においては、あまり蛍光体の塗布量を多く設定すると、
蛍光体層14内部での光吸収が起こることによって、蛍
光の発光出力が低下する。また、コンプトン散乱X線の
吸収も起こるために、反射型増感紙11への入射量が減
少し、可視光の合計量として減少する。また、反射型増
感紙11では、塗布量を増大させるにつれて光出力が上
がるが、あまり塗布量を多くしてもそれ以上の効果が得
られない。図4に、透過型増感紙10および反射型増感
紙11共にBaFCl:Euを用いた場合のそれぞれの光出力を
示す。なお、光出力はバイアルカリ光電面を有するホト
マル・R-980(商品名、浜松ホトニクス (株) 製)を用
い、X線管電圧120kVPで測定し、従来の蛍光体(LaOBr:
Tb)の光出力を 100としたときの相対光出力として示
す。
The coating amount of the phosphor on the transmission type intensifying screen 10 and the reflection type intensifying screen 11 is set according to each. That is, the transmission type intensifying screen 10 on the incident side
In, if you set too much phosphor coating amount,
Due to the light absorption inside the phosphor layer 14, the light emission output of the fluorescence is reduced. In addition, since the absorption of Compton scattered X-rays also occurs, the amount of incidence on the reflective intensifying screen 11 decreases, and the total amount of visible light decreases. In the reflection type intensifying screen 11, the light output increases as the coating amount is increased. However, even if the coating amount is excessively increased, no further effect is obtained. FIG. 4 shows the respective optical outputs when BaFCl: Eu is used for both the transmission intensifying screen 10 and the reflection intensifying screen 11. The light output was measured using an X-ray tube voltage of 120 kVP using a Photomar R-980 (trade name, manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) having a bialkali photocathode, and the conventional phosphor (LaOBr:
It is shown as relative light output when the light output of Tb) is 100.

【0030】また、全体としての可視光量は、上述した
ように透過型増感紙10および反射型増感紙11の塗布
量の兼ね合いによって変化するため、上述した透過型増
感紙10および反射型増感紙11の個々の塗布量を考慮
した上で、蛍光体の塗布合計量を設定することが好まし
い。図5に、代表的な蛍光体の組み合わせによる透過型
増感紙10および反射型増感紙11の塗布合計量と相対
光出力との関係を示す。蛍光体の組み合わせによって異
なるものの、塗布合計量を 80mg/cm2 〜300mg/cm2 の範
囲とすることによって、良好な光出力が得られることが
分かる。
Further, as described above, the total amount of visible light varies depending on the amount of application of the transmissive intensifying screen 10 and the reflective intensifying screen 11, as described above. It is preferable to set the total application amount of the phosphor in consideration of the individual application amounts of the intensifying screen 11. FIG. 5 shows the relationship between the total application amount of the transmissive intensifying screen 10 and the reflective intensifying screen 11 and the relative light output based on a combination of typical phosphors. Although different depending on the combination of phosphors, by a range of coating total amount of 80mg / cm 2 ~300mg / cm 2 , it is seen that good optical output is obtained.

【0031】本発明による各蛍光体を種々組み合わせて
作製した透過型増感紙10および反射型増感紙11を用
いた際の相対光出力は、表1、表2、表3、表4および
図6に示す通りである。
The relative light output when using the transmission intensifying screen 10 and the reflection intensifying screen 11 prepared by variously combining the respective phosphors according to the present invention are shown in Tables 1, 2, 3, 4 and 5. As shown in FIG.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【表2】 [Table 2]

【表3】 [Table 3]

