JP4776212B2 - Multi-X-ray generation method and apparatus - Google Patents

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本発明は、マルチX線の発生方法及びその装置に関し、詳しくは金属材料フィルターを配することにより、低エネルギーの狭帯域及び/又は高エネルギーの狭帯域にX線ピークを有するマルチX線の発生方法及びその装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for generating multi-X-rays, and more particularly to generation of multi-X-rays having X-ray peaks in a low-energy narrow band and / or a high-energy narrow band by arranging a metal material filter. The present invention relates to a method and an apparatus thereof.

一般に、X線発生装置から発生するX線は、種々のエネルギーの光子からなり、なだらかな連続X線エネルギースペクトルをもつ白色X線となる。この連続X線の波長範囲を限定したり、複数の波長範囲に分離し、複数の単色化したX線を発生させ、物質中を通過するそれぞれのエネルギーにおけるX線の吸収係数から種々の物質の定量装置に用いる試みがなされている。
高いエネルギーのX線と低いエネルギーのX線を発生させる方法としては、例えば、タングステン等をターゲット材として加速電子により発生するX線を回折格子を用いて発生させる方法(例えば、特許文献1参照。)、2種類のフィルターを用いX線の管電圧を変化させる方法(例えば、特許文献2参照。)、X線発生器のターゲットに2種類の物質を用いる方法(例えば、特許文献3参照。)などがある。しかしながら、特許文献1の方法では回折格子を複数個使用する必要があり、特許文献2の方法では管電圧を変えて2回の測定を行なう必要があり、特許文献3の方法ではターゲットが複雑になるので、装置が大きくなったり、コストがかかったり、測定が複雑になってしまうという問題があった。
In general, X-rays generated from an X-ray generator are white X-rays having a gentle continuous X-ray energy spectrum consisting of photons of various energies. The wavelength range of this continuous X-ray is limited or separated into a plurality of wavelength ranges, a plurality of monochromatic X-rays are generated, and the X-ray absorption coefficient at each energy passing through the material is used for various substances. Attempts have been made to use it in quantitative devices.
As a method of generating high energy X-rays and low energy X-rays, for example, a method of generating X-rays generated by accelerated electrons using tungsten or the like as a target material using a diffraction grating (see, for example, Patent Document 1). ) A method of changing the tube voltage of X-rays using two types of filters (for example, see Patent Document 2), and a method of using two types of substances for the target of an X-ray generator (for example, see Patent Document 3). and so on. However, in the method of Patent Document 1, it is necessary to use a plurality of diffraction gratings. In the method of Patent Document 2, it is necessary to perform measurement twice by changing the tube voltage. In the method of Patent Document 3, the target is complicated. Therefore, there are problems that the apparatus becomes large, costs are high, and the measurement becomes complicated.

また、フィルターを用いる方式においては、1種類の元素のみでなく2種類以上の元素により構成されているKエッジフィルターを用いる方法があり、例えば、主要部分が少なくとも2種類以上の元素を含む材料により構成されており、その少なくとも2種類の元素のK吸収端エネルギーが5〜10keVの差を有するフィルターを用いてX線連続スペクトルを単色化してデュアルX線を発生させる方法(例えば、特許文献4参照。)が開示され、その中では具体的に、Gd板とEr板とを重ねたものや、PbとPoを組み合わせたものが用いられている。しかしながら、これらの元素の組み合わせにおいては、各元素のK吸収端にある程度の差があるために、そのフィルターを通したX線エネルギーは、分離されたX線のエネルギー分離境界付近でのX線強度が十分に低減されるものではなく、低エネルギー領域と高エネルギー領域とを十分明確に分離することができず、特に、X線は低エネルギーにおいてビームハードニングの影響を大きく受けるため、単に高エネルギー領域と低エネルギー領域を分離するだけでは低エネルギー領域における正確な単一エネルギーとしてのX線強度の測定が困難であるという問題があった。   In addition, in the method using a filter, there is a method using a K edge filter composed of not only one kind of element but also two or more kinds of elements. For example, the main part is made of a material containing at least two kinds of elements. A method of generating dual X-rays by monochromatizing an X-ray continuous spectrum using a filter having a difference in K absorption edge energy of 5 to 10 keV between at least two kinds of elements (see, for example, Patent Document 4) In particular, a Gd plate and an Er plate stacked together or a combination of Pb and Po is used. However, in the combination of these elements, since there is a certain difference in the K absorption edge of each element, the X-ray energy passed through the filter is the X-ray intensity in the vicinity of the energy separation boundary of the separated X-rays. Is not sufficiently reduced, and the low energy region and the high energy region cannot be sufficiently clearly separated. In particular, since X-rays are greatly affected by beam hardening at low energy, they are simply high energy. There is a problem that it is difficult to accurately measure the X-ray intensity as a single energy in the low energy region only by separating the region and the low energy region.

さらに、X線源と、このX線源から発生したX線を複数のエネルギーに分離するKエッジフィルターと、X線検出器とを備え、Kエッジフィルターを構成する元素としてヨウ素とセシウムとを用い、X線検出器を構成する元素としてテルルとカドミウムとを用いた技術が開示されている(例えば、特許文献5参照。)。しかしながら、このようなフィルターを用いても低エネルギー領域のビームハードニング現象を必ずしも抑えることができていなかった。なお、特許文献5では、Snを用いたフィルターを用いると、低エネルギーのピークは低く、高エネルギーのピーク幅は広くなり、低エネルギー領域と高エネルギー領域とで確実に分離できなかった。
特開昭64−49547号公報 特開平10−85208号公報 特開平8−299318号公報 特開平5−27043号公報 特開平8−289886号公報
Further, the apparatus includes an X-ray source, a K edge filter that separates X-rays generated from the X-ray source into a plurality of energies, and an X-ray detector, and uses iodine and cesium as elements constituting the K edge filter. A technique using tellurium and cadmium as elements constituting the X-ray detector is disclosed (for example, see Patent Document 5). However, even if such a filter is used, the beam hardening phenomenon in the low energy region has not necessarily been suppressed. In Patent Document 5, when a filter using Sn is used, the peak of low energy is low, the peak width of high energy is wide, and the low energy region and the high energy region cannot be reliably separated.
JP-A-64-49547 JP-A-10-85208 JP-A-8-299318 JP-A-5-27043 JP-A-8-289886

本発明は、上記従来の問題に鑑み、低エネルギー領域と高エネルギー領域とにおいて、十分明確に分離されたX線ピークを有するマルチX線を発生させる方法及びその装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a method and an apparatus for generating multi-X-rays having X-ray peaks sufficiently clearly separated in a low energy region and a high energy region. .

