JP4836746B2 - 放射線検査装置 - Google Patents
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Description
本発明は、放射線によって被検体の内部、断層、表面近傍の情報を得る放射線検査装置
に関する。
に関する。
被検体の内部、断層、表面近傍の情報を得るために物質の透過力の高いγ線を用いて透
過像撮影が行われている。γ線を用いた透過像撮影は、ステンレスやインコネル等の重元
素で出来た構造物の非破壊検査において有効である（特許文献１参照）。
特開２００３−１３０８１９号公報
過像撮影が行われている。γ線を用いた透過像撮影は、ステンレスやインコネル等の重元
素で出来た構造物の非破壊検査において有効である（特許文献１参照）。
しかしながら、その透過像から得られるのは、２次元情報であり、被検体の内部構造が
重なって見えるため、検査したい欠陥等が見えない場合がある。また３次元断層撮影法と
してCT技術があるが、被検体または検出器を回転させる必要があるため、スペースのない
現場での検査には不向きである。
重なって見えるため、検査したい欠陥等が見えない場合がある。また３次元断層撮影法と
してCT技術があるが、被検体または検出器を回転させる必要があるため、スペースのない
現場での検査には不向きである。
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、透過像撮影において被検体の内部、
断層、表面近傍の情報が得られる放射線検査装置を提供することを目的とする。
断層、表面近傍の情報が得られる放射線検査装置を提供することを目的とする。
本発明に係る放射線検査装置は、上述した課題を解決するために、被検体にγ線を照射す
るγ線源と、前記γ線源から放出され前記被検体を透過したγ線を透過させ散乱γ線およ
び蛍光X線を透過させない材質および厚みのコリメータと、前記コリメータを透過するγ
線およびコリメータを通過した散乱γ線および蛍光X線を検出する放射線２次元検出装置
とを備えたことを特徴とするものである。
るγ線源と、前記γ線源から放出され前記被検体を透過したγ線を透過させ散乱γ線およ
び蛍光X線を透過させない材質および厚みのコリメータと、前記コリメータを透過するγ
線およびコリメータを通過した散乱γ線および蛍光X線を検出する放射線２次元検出装置
とを備えたことを特徴とするものである。
また、被検体に1.02MeV以上のエネルギーを有するγ線を照射するγ線源と、前記γ線源
から放出され前記被検体を透過したγ線を透過させ511keVのγ線を透過させない材質およ
び厚みのコリメータと、前記コリメータを透過するγ線およびコリメータを通過するγ線
を検出する放射線２次元検出装置とを備えたことを特徴とする。
から放出され前記被検体を透過したγ線を透過させ511keVのγ線を透過させない材質およ
び厚みのコリメータと、前記コリメータを透過するγ線およびコリメータを通過するγ線
を検出する放射線２次元検出装置とを備えたことを特徴とする。
本発明に係る放射線検査装置およびその測定方法は、透過像撮影において被検体の内部
、断層、表面近傍の情報を得ることができる。
、断層、表面近傍の情報を得ることができる。
（実施例１）
本発明の第１の実施形態の放射線検査装置について、図１〜５を参照して説明する。
図１において、欠陥（き裂、空隙等）１、２を有する被検体３にγ線を照射するγ線源４
と、散乱γ線や蛍光X線に対しコリメータとして機能するピンホールコリメータ５と、放
射線２次元検出装置６が設置されている。
と、散乱γ線や蛍光X線に対しコリメータとして機能するピンホールコリメータ５と、放
射線２次元検出装置６が設置されている。
γ線源４から放出され、被検体３を透過したγ線７は、ピンホールコリメータ５を透過し
、放射線２次元検出装置５で検出され、被検体１の透過像が得られる。欠陥１で散乱し、
ピンホールコリメータ５のピンホールに入射してピンホールコリメータ５を通過した散乱
γ線８は、放射線２次元検出装置６で検出され、断層画像が得られる。γ線が表面近傍に
ある欠陥２と反応し放出された蛍光X線９は、ピンホールコリメータ５のピンホールに入
射した場合、放射線２次元検出装置６で検出され、表面近傍の画像が得られる。ピンホー
ルコリメータ５の材質および厚みは、γ線７は透過させるが、散乱γ線８および蛍光X線
９は透過させない材質、厚みで作られている。
、放射線２次元検出装置５で検出され、被検体１の透過像が得られる。欠陥１で散乱し、
ピンホールコリメータ５のピンホールに入射してピンホールコリメータ５を通過した散乱
γ線８は、放射線２次元検出装置６で検出され、断層画像が得られる。γ線が表面近傍に
ある欠陥２と反応し放出された蛍光X線９は、ピンホールコリメータ５のピンホールに入
射した場合、放射線２次元検出装置６で検出され、表面近傍の画像が得られる。ピンホー
ルコリメータ５の材質および厚みは、γ線７は透過させるが、散乱γ線８および蛍光X線
９は透過させない材質、厚みで作られている。