【表4】 表1、表2、表3、表4および図6から明らかなよう
に、本発明による蛍光体を用いることによって、従来の
蛍光体に比べて、光出力を大幅に改善できることが分か
る。すなわち、光出力が大幅に向上することによって、
コンプトン散乱X線の検出感度が向上し、これにより被
検査物である荷物5の内部をより鮮明に画像化すること
が可能となる。これは、透過X線の検出感度についても
同様である。よって、より正確な検査を実施することが
可能となる。また、光出力の向上によって、X線管1の
低容量化を図ることも可能となり、装置の小型化が図れ
る。さらに、図7ないし図10に示したように、本発明
による蛍光体はいずれも残光が 1.0msec以下と小さいこ
とから、荷物5の移動速度を上げることができる。これ
によって、処理能力の大幅な向上が図れる。
[Table 4] As is clear from Table 1, Table 2, Table 3, Table 4, and FIG. 6, it is understood that the use of the phosphor according to the present invention can significantly improve the light output as compared with the conventional phosphor. That is, the light output is greatly improved,
The detection sensitivity of Compton scattered X-rays is improved, so that it is possible to more clearly image the inside of the baggage 5, which is the inspection object. This is the same for the detection sensitivity of transmitted X-rays. Therefore, more accurate inspection can be performed. Further, by improving the light output, the capacity of the X-ray tube 1 can be reduced, and the size of the apparatus can be reduced. Further, as shown in FIGS. 7 to 10, all of the phosphors according to the present invention have a low afterglow of 1.0 msec or less, so that the moving speed of the load 5 can be increased. Thereby, the processing capacity can be significantly improved.

【0033】なお、上記実施例においては、透過型蛍光
発生手段としての透過型増感紙10と反射型蛍光発生手
段としての反射型増感紙11の双方に、本発明による蛍
光体、すなわち A2 O 2 S:D およびBaFX:Eから選ばれた
蛍光体を用いたX線検出器について説明したが、表1〜
表4に示した測定結果から明らかにように、本発明によ
る蛍光体は単独でも従来の蛍光体より光出力の改善が可
能であるため、上記した蛍光体を透過型増感紙10およ
び反射型増感紙11のいずれか一方のみに用いることも
有効である。
In the above embodiment, both the transmission type intensifying screen 10 as the transmission type fluorescence generating means and the reflection type intensifying screen 11 as the reflection type fluorescence generating means are provided with the phosphor according to the present invention, that is, A An X-ray detector using a phosphor selected from 2 O 2 S: D and BaFX: E has been described.
As is apparent from the measurement results shown in Table 4, since the phosphor according to the present invention alone can improve the light output more than the conventional phosphor, the above-mentioned phosphor is used as the transmission type intensifying screen 10 and the reflection type. It is also effective to use only one of the intensifying screens 11.

【0034】また、上記実施例では本発明のX線検出器
を散乱X線検出器に適用した例について説明したが、透
過X線検出器として用いる際にも同様な構成とすること
によって、同様な効果が得られる。また、本発明のX線
検査装置は、空港荷物検査装置に限らず、各種のセキュ
リティシステムとして利用可能である。
In the above embodiment, an example in which the X-ray detector of the present invention is applied to a scattered X-ray detector has been described. Effects can be obtained. Further, the X-ray inspection apparatus according to the present invention is not limited to an airport baggage inspection apparatus but can be used as various security systems.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、比
較的低強度のX線によって十分な検出感度が得られるX
線検出器を提供することが可能となる。そして、このよ
うなX線検出器を用いてX線検査装置を構成することに
より、明瞭な検査画像が得られると共に、装置の小型化
等が可能となる。
As described above, according to the present invention, X-rays with which sufficient detection sensitivity can be obtained with relatively low-intensity X-rays can be obtained.
It is possible to provide a line detector. By configuring an X-ray inspection apparatus using such an X-ray detector, a clear inspection image can be obtained, and the apparatus can be downsized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のX線検査装置の一実施例の構成を模式
的に示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an embodiment of an X-ray inspection apparatus of the present invention.

【図2】本発明のX線検出器の一実施例の構成を示す断
面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a configuration of an embodiment of the X-ray detector of the present invention.

【図3】本発明に用いられる増感紙の構成例を示す断面
図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of an intensifying screen used in the present invention.

【図4】本発明の一実施例における増感紙の蛍光体の塗
布量と相対光出力との関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a coating amount of a phosphor on an intensifying screen and a relative light output in one embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例における入射側増感紙と反射
側増感紙の蛍光体の塗布合計量と相対光出力との関係を
示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the total applied amount of phosphors of the incident-side intensifying screen and the reflective-side intensifying screen and the relative light output in one embodiment of the present invention.