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ビームハードニング現象、特に低エネルギー領域での現象は、用いる金属元素フィルターの厚さと管電圧に起因することを見出し、それぞれの金属元素における特性を把握することにより、低エネルギー領域と高エネルギー領域とを十分明確に分離するとともに、マルチX線の発生を可能にすることを見出し本発明を完成させた。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the beam hardening phenomenon, particularly the phenomenon in the low energy region, is caused by the thickness of the metal element filter used and the tube voltage. By grasping the characteristics of the metal element, the present inventors have found that the low energy region and the high energy region are sufficiently clearly separated and the generation of multi-X-rays is enabled.

すなわち、本発明の第1の発明によれば、連続X線発生器に金属材料のフィルターを配置して管電圧をかけることにより少なくとも前記金属が有する特性X線である単色X線によるX線ピークを有するマルチX線の発生方法であって、
所望の特性X線のエネルギーに応じて、少なくとも1種類の金属を決定する工程(A)、
前記特性X線のエネルギーより10〜30keVの高エネルギー位置において、下記式(1)を満足する厚さの前記金属からなる金属材料のフィルターを、連続X線発生器に配置する工程(B)、
exp(−μρx)≦0.1 …(1)
(式(1)中、μは金属元素の特定のエネルギーにおける質量減弱係数(cm/g)、ρは金属元素の密度(g/cm)、xは金属フィルターの厚さ(cm)を表す。)
及び、前記連続X線発生器にかける管電圧を調整して、低エネルギーの狭帯域に前記フィルターが発生する特性X線を、または、該特性X線と高エネルギーの狭帯域に前記連続X線発生器が発生する連続X線とを発生させる工程(C)、
を含むことを特徴とするマルチX線の発生方法が提供される。
That is, according to the first aspect of the present invention, an X-ray peak due to a monochromatic X-ray which is a characteristic X-ray of at least the metal by applying a tube voltage by placing a filter made of a metal material in a continuous X-ray generator. A method of generating multi-X-rays having
Step (A) of determining at least one metal according to the energy of the desired characteristic X-ray;
(B) disposing a metal material filter made of the metal having a thickness satisfying the following formula (1) in a continuous X-ray generator at a high energy position of 10 to 30 keV from the energy of the characteristic X-ray;
exp (−μρx) ≦ 0.1 (1)
(In the formula (1), μ is the mass attenuation coefficient (cm 2 / g) at a specific energy of the metal element, ρ is the density (g / cm 3 ) of the metal element, and x is the thickness (cm) of the metal filter. To express.)
And, by adjusting the tube voltage applied to the continuous X-ray generator, the characteristic X-ray generated by the filter in a narrow band of low energy or the continuous X-ray in the narrow band of characteristic X-ray and high energy Generating a continuous X-ray generated by the generator (C);
A method for generating multi-X-rays is provided.

また、本発明の第2の発明によれば、第1の発明において、
工程(A)において、金属は1種類であり、
工程(C)において、前記連続X線発生器にかける管電圧は、前記金属材料のフィルターから該金属元素の特性X線のエネルギーを発生させるのに必要な管電圧に調整して、前記特性X線からなるシングルX線を発生させることを特徴とするマルチX線の発生方法が提供される。
According to the second invention of the present invention, in the first invention,
In step (A), the metal is one kind ,
In the step (C), the tube voltage applied to the continuous X-ray generator is adjusted to the tube voltage necessary for generating the characteristic X-ray energy of the metal element from the filter of the metal material, and the characteristic X A multi-X-ray generation method is provided that generates single X-rays composed of lines.

また、本発明の第3の発明によれば、第1の発明において、
工程(A)において、金属は1種類であり、
工程(C)において、前記連続X線発生器にかける管電圧は、前記金属材料のフィルターから該金属元素の特性X線のエネルギーを発生させるのに必要な管電圧より高い管電圧に調整して、前記特性X線と前記連続X線発生器が発生する連続X線とからなるデュアルX線を発生させることを特徴とするマルチX線の発生方法が提供される。
According to the third invention of the present invention, in the first invention,
In step (A), the metal is one kind ,
In step (C), the tube voltage applied to the continuous X-ray generator is adjusted to a tube voltage higher than the tube voltage necessary for generating the characteristic X-ray energy of the metal element from the filter of the metal material. A multi-X-ray generation method is provided that generates dual X-rays comprising the characteristic X-rays and the continuous X-rays generated by the continuous X-ray generator.

また、本発明の第4の発明によれば、第1の発明において、
工程(A)において、金属は2種類であり、
工程(B)において、前記2種類の金属からなる金属材料のフィルターの厚さは、該2種類の金属の内の高原子番号の金属元素の特性X線のエネルギーより10〜30keVの高エネルギー位置において、下記式(1)を満足する厚さであり、
exp(−μρx)≦0.1 …(1)
(式(1)中、μは金属元素の特定のエネルギーにおける質量減弱係数(cm/g)、ρは金属元素の密度(g/cm)、xは金属フィルターの厚さ(cm)を表す。)
工程(C)において、前記連続X線発生器にかける管電圧は、前記金属材料のフィルターから前記高原子番号の金属元素の特性X線のエネルギーを発生させるのに必要な管電圧に調整して、2種類の特性X線からなるデュアルX線を発生させることを特徴とするマルチX線の発生方法が提供される。
According to the fourth invention of the present invention, in the first invention,
In step (A), there are two types of metals ,
In the step (B), the thickness of the filter made of the metal material composed of the two kinds of metals is 10-30 keV higher than the characteristic X-ray energy of the high atomic number metal element of the two kinds of metals. In the thickness that satisfies the following formula (1) ,
exp (−μρx) ≦ 0.1 (1)
(In the formula (1), μ is the mass attenuation coefficient (cm 2 / g) at a specific energy of the metal element, ρ is the density (g / cm 3 ) of the metal element, and x is the thickness (cm) of the metal filter. To express.)
In the step (C), the tube voltage applied to the continuous X-ray generator is adjusted to a tube voltage necessary for generating the characteristic X-ray energy of the metal element having the high atomic number from the filter of the metal material. A multi-X-ray generation method characterized by generating dual X-rays composed of two types of characteristic X-rays is provided.

また、本発明の第5の発明によれば、第1の発明において、
工程(A)において、金属は2種類であり、
工程(B)において、前記2種類の金属からなる金属材料のフィルターの厚さは、該2種類の金属の内の高原子番号の金属元素の特性X線のエネルギーより10〜30keVの高エネルギー位置において、下記式(1)を満足する厚さであり、
exp(−μρx)≦0.1 …(1)
(式(1)中、μは金属元素の特定のエネルギーにおける質量減弱係数(cm/g)、ρは金属元素の密度(g/cm)、xは金属フィルターの厚さ(cm)を表す。)
工程(C)において、前記連続X線発生器にかける管電圧は、前記金属材料のフィルターから前記高原子番号の金属元素の特性X線のエネルギーを発生させるのに必要な管電圧より高い管電圧に調整して、2種類の特性X線と前記連続X線発生器が発生する連続X線からなるトリプルX線を発生させることを特徴とするマルチX線の発生方法が提供される。
According to the fifth aspect of the present invention, in the first aspect,
In step (A), there are two types of metals ,
In the step (B), the thickness of the filter made of the metal material composed of the two kinds of metals is 10-30 keV higher than the characteristic X-ray energy of the high atomic number metal element of the two kinds of metals. In the thickness that satisfies the following formula (1) ,
exp (−μρx) ≦ 0.1 (1)
(In the formula (1), μ is the mass attenuation coefficient (cm 2 / g) at a specific energy of the metal element, ρ is the density (g / cm 3 ) of the metal element, and x is the thickness (cm) of the metal filter. To express.)
In step (C), the tube voltage applied to the continuous X-ray generator is higher than the tube voltage required to generate the characteristic X-ray energy of the metal element having the high atomic number from the filter of the metal material. A multi-X-ray generation method characterized by generating triple X-rays comprising two types of characteristic X-rays and continuous X-rays generated by the continuous X-ray generator is provided.