散乱γ線による断層画像撮影の原理を図２を用いて説明する。
まず散乱γ線による欠陥の検出について説明する。被検体３内で、散乱しエネルギーの低
下したγ線が被検体３外に飛び出す場合を考える。欠陥部分では散乱γ線が減衰しないた
め、欠陥を通過した散乱γ線の方が、欠陥を通過しないγ線よりも強度が強くなる。この
結果、被検体３表面での散乱γ線の強度は欠陥に対応した位置でその周囲に比べ高くなる
。この強度分布を、ピンホールコリメータ５と放射線２次元検出装置６で構成されるピン
ホールカメラで撮影することで、欠陥位置を同定できる。
下したγ線が被検体３外に飛び出す場合を考える。欠陥部分では散乱γ線が減衰しないた
め、欠陥を通過した散乱γ線の方が、欠陥を通過しないγ線よりも強度が強くなる。この
結果、被検体３表面での散乱γ線の強度は欠陥に対応した位置でその周囲に比べ高くなる
。この強度分布を、ピンホールコリメータ５と放射線２次元検出装置６で構成されるピン
ホールカメラで撮影することで、欠陥位置を同定できる。
次に断層撮影法について説明する。散乱γ線が、被検体の外に飛び出す確率は、被検体の
材質、欠陥と被検体までの距離と散乱γ線のエネルギーで決まる。図３にステンレスにお
けるγ線の透過率のエネルギー依存性の図を示す。図３より、例えば0.1mm以上または200
mm以上より深いところで生じたエネルギー10keVまたは100keVの散乱γ線は、被検体内で
の減衰により被検体の外には飛び出さないことが分かる。したがって10keVおよび100keV
の散乱γ線の画像は、それぞれ表面から0.1mmおよび200mmの深さまでの内部情報を示す画
像である。適切な補正の下で、それぞれのエネルギーでの画像の差をとることによって断
層画像が得られる。
材質、欠陥と被検体までの距離と散乱γ線のエネルギーで決まる。図３にステンレスにお
けるγ線の透過率のエネルギー依存性の図を示す。図３より、例えば0.1mm以上または200
mm以上より深いところで生じたエネルギー10keVまたは100keVの散乱γ線は、被検体内で
の減衰により被検体の外には飛び出さないことが分かる。したがって10keVおよび100keV
の散乱γ線の画像は、それぞれ表面から0.1mmおよび200mmの深さまでの内部情報を示す画
像である。適切な補正の下で、それぞれのエネルギーでの画像の差をとることによって断
層画像が得られる。
この断層撮影においては蛍光X線も用いることができる。散乱γ線を吸収した被検体は、
その吸収位置で、被検体の材質と散乱γ線のエネルギーにより決まる蛍光X線を放出する
。この蛍光X線は、先の欠陥の検出における散乱と同じ役割を担えることから、蛍光X線に
より欠陥の検出ができる。ここで蛍光X線のエネルギーは、数keVから数10keVの範囲であ
るので、被検体のごく表面近傍の欠陥を検出することができる。
その吸収位置で、被検体の材質と散乱γ線のエネルギーにより決まる蛍光X線を放出する
。この蛍光X線は、先の欠陥の検出における散乱と同じ役割を担えることから、蛍光X線に
より欠陥の検出ができる。ここで蛍光X線のエネルギーは、数keVから数10keVの範囲であ
るので、被検体のごく表面近傍の欠陥を検出することができる。
上記断層撮影においては、各エネルギーでの画像を得る必要がある。これは放射線２次元
検出装置５がエネルギー弁別機能を有することで達成できる。またエネルギー弁別機能を
有さなくとも、図４に示すように放射線２次元検出装置６の受光面の前に、エネルギーフ
ィルター１０を設置することで実現できる。このエネルギーフィルターとして、例えば、
ステンレスを用いる場合、図３より、その厚みが0.1mm以上または200mm以上であれば、10
keV以下または100keV以下の散乱γ線が除去できる。エネルギーフィルターの厚みを変え
、それぞれのフィルター厚での画像を、適切な補正の下で、差をとることによって特定の
エネルギーの散乱γ線による画像を得ることができる。
検出装置５がエネルギー弁別機能を有することで達成できる。またエネルギー弁別機能を
有さなくとも、図４に示すように放射線２次元検出装置６の受光面の前に、エネルギーフ
ィルター１０を設置することで実現できる。このエネルギーフィルターとして、例えば、
ステンレスを用いる場合、図３より、その厚みが0.1mm以上または200mm以上であれば、10
keV以下または100keV以下の散乱γ線が除去できる。エネルギーフィルターの厚みを変え
、それぞれのフィルター厚での画像を、適切な補正の下で、差をとることによって特定の
エネルギーの散乱γ線による画像を得ることができる。
また、画像をエネルギーによって弁別しない場合（透過像のみの測定）であっても、その
透過像は被検体の表面に近いほど輝度が大きくなるので、その輝度の濃淡から断層の情報
が推定できる。これは散乱γ線が被検体の表面から飛び出す確率は、その散乱γ線が生じ
た位置が表面から近いほど大きいためである。
透過像は被検体の表面に近いほど輝度が大きくなるので、その輝度の濃淡から断層の情報
が推定できる。これは散