【図6】本発明に用いられる蛍光体の相対光出力を示す
図である。
FIG. 6 is a diagram showing a relative light output of a phosphor used in the present invention.

【図7】Gd2 O 2 S:Tbの発光波長特性を示す図である。FIG. 7 is a graph showing emission wavelength characteristics of Gd 2 O 2 S: Tb.

【図8】Gd2 O 2 S:Prの発光波長特性を示す図である。FIG. 8 is a graph showing emission wavelength characteristics of Gd 2 O 2 S: Pr.

【図9】BaFCl:Euの発光波長特性を示す図である。FIG. 9 is a graph showing emission wavelength characteristics of BaFCl: Eu.

【図10】BaFBr:Euの発光波長特性を示す図である。FIG. 10 is a graph showing emission wavelength characteristics of BaFBr: Eu.

【図11】X線検出器に用いられるホトマルの分光感度
特性を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing spectral sensitivity characteristics of a photomal used in an X-ray detector.

【図12】従来の蛍光体の発光波長特性を示す図であ
る。
FIG. 12 is a diagram showing emission wavelength characteristics of a conventional phosphor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……X線管 5……被検査物である荷物 6……散乱X線検出器 7……透過X線検出器 8……筐体状検出器本体 8a…X線入射面 10…透過型増感紙 11…反射型増感紙 12…ホトマル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... X-ray tube 5 ... Luggage which is an object to be inspected 6 ... Scattered X-ray detector 7 ... Transmitted X-ray detector 8 ... Casing detector main body 8a ... X-ray incident surface 10 ... Transmission type Intensifying screen 11: Reflective intensifying screen 12: Photomaru

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−151783(JP,A) 特開 昭63−25537(JP,A) 特開 平4−364454(JP,A) 特公 昭60−7240(JP,B2) 蛍光体同学会編、「蛍光体ハンドブッ ク」、第1版第2刷、平成3年6月20 日、株式会社オーム社、pp285−288 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01T 1/00 - 7/12 G01N 23/00 - 23/227 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-56-158383 (JP, A) JP-A-63-25537 (JP, A) JP-A-4-364454 (JP, A) 7240 (JP, B2) “Phosphor Handbook,” edited by the Society of Phosphors, 1st edition, 2nd printing, June 20, 1991, Ohm Co., Ltd., pp. 285-288 (58) Fields surveyed (Int .Cl. 6 , DB name) G01T 1/00-7/12 G01N 23/00-23/227