また、本発明の第6の発明によれば、第1〜5のいずれかの発明において、金属元素が原子番号22〜83の間の元素であることを特徴とするマルチX線の発生方法が提供される。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a multi-X-ray generation method according to any one of the first to fifth aspects, wherein the metal element is an element having an atomic number of 22 to 83. Provided.

また、本発明の第7の発明によれば、第4又は5の発明において、金属フィルターが2種類の金属元素の貼り合わせフィルターであることを特徴とするマルチX線の発生方法が提供される。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the method for generating multi-X-rays according to the fourth or fifth aspect, wherein the metal filter is a bonded filter of two kinds of metal elements. .

また、本発明の第8の発明によれば、第4又は5の発明において、金属フィルターが2種類の金属元素の粉体を混合して成形したフィルターであることを特徴とするマルチX線の発生方法が提供される。   According to the eighth invention of the present invention, in the fourth or fifth invention, the metal filter is a filter formed by mixing two kinds of metal element powders. A generation method is provided.

また、本発明の第9の発明によれば、第1〜3のいずれかの発明において、金属元素がSnであり、フィルター厚さが0.7〜1.7mm、管電圧が50〜70kVであることを特徴とするマルチX線の発生方法が提供される。 According to the ninth invention of the present invention, in any one of the first to third inventions, the metal element is Sn, the filter thickness is 0.7 to 1.7 mm, and the tube voltage is 50 to 70 kV. A method for generating multi-X-rays is provided.

また、本発明の第10の発明によれば、第1〜3のいずれかの発明において、金属元素がTiであり、フィルター厚さが60〜80μm、管電圧が8kV以上であることを特徴とするマルチX線の発生方法が提供される。 According to a tenth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the metal element is Ti, the filter thickness is 60 to 80 μm, and the tube voltage is 8 kV or more. A method for generating multi-X-rays is provided.

また、本発明の第11の発明によれば、第1、又は5の発明において、金属元素がSnとGdであり、Snのフィルター厚さが0.3〜0.8mmで、Gdのフィルター厚さが0.2〜0.5mm、管電圧が50〜75kVであることを特徴とするマルチX線の発生方法が提供される。 According to the eleventh aspect of the present invention, in the first, fourth or fifth aspect , the metallic element is Sn and Gd, the Sn filter thickness is 0.3 to 0.8 mm, and the Gd filter A method for generating multi-X-rays is provided in which the thickness is 0.2 to 0.5 mm and the tube voltage is 50 to 75 kV.

また、本発明の第12の発明によれば、第1〜11のいずれかの発明の方法を行う装置であって、
低エネルギーの狭帯域に特性X線からなるX線ピークを、または、該特性X線からなるX線ピークと高エネルギーの狭帯域に連続X線からなるX線ピークとを有するマルチX線の発生装置であって、連続X線発生器と少なくとも1種類の金属材料からなるフィルターとを備えることを特徴とするマルチX線の発生装置が提供される。


According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for performing the method of any one of the first to eleventh aspects,
Generation of X-ray peaks consisting of characteristic X-rays in a narrow band of low energy , or multi-X-rays having X-ray peaks consisting of the characteristic X-rays and X-ray peaks consisting of continuous X-rays in a narrow band of high energy an apparatus, multi X-ray generator, characterized in that the continuous X-ray generator and a filter comprising at least one metal material is provided.


本発明によれば、低エネルギー領域及び/又は高エネルギー領域にX線ピークを有するマルチX線を発生させることができる。   According to the present invention, multi-X-rays having X-ray peaks in a low energy region and / or a high energy region can be generated.

本発明のマルチX線の発生方法は、連続X線発生器に少なくとも1種類の金属からなる金属元素のフィルターを配置して、管電圧をかけることによりマルチX線を発生させる方法であって、該金属フィルターの厚さと管電圧を調整することにより該金属の特性X線である単色X線のピークとそれより高エネルギー位置に現れる連続X線のピークからなるマルチX線を発生させる方法である。以下に詳細を説明する。   The method for generating multi-X-rays according to the present invention is a method for generating multi-X-rays by applying a tube voltage by arranging a filter of a metal element made of at least one metal in a continuous X-ray generator, By adjusting the thickness and tube voltage of the metal filter, it is a method of generating multi-X-rays composed of a monochromatic X-ray peak which is a characteristic X-ray of the metal and a continuous X-ray peak appearing at a higher energy position. . Details will be described below.

本発明で用いる金属材料のフィルターに用いることのできる金属材料としては、原子番号が22〜83の金属元素が好ましい。これらの金属元素は、それぞれの金属が有する特性X線のエネルギーの用途において使い分けられる。該金属材料は、公知の方法でフィルター形状に成形されて、連続X線発生器に設置される。なおX線を絞るコリメーターを用いる場合は、その前あるいは後に設置される。   As a metal material that can be used for the filter of the metal material used in the present invention, a metal element having an atomic number of 22 to 83 is preferable. These metal elements are properly used in applications of characteristic X-ray energy possessed by each metal. The metal material is formed into a filter shape by a known method and installed in a continuous X-ray generator. If a collimator for focusing X-rays is used, it is installed before or after the collimator.

本発明のマルチX線の発生方法においては、連続X線発生器に金属材料のフィルターを配置して管電圧をかけることにより低エネルギーの狭帯域及び/又は高エネルギーの狭帯域にX線ピークを発生させるが、フィルターに用いる金属材料のフィルターの厚みとX線を発生させる管電圧を制御することが必要である。   In the method for generating multi-X-rays according to the present invention, an X-ray peak is generated in a narrow band of low energy and / or a narrow band of high energy by placing a tube of metal material on a continuous X-ray generator and applying a tube voltage. However, it is necessary to control the thickness of the filter made of a metal material used for the filter and the tube voltage for generating X-rays.

金属材料のフィルターの厚みは、用いる金属元素の特性X線のエネルギーより10〜30keVの高エネルギー位置において、下記式(1)を満足し、
exp(−μρx)≦0.1 …(1)
好ましくは、下記式(1’)を満足する必要がある。
exp(−μρx)≦0.05 …(1’)
(式(1)、(1’)中、μは金属元素の特定のエネルギーにおける質量減弱係数(cm/g)、ρは金属元素の密度(g/cm)、xは金属フィルターの厚さ(cm)を表す)
金属フィルターの厚みをexp(−μρx)の値が0.1以下になるようにし、管電圧を制御することにより、該金属フィルターの特性X線の発生するエネルギー近辺における連続X線を遮蔽し、かつ高エネルギー領域における連続X線ピークを単一化することができる。exp(−μρx)の値が0.1を超えると特性X線に連続X線が重なってしまう。
The thickness of the metal material filter satisfies the following formula (1) at a high energy position of 10 to 30 keV from the characteristic X-ray energy of the metal element used,
exp (−μρx) ≦ 0.1 (1)
Preferably, it is necessary to satisfy the following formula (1 ′).
exp (−μρx) ≦ 0.05 (1 ′)
(In the formulas (1) and (1 ′), μ is the mass attenuation coefficient (cm 2 / g) at a specific energy of the metal element, ρ is the density (g / cm 3 ) of the metal element, and x is the thickness of the metal filter Represents (cm)
The thickness of the metal filter is set so that the value of exp (−μρx) is 0.1 or less, and by controlling the tube voltage, continuous X-rays in the vicinity of the energy generated by the characteristic X-rays of the metal filter are shielded, In addition, continuous X-ray peaks in a high energy region can be unified. When the value of exp (−μρx) exceeds 0.1, continuous X-rays overlap characteristic X-rays.

ここで、exp(−μρx)は、通常のX線の強度を求める式であり、μは金属の特定のエネルギーにおける質量減弱係数(cm/g)であって、文献(例えば、NSRDS−NBS29(1969) by J.H.Hubbell)により求められる値であり、ρは金属の密度(g/cm)であり、xは金属フィルターの厚さ(cm)である。 Here, exp (−μρx) is an expression for obtaining the intensity of ordinary X-rays, μ is a mass attenuation coefficient (cm 2 / g) at a specific energy of the metal, and is described in the literature (for example, NSRDS-NBS29 (1969) by JH Hubbell), ρ is the metal density (g / cm 3 ), and x is the thickness (cm) of the metal filter.

管電圧は、該金属元素の特性X線のエネルギーを発生させるに必要な電圧より数kV以上高い電圧にし、特性X線のエネルギーが数10keVの時は10kV以上高い電圧にすることが必要である。管電圧が該金属元素の特性X線のエネルギーを発生させるに必要な電圧より低いと何も現れなくなる。   The tube voltage must be several kV or higher than the voltage required to generate the characteristic X-ray energy of the metal element, and it must be 10 kV or higher when the characteristic X-ray energy is several tens of keV. . Nothing appears when the tube voltage is lower than the voltage required to generate the characteristic X-ray energy of the metal element.

通常、X線発生装置から発生するX線は、種々のエネルギー光子からなるので、図5に示すようななだらかな連続X線スペクトルのエネルギースペクトルをもつ。ここに、特定の厚さの金属フィルターを用いると、該フィルターを透過したX線は、該金属の減弱係数に依存してK吸収端以下のX線エネルギーを十分減弱し、該金属の特性X線のエネルギー領域における透過量が急激に減少して連続スペクトルは現れなくなる。このフィルターの厚みとX線を発生させる管電圧の制御を行なって、マルチX線を発生させることに成功したのが本発明である。   Usually, X-rays generated from an X-ray generator are composed of various energy photons, and therefore have a gentle continuous X-ray spectrum energy spectrum as shown in FIG. Here, when a metal filter having a specific thickness is used, X-rays transmitted through the filter sufficiently attenuate the X-ray energy below the K absorption edge depending on the attenuation coefficient of the metal, and the characteristic X of the metal The amount of transmission in the energy region of the line rapidly decreases and the continuous spectrum does not appear. The present invention succeeded in generating multi X-rays by controlling the thickness of the filter and the tube voltage for generating X-rays.

金属元素として、1種類の金属を用い、上記のフィルター厚みと管電圧を制御すると、低エネルギー領域において用いた金属の特性X線エネルギーのピークが得られ、かつ高エネルギー領域に連続X線のピークが得られ、2種類のX線ピークを発生させることができる。
なお、ここで、管電圧を金属フィルターの特性X線のエネルギーを発生させるに必要な管電圧にすることにより、高エネルギー領域における連続X線のピークの発生を抑えることができ、低エネルギー領域においてフィルターとして用いた金属の特性X線の単色ピークのみを得ることができる。
When one type of metal is used as the metal element and the filter thickness and tube voltage are controlled, the characteristic X-ray energy peak of the metal used in the low energy region is obtained, and the continuous X-ray peak is obtained in the high energy region. And two types of X-ray peaks can be generated.
Here, by setting the tube voltage to the tube voltage necessary to generate the characteristic X-ray energy of the metal filter, it is possible to suppress the occurrence of continuous X-ray peaks in the high energy region, and in the low energy region. Only a monochromatic peak of characteristic X-rays of the metal used as a filter can be obtained.

例えば、金属元素として、Snを用いた場合、そのX線スペクトルの図1及び図2で説明する。Snの特性X線エネルギーは、28.5keVであるので、その10〜30keVの高エネルギー位置におけるexp(−μρx)の値が0.1以下になるフィルター厚みにし、かつ、管電圧をSnの特性X線エネルギー28.5keVを発生させることのできる50〜75kVの電圧にすると、図1のような、28.5keVにSnの特性X線の単色ピークと約65keVに連続X線のピークのデュアルX線が発生する。
また、この時、管電圧を高エネルギー領域における連続X線のピークの発生を抑えることができる50kV以下にすることにより、連続X線のピークの出現を抑えることができ、図2に示すようなSnの単色スペクトルの単一のピークを得ることができる。
For example, when Sn is used as the metal element, its X-ray spectrum will be described with reference to FIGS. Since the characteristic X-ray energy of Sn is 28.5 keV, the filter thickness at which exp (−μρx) at the high energy position of 10 to 30 keV is 0.1 or less is set, and the tube voltage is the characteristic of Sn. When a voltage of 50 to 75 kV capable of generating X-ray energy ( 28.5 keV ) is obtained, a single characteristic peak of Sn characteristic X-ray at 28.5 keV and a continuous X-ray peak at about 65 keV as shown in FIG. Dual X-rays are generated.
At this time, by setting the tube voltage to 50 kV or less that can suppress the occurrence of continuous X-ray peaks in the high energy region, the appearance of continuous X-ray peaks can be suppressed, as shown in FIG. A single peak of the monochromatic spectrum of Sn can be obtained.