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 X線の入射部を有する筐体状の検出器本
体と、前記入射部に配置された透過型蛍光発生手段と、
前記入射部を除く前記検出器本体の内壁面に沿って配置
された反射型蛍光発生手段と、前記検出器本体内に設置
された光電変換手段とを具備するX線検出器において、 前記透過型蛍光発生手段は透過型増感紙を有し、かつ
記反射型蛍光発生手段は反射型増感紙を有し、前記透過
型増感紙および反射型増感紙の少なくとも一方、 A2
O 2 S:D (AはGd、Laおよび Yから選ばれた少なくとも 1
種の元素を示し、 DはTbおよびPrから選ばれた少なくと
も 1種の元素、あるいはこれらとCeおよびYbから選ばれ
た少なくとも 1種の元素との混合物を示す)、およびBa
FX:E(XはClおよびBrから選ばれた少なくとも 1種の元素
を示し、 EはEuまたはEuとCeおよびYbから選ばれた少な
くとも 1種の元素との混合物を示す)から選ばれた蛍光
体を用いたことを特徴とするX線検出器。
1. A housing-shaped detector main body having an X-ray incident part, a transmission type fluorescence generating means arranged at the incident part,
An X-ray detector comprising: reflection-type fluorescence generating means arranged along the inner wall surface of the detector main body excluding the incident portion; and photoelectric conversion means installed in the detector main body; The fluorescent light generating means has a transmission intensifying screen , and the reflective fluorescent light generating means has a reflective intensifying screen,
At least one type intensifying screen and reflective intensifying screen, A 2
O 2 S: D (A is at least one selected from Gd, La and Y
D represents at least one element selected from Tb and Pr, or a mixture thereof with at least one element selected from Ce and Yb), and Ba
FX: fluorescence selected from E (X represents at least one element selected from Cl and Br, E represents Eu or a mixture of Eu and at least one element selected from Ce and Yb) An X-ray detector comprising a body.
【請求項2】 請求項1記載のX線検出器において、 前記透過型増感紙および前記反射型増感紙の双方に、前
記 A2 O 2 S:D およびBaFX:Eから選ばれた同一または相
異なる蛍光体を用いたことを特徴とするX線検出器。
2. The X-ray detector according to claim 1, wherein the transmission type intensifying screen and the reflection type intensifying screen are the same selected from the group consisting of A 2 O 2 S: D and BaFX: E. An X-ray detector characterized by using different phosphors.
【請求項3】 請求項記載のX線検出器において、 前記透過型増感紙における前記蛍光体の塗布量と、前記
反射型増感紙における前記蛍光体の塗布量との合計量
は、 80mg/cm2 〜300mg/cm2 の範囲にあることを特徴と
するX線検出器。
3. The X-ray detector according to claim 1 , wherein a total amount of an application amount of the phosphor on the transmission intensifying screen and an application amount of the phosphor on the reflection intensifying screen is: X-ray detector which lies in the range of 80mg / cm 2 ~300mg / cm 2 .
【請求項4】 請求項1記載のX線検出器において、 前記蛍光体は、残光が 1.0msec以下であることを特徴と
するX線検出器。
4. The X-ray detector according to claim 1, wherein the phosphor has an afterglow of 1.0 msec or less.
【請求項5】 請求項1記載のX線検出器において、 コンプトン散乱X線を検出することを特徴とするX線検
出器。
5. The X-ray detector according to claim 1, wherein Compton scattered X-rays are detected.
【請求項6】 被検査物に対してX線を照射するX線照
射手段と、被検査物からのコンプトン散乱X線または透
過X線を検出するX線検出手段と、このX線検出手段に
より測定したX線強度に基いて前記被検査物内部を画像
化する手段とを具備するX線検査装置において、 前記X線検出手段は、コンプトン散乱X線または透過X
線が照射されることにより蛍光を発生する手段を有し、
この蛍光発生手段、 A2 O 2 S:D (AはGd、Laおよび Y
から選ばれた少なくとも 1種の元素を示し、 DはTbおよ
びPrから選ばれた少なくとも 1種の元素、あるいはこれ
らとCeおよびYbから選ばれた少なくとも1種の元素との
混合物を示す)、およびBaFX:E(XはClおよびBrから選ば
れた少なくとも 1種の元素を示し、 EはEuまたはEuとCe
およびYbから選ばれた少なくとも1種の元素との混合物
を示す)から選ばれた蛍光体を用いた増感紙を有する
とを特徴とするX線検査装置。
6. X-ray irradiating means for irradiating X-rays to an object to be inspected, X-ray detecting means for detecting Compton scattered X-rays or transmitted X-rays from the object to be inspected, and the X-ray detecting means wherein based on the measured X-ray intensity Te X-ray examination apparatus odor and means for imaging an interior inspection object, the X-ray detecting means, Compton scattered X-ray or transmitted X
A means for generating fluorescence when the line is irradiated,
This fluorescence generating means is A 2 O 2 S: D (A is Gd, La and Y
And D represents at least one element selected from Tb and Pr or a mixture thereof with at least one element selected from Ce and Yb), and BaFX: E (X represents at least one element selected from Cl and Br, and E represents Eu or Eu and Ce
And a mixture with at least one element selected from Yb).) An X-ray inspection apparatus characterized by having an intensifying screen using a phosphor selected from the group consisting of:
【請求項7】 請求項記載のX線検査装置において、 前記X線検査装置は空港荷物検査装置であることを特徴
とするX線検査装置。
7. An X-ray inspection apparatus according to claim 6 , wherein said X-ray inspection apparatus is an airport luggage inspection apparatus.
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