ここで、Snをフィルターとした場合は、Snの厚さを0.7〜1.7mmにし、管電圧を50〜75kVにすると、60keVでのexp(−μρx)の値は0.039〜0.00039となり、デュアルX線が得られる。また、管電圧を30〜50kVにするとSnの単色X線のみが得られる。   Here, when Sn is used as a filter, when the thickness of Sn is 0.7 to 1.7 mm and the tube voltage is 50 to 75 kV, the value of exp (−μρx) at 60 keV is 0.039 to 0. .00039, and dual X-rays can be obtained. Further, when the tube voltage is set to 30 to 50 kV, only Sn monochromatic X-rays can be obtained.

また、Tiをフィルターとした場合は、Tiの厚さを60〜80μmにし、管電圧を8kV以上にすると、10keVでのexp(−μρx)の値は0.049〜0.018となり、デュアルX線が得られる。   When Ti is used as a filter, if the thickness of Ti is set to 60 to 80 μm and the tube voltage is set to 8 kV or more, the value of exp (−μρx) at 10 keV is 0.049 to 0.018. A line is obtained.

フィルター金属として、2種類以上の金属を用いる場合は、最も原子番号の高い金属について、上記のフィルター厚みと管電圧を制御すると、低エネルギー領域において用いた金属の2種類以上の特性X線エネルギーのピークと、高エネルギー領域において連続X線のピークの3種類以上のX線ピークを発生させることができる。
なお、ここで、管電圧を原子番号の高い方の金属フィルターの特性X線のエネルギーを発生させるに必要な管電圧にすることにより、高エネルギー領域における連続X線のピークの発生を抑えることができ、低エネルギー領域においてフィルターとして用いた2種類以上の金属の特性X線の単色ピークのみを得ることができる。
When two or more kinds of metals are used as the filter metal, if the above filter thickness and tube voltage are controlled for the metal having the highest atomic number, the characteristic X-ray energy of the two or more kinds of metals used in the low energy region It is possible to generate three or more types of X-ray peaks, that is, peaks and continuous X-ray peaks in a high energy region.
Here, the generation of continuous X-ray peaks in the high energy region can be suppressed by setting the tube voltage to the tube voltage necessary for generating the characteristic X-ray energy of the metal filter having the higher atomic number. It is possible to obtain only monochromatic peaks of characteristic X-rays of two or more kinds of metals used as filters in the low energy region.

例えば、金属元素として、SnとGdの2種類の金属を用いた場合のX線スペクトルを図3及び図4で説明する。Snの特性X線エネルギーは、28.5keVであり、Gdの特性X線エネルギーは、48.7keVである。2種類の金属のうち、原子番号の高い方の金属Gdの特性X線エネルギー48.7keVの10〜30keVの高エネルギー位置におけるexp(−μρx)の値が0.1以下になるフィルター厚みにすればよく、また、管電圧はGdの特性X線エネルギー48.7keVを発生させることのできる48.7kVより10kV以上高い電圧をかけると、図3に示すような28.4keVにSnの特性X線の単色ピークと48.7keVにGdの単色ピークが表れ、60keVの位置に連続X線のピークが現れ、トリプルX線となる。また、この時、管電圧を該金属の特性X線エネルギーを発生させるエネルギーの電圧でかつ10kV以下に抑えることにより、連続X線のピークの出現を抑えることができ、図4に示すようなSnの単色スペクトルとGdの単色スペクトルのデュアルX線を得ることができる。   For example, an X-ray spectrum in the case where two kinds of metals, Sn and Gd, are used as metal elements will be described with reference to FIGS. The characteristic X-ray energy of Sn is 28.5 keV, and the characteristic X-ray energy of Gd is 48.7 keV. Of the two kinds of metals, the characteristic X-ray energy of the metal Gd with the higher atomic number is reduced to a filter thickness where the value of exp (−μρx) at a high energy position of 10 to 30 keV of 48.7 keV is 0.1 or less. The tube voltage may be 28.4 keV as shown in FIG. 3 and Sn characteristic X-ray as shown in FIG. 3 when a voltage higher than 48.7 kV, which can generate Gd characteristic X-ray energy of 48.7 keV, is applied. And a monochromatic peak of Gd appear at 48.7 keV, and a continuous X-ray peak appears at a position of 60 keV, resulting in a triple X-ray. At this time, by suppressing the tube voltage to a voltage of energy that generates the characteristic X-ray energy of the metal and to 10 kV or less, the appearance of continuous X-ray peaks can be suppressed, and Sn as shown in FIG. Dual X-rays of the monochromatic spectrum of Gd and the monochromatic spectrum of Gd can be obtained.

ここで、2種類の金属のフィルターを用いる場合において、SnとGdをフィルターとして用いた場合は、それぞれの金属毎にフィルターを形成し、それを重ねて一つのフィルターとして用いており、Snの厚さを0.3〜0.8mm、Gdの厚さを0.2〜0.5mmにし、管電圧を65〜75kVにすると、60keVでのexp(−μρx)の値は0.034〜0.00090となり、トリプルX線が得られる。また、管電圧を50〜65kVにするとSnとGdの単色X線のみのデュアルX線が得られる。   Here, in the case of using two kinds of metal filters, when Sn and Gd are used as a filter, a filter is formed for each metal and is used as a single filter by overlapping the thickness of Sn. When the thickness is 0.3 to 0.8 mm, the thickness of Gd is 0.2 to 0.5 mm, and the tube voltage is 65 to 75 kV, the value of exp (−μρx) at 60 keV is 0.034 to 0.00. As a result, triple X-rays are obtained. Further, when the tube voltage is set to 50 to 65 kV, dual X-rays only of Sn and Gd monochromatic X-rays can be obtained.

2種類の金属を用いる場合は、2種類の金属元素のフィルターを貼り合わせたフィルターであっても、2種類の金属元素の粉体を混合して成形したフィルターであっても良い。
2種類の金属フィルターを貼りあわせて用いる場合は、2種類の金属フィルターの厚みと、管電圧を主に調整するが、2種類の金属を用いる場合の原子番号の高い方の金属フィルターの厚みと原子番号の低い方のフィルターの厚み比は、低エネルギー側と高エネルギー側のそれぞれのピークをどのような比にするかにより決まる。
When two types of metals are used, the filter may be a filter in which filters of two types of metal elements are bonded together, or a filter formed by mixing powders of two types of metal elements.
When two types of metal filters are used together, the thickness of the two types of metal filters and the tube voltage are mainly adjusted, but when using two types of metals, the thickness of the metal filter with the higher atomic number The thickness ratio of the filter with the lower atomic number is determined by the ratio of the peaks on the low energy side and the high energy side.

本発明のマルチX線を発生させる装置は、従来公知のX線装置のX線発生器と、必要に応じて用いるX線を絞るコリメーターからなり、連続X線を単色化してマルチX線を取り出す金属材料フィルターをX線発生器に接して配した装置である。   The apparatus for generating multi-X-rays according to the present invention comprises an X-ray generator of a conventionally known X-ray apparatus and a collimator for narrowing down X-rays used as necessary. This is an apparatus in which a metal material filter to be taken out is arranged in contact with an X-ray generator.

以下に本発明を実施例を用いて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
X線発生器として東芝社製I311を用い、X線検出器として、NaI検出器(50.8φ×50.8mm)を用い、フィルターとして、1mm厚のSn金属を用いた。管電圧63kV、管電流0.5mAの電圧をかけてX線スペクトルを得た。X線スペクトルを図6に示す。28.4keVにSnの特性X線の単色ピークと約62keVに連続X線のピークが現れデュアルX線となった。なお、60keVにおけるexp(−μρx)の値は0.0098であった。
Example 1
Toshiba's I311 was used as the X-ray generator, NaI detector (50.8φ × 50.8 mm) was used as the X-ray detector, and 1 mm thick Sn metal was used as the filter. An X-ray spectrum was obtained by applying a tube voltage of 63 kV and a tube current of 0.5 mA. The X-ray spectrum is shown in FIG. A single characteristic peak of Sn characteristic X-rays appeared at 28.4 keV, and a continuous X-ray peak appeared at about 62 keV, resulting in dual X-rays. The value of exp (−μρx) at 60 keV was 0.0098.

(実施例2)
X線発生器としてリガク社製XB150CP−10を用い、X線検出器としてCdTe検出器(4×4×0.3mm)を用い、フィルターとして0.7mm厚のSn金属を用いた。管電圧を75kV、管電流0.5mAの電圧をかけてX線スペクトルを得た。X線スペクトルを図7のAに示す。28.4keVにSnの特性X線の単色ピークと約67keVに連続X線のピークが現れデュアルX線となった。なお、60keVにおけるexp(−μρx)の値は0.039であった。
(Example 2)
XB150CP-10 manufactured by Rigaku Corporation was used as the X-ray generator, a CdTe detector (4 × 4 × 0.3 mm) was used as the X-ray detector, and 0.7 mm thick Sn metal was used as the filter. An X-ray spectrum was obtained by applying a tube voltage of 75 kV and a tube current of 0.5 mA. The X-ray spectrum is shown in FIG. A single characteristic peak of Sn characteristic X-rays at 28.4 keV and a continuous X-ray peak at about 67 keV appeared, resulting in dual X-rays. The value of exp (−μρx) at 60 keV was 0.039.

(比較例1)
実施例2において、Sn金属フィルターの厚さを0.3mmとする以外は、実施例2と同様にしてX線を発生させた。X線スペクトルを図7のBに示す。なだらかなパイルアップした連続X線ピークしかあらわれなかった。なお、60keVにおけるexp(−μρx)の値は0.25であった。
(Comparative Example 1)
In Example 2, X-rays were generated in the same manner as in Example 2 except that the thickness of the Sn metal filter was 0.3 mm. The X-ray spectrum is shown in FIG. Only a gentle pile-up continuous X-ray peak appeared. The value of exp (−μρx) at 60 keV was 0.25.

(実施例3)
実施例2において、Sn金属フィルターの厚さを1mm、管電圧を50kVとする以外は、実施例2と同様にしてX線を発生させた。X線スペクトルを図8のAに示す。Sn金属の特性X線の単色ピークのみが現れた。
(Example 3)
In Example 2, X-rays were generated in the same manner as in Example 2 except that the thickness of the Sn metal filter was 1 mm and the tube voltage was 50 kV. The X-ray spectrum is shown in FIG. Only a monochromatic peak of characteristic X-rays of Sn metal appeared.

(比較例2)
実施例2において、管電圧を30kVとする以外は、実施例3と同様にしてX線を発生させた。X線スペクトルを図8のBに示す。Sn金属の特性X線の単色ピークがわずかしか現れなかった。
(Comparative Example 2)
In Example 2, X-rays were generated in the same manner as in Example 3 except that the tube voltage was set to 30 kV. The X-ray spectrum is shown in FIG. Only a few monochromatic peaks of characteristic X-rays of Sn metal appeared.

(実施例4)
X線発生器としてソフテックス社製RE−1030特を用い、X線検出器としてNaI検出器(50.8φ×3mm)を用い、金属フィルターとして、72μm厚のTi金属フィルターを用い、管電圧を10kV、管電流0.02mAにしてX線を発生させた。X線スペクトルを図9に示す。4.9keVにTiの特性X線の単色ピークと約8.5keVに連続X線のピークが現れ、デュアルX線となった。なお、10keVにおけるexp(−μρx)の値は0.027であった。
Example 4
Using X-ray generator RE-1030 specially made by Softex, using NaI detector (50.8φ × 3mm) as X-ray detector, using 72μm thick Ti metal filter as metal filter, tube voltage X-rays were generated at 10 kV and a tube current of 0.02 mA. The X-ray spectrum is shown in FIG. A monochromatic peak of Ti characteristic X-rays appeared at 4.9 keV and a continuous X-ray peak at about 8.5 keV, resulting in dual X-rays. The value of exp (−μρx) at 10 keV was 0.027.

(実施例5)
金属フィルターとして、1mm厚のCd金属フィルターを用い、X線検出器としてNaI検出器(50.8φ×50.8mm)を用い、管電圧を60kV、管電流0.5mAにする以外は、実施例2と同様にしてX線を発生させた。X線スペクトルを図10に示す。26.1keVにCdの特性X線の単色ピークと約56keVに連続X線のピークが現れ、デュアルX線となった。なお、60keVにおけるexp(−μρx)の値は0.0065であった。
(Example 5)
Example 1 except that a 1 mm thick Cd metal filter is used as the metal filter, a NaI detector (50.8φ × 50.8 mm) is used as the X-ray detector, the tube voltage is 60 kV, and the tube current is 0.5 mA. X-rays were generated as in 2. The X-ray spectrum is shown in FIG. A monochromatic peak of Cd characteristic X-rays appeared at 26.1 keV and a continuous X-ray peak at about 56 keV, resulting in dual X-rays. The value of exp (−μρx) at 60 keV was 0.0065.

(実施例6)
金属フィルターとして、1mm厚のAg金属フィルターを用い、管電圧を60kV、管電流0.5mAにする以外は、実施例5と同様にしてX線を発生させた。X線スペクトルを図10に示す。24.9keVにAgの特性X線の単色ピークと約56keVに連続X線のピークが現れ、デュアルX線となった。なお、60keVにおけるexp(−μρx)の値は0.0030であった。
(Example 6)
X-rays were generated in the same manner as in Example 5 except that a 1 mm thick Ag metal filter was used as the metal filter, the tube voltage was changed to 60 kV, and the tube current was set to 0.5 mA. The X-ray spectrum is shown in FIG. A monochromatic peak of Ag characteristic X-rays appeared at 24.9 keV and a continuous X-ray peak appeared at about 56 keV, resulting in dual X-rays. The value of exp (−μρx) at 60 keV was 0.0030.

(実施例7)
金属フィルターとして、0.25mm厚のGd金属フィルターと0.5mm厚のSn金属フィルターを用い、管電圧を70kV、管電流0.5mAにする以外は、実施例2と同様にしてX線を発生させた。X線スペクトルを図11に示す。28.5keVにSnの特性X線の単色ピークと48.7keVにGdの単色ピークが表れ、約60keVに連続X線のピークが現れ、トリプルX線となった。なお、60keVにおけるexp(−μρx)の値は0.017であった。
(Example 7)
X-rays are generated in the same manner as in Example 2 except that a 0.25 mm thick Gd metal filter and a 0.5 mm thick Sn metal filter are used as the metal filter, the tube voltage is set to 70 kV, and the tube current is set to 0.5 mA. I let you. The X-ray spectrum is shown in FIG. A monochromatic peak of Sn characteristic X-ray and a Gd monochromatic peak at 48.7 keV appeared at 28.5 keV, and a continuous X-ray peak appeared at about 60 keV, resulting in a triple X-ray. The value of exp (−μρx) at 60 keV was 0.017.

(実施例8)
金属フィルターとして、0.25mm厚のGd金属フィルターと0.5mm厚のSn金属フィルターを用い、管電圧を60kV、管電流0.5mAにする以外は、実施例2と同様にしてX線を発生させた。X線スペクトルを図12に示す。28.5keVにSnの特性X線の単色ピークと48.7keVにGdの単色ピークが表れ、約60keVに連続X線のピークのデュアルX線が現れた。なお、60keVにおけるexp(−μρx)の値は0.017であった。
(Example 8)
X-rays are generated in the same manner as in Example 2 except that a 0.25 mm thick Gd metal filter and a 0.5 mm thick Sn metal filter are used as the metal filter, and the tube voltage is 60 kV and the tube current is 0.5 mA. I let you. The X-ray spectrum is shown in FIG. A monochromatic peak of Sn characteristic X-rays appeared at 28.5 keV and a monochromatic peak of Gd at 48.7 keV, and a dual X-ray of continuous X-ray peaks appeared at about 60 keV. The value of exp (−μρx) at 60 keV was 0.017.

本発明のマルチX線の発生方法、装置によれば、低エネルギー領域と高エネルギー領域とにおいて、十分明確に分離されたX線ピークを有するマルチX線を発生させることができるので、骨塩量測定装置、乳製品中の脂肪量の測定装置、ガソリン中の添加剤の測定装置、ラミネートフィルムの各フィルム層の厚さの測定装置等、非破壊検査分野に適用できる。 According to the multi-X-ray generation method and apparatus of the present invention, it is possible to generate multi-X-rays having X-ray peaks sufficiently clearly separated in a low energy region and a high energy region. It can be applied to the field of non-destructive inspection, such as a measuring device, a measuring device for fat content in dairy products, a measuring device for additives in gasoline, and a measuring device for the thickness of each film layer of a laminate film.

本発明の方法により得られるデュアルX線のスペクトルの一例である。It is an example of the spectrum of the dual X-ray obtained by the method of the present invention. 本発明の方法により得られるシングルX線のスペクトルの一例である。It is an example of the spectrum of a single X-ray obtained by the method of the present invention. 本発明の方法により得られるトリプルX線のスペクトルの一例である。It is an example of the spectrum of the triple X-ray obtained by the method of the present invention. 本発明の方法により得られるデュアルX線のスペクトルの一例である。It is an example of the spectrum of the dual X-ray obtained by the method of the present invention. 連続X線のスペクトルである。It is a spectrum of continuous X-rays. 実施例1のSnフィルターを用いたX線のスペクトルである。2 is an X-ray spectrum using the Sn filter of Example 1. FIG. 実施例2及び比較例1のX線のスペクトルである。It is an X-ray spectrum of Example 2 and Comparative Example 1. 実施例3及び比較例2のX線のスペクトルである。It is an X-ray spectrum of Example 3 and Comparative Example 2. 実施例4のX線のスペクトルである。7 is an X-ray spectrum of Example 4. 実施例5及び実施例6のX線のスペクトルである。It is an X-ray spectrum of Example 5 and Example 6. 実施例7のX線のスペクトルである。7 is an X-ray spectrum of Example 7. 実施例8のX線のスペクトルである。10 is an X-ray spectrum of Example 8.

Claims (12)

連続X線発生器に金属材料のフィルターを配置して管電圧をかけることにより少なくとも前記金属が有する特性X線である単色X線によるX線ピークを有するマルチX線の発生方法であって、
所望の特性X線のエネルギーに応じて、少なくとも1種類の金属を決定する工程(A)、
前記特性X線のエネルギーより10〜30keVの高エネルギー位置において、下記式(1)を満足する厚さの前記金属からなる金属材料のフィルターを、連続X線発生器に配置する工程(B)、
exp(−μρx)≦0.1 …(1)
(式(1)中、μは金属元素の特定のエネルギーにおける質量減弱係数(cm/g)、ρは金属元素の密度(g/cm)、xは金属フィルターの厚さ(cm)を表す。)
及び、前記連続X線発生器にかける管電圧を調整して、低エネルギーの狭帯域に前記フィルターが発生する特性X線を、または、該特性X線と高エネルギーの狭帯域に前記連続X線発生器が発生する連続X線とを発生させる工程(C)、
を含むことを特徴とするマルチX線の発生方法。
A method for generating multi-X-rays having X-ray peaks due to monochromatic X-rays which are characteristic X-rays of the metal at least by applying a tube voltage by placing a filter made of a metal material in a continuous X-ray generator,
Step (A) of determining at least one metal according to the energy of the desired characteristic X-ray;
(B) disposing a metal material filter made of the metal having a thickness satisfying the following formula (1) in a continuous X-ray generator at a high energy position of 10 to 30 keV from the energy of the characteristic X-ray;
exp (−μρx) ≦ 0.1 (1)
(In the formula (1), μ is the mass attenuation coefficient (cm 2 / g) at a specific energy of the metal element, ρ is the density (g / cm 3 ) of the metal element, and x is the thickness (cm) of the metal filter. To express.)
And, by adjusting the tube voltage applied to the continuous X-ray generator, the characteristic X-ray generated by the filter in a narrow band of low energy or the continuous X-ray in the narrow band of characteristic X-ray and high energy Generating a continuous X-ray generated by the generator (C);
A method for generating multi-X-rays.
工程(A)において、金属は1種類であり、
工程(C)において、前記連続X線発生器にかける管電圧は、前記金属材料のフィルターから該金属元素の特性X線のエネルギーを発生させるのに必要な管電圧に調整して、前記特性X線からなるシングルX線を発生させることを特徴とする請求項1に記載のマルチX線の発生方法。
In step (A), the metal is one kind ,
In the step (C), the tube voltage applied to the continuous X-ray generator is adjusted to the tube voltage necessary for generating the characteristic X-ray energy of the metal element from the filter of the metal material, and the characteristic X 2. The method of generating multi X-rays according to claim 1, wherein a single X-ray consisting of a line is generated.
工程(A)において、金属は1種類であり、
工程(C)において、前記連続X線発生器にかける管電圧は、前記金属材料のフィルターから該金属元素の特性X線のエネルギーを発生させるのに必要な管電圧より高い管電圧に調整して、前記特性X線と前記連続X線発生器が発生する連続X線とからなるデュアルX線を発生させることを特徴とする請求項1に記載のマルチX線の発生方法。
In step (A), the metal is one kind ,
In step (C), the tube voltage applied to the continuous X-ray generator is adjusted to a tube voltage higher than the tube voltage necessary for generating the characteristic X-ray energy of the metal element from the filter of the metal material. 2. The multi-X-ray generation method according to claim 1, wherein dual X-rays composed of the characteristic X-rays and the continuous X-rays generated by the continuous X-ray generator are generated .
工程(A)において、金属は2種類であり、
工程(B)において、前記2種類の金属からなる金属材料のフィルターの厚さは、該2種類の金属の内の高原子番号の金属元素の特性X線のエネルギーより10〜30keVの高エネルギー位置において、下記式(1)を満足する厚さであり、
exp(−μρx)≦0.1 …(1)
(式(1)中、μは金属元素の特定のエネルギーにおける質量減弱係数(cm/g)、ρは金属元素の密度(g/cm)、xは金属フィルターの厚さ(cm)を表す。)
工程(C)において、前記連続X線発生器にかける管電圧は、前記金属材料のフィルターから前記高原子番号の金属元素の特性X線のエネルギーを発生させるのに必要な管電圧に調整して、2種類の特性X線からなるデュアルX線を発生させることを特徴とする請求項1に記載のマルチX線の発生方法。
In step (A), there are two types of metals ,
In the step (B), the thickness of the filter made of the metal material composed of the two kinds of metals is 10-30 keV higher than the characteristic X-ray energy of the high atomic number metal element of the two kinds of metals. In the thickness that satisfies the following formula (1) ,
exp (−μρx) ≦ 0.1 (1)
(In the formula (1), μ is the mass attenuation coefficient (cm 2 / g) at a specific energy of the metal element, ρ is the density (g / cm 3 ) of the metal element, and x is the thickness (cm) of the metal filter. To express.)
In the step (C), the tube voltage applied to the continuous X-ray generator is adjusted to a tube voltage necessary for generating the characteristic X-ray energy of the metal element having the high atomic number from the filter of the metal material. 2. The multi X-ray generation method according to claim 1, wherein dual X-rays composed of two types of characteristic X -rays are generated.
工程(A)において、金属は2種類であり、
工程(B)において、前記2種類の金属からなる金属材料のフィルターの厚さは、該2種類の金属の内の高原子番号の金属元素の特性X線のエネルギーより10〜30keVの高エネルギー位置において、下記式(1)を満足する厚さであり、
exp(−μρx)≦0.1 …(1)
(式(1)中、μは金属元素の特定のエネルギーにおける質量減弱係数(cm/g)、ρは金属元素の密度(g/cm)、xは金属フィルターの厚さ(cm)を表す。)
工程(C)において、前記連続X線発生器にかける管電圧は、前記金属材料のフィルターから前記高原子番号の金属元素の特性X線のエネルギーを発生させるのに必要な管電圧より高い管電圧に調整して、2種類の特性X線と前記連続X線発生器が発生する連続X線からなるトリプルX線を発生させることを特徴とする請求項1に記載のマルチX線の発生方法。
In step (A), there are two types of metals ,
In the step (B), the thickness of the filter made of the metal material composed of the two kinds of metals is 10-30 keV higher than the characteristic X-ray energy of the high atomic number metal element of the two kinds of metals. In the thickness that satisfies the following formula (1) ,
exp (−μρx) ≦ 0.1 (1)
(In the formula (1), μ is the mass attenuation coefficient (cm 2 / g) at a specific energy of the metal element, ρ is the density (g / cm 3 ) of the metal element, and x is the thickness (cm) of the metal filter. To express.)
In step (C), the tube voltage applied to the continuous X-ray generator is higher than the tube voltage required to generate the characteristic X-ray energy of the metal element having the high atomic number from the filter of the metal material. The method of generating multi-X-rays according to claim 1, wherein triple X-rays are generated by adjusting to two types of characteristic X-rays and continuous X-rays generated by the continuous X-ray generator.
金属元素が原子番号22〜83の間の元素であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のマルチX線の発生方法。   The method for generating multi-X-rays according to any one of claims 1 to 5, wherein the metal element is an element having an atomic number of 22 to 83. 金属フィルターが2種類の金属元素の貼り合わせフィルターであることを特徴とする請求項4又は5に記載のマルチX線の発生方法。   6. The method for generating multi-X-rays according to claim 4, wherein the metal filter is a bonded filter of two kinds of metal elements. 金属フィルターが2種類の金属元素の粉体を混合して成形したフィルターであることを特徴とする請求項4又は5に記載のマルチX線の発生方法。   The method for generating multi-X-rays according to claim 4 or 5, wherein the metal filter is a filter formed by mixing powders of two kinds of metal elements. 金属元素がSnであり、フィルター厚さが0.7〜1.7mm、管電圧が50〜70kVであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のマルチX線の発生方法。 The generation of multi-X-rays according to any one of claims 1 to 3 , wherein the metal element is Sn, the filter thickness is 0.7 to 1.7 mm, and the tube voltage is 50 to 70 kV. Method. 金属元素がTiであり、フィルター厚さが60〜80μm、管電圧が8kV以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載マルチX線の発生方法。 Metal element is that Ti, method generation according multi X-ray to any one of claims 1 to 3, wherein the filter thickness 60 to 80 m, is the tube voltage is 8kV or more. 金属元素がSnとGdであり、Snのフィルター厚さが0.3〜0.8mmで、Gdのフィルター厚さが0.2〜0.5mm、管電圧が50〜75kVであることを特徴とする請求項1、又は5に記載のマルチX線の発生方法。 The metal elements are Sn and Gd, the Sn filter thickness is 0.3 to 0.8 mm, the Gd filter thickness is 0.2 to 0.5 mm, and the tube voltage is 50 to 75 kV. The method for generating multi-X-rays according to claim 1, 4 or 5 . 請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法を行う装置であって、
低エネルギーの狭帯域に特性X線からなるX線ピークを、または、該特性X線からなるX線ピークと高エネルギーの狭帯域に連続X線からなるX線ピークとを有するマルチX線の発生装置であって、連続X線発生器と少なくとも1種類の金属材料からなるフィルターとを備えることを特徴とするマルチX線の発生装置。
An apparatus for performing the method according to claim 1,
Generation of X-ray peaks consisting of characteristic X-rays in a narrow band of low energy , or multi-X-rays having X-ray peaks consisting of the characteristic X-rays and X-ray peaks consisting of continuous X-rays in a narrow band of high energy an apparatus, multi X-ray generator, characterized in that the continuous X-ray generator and a filter comprising at least one metal material.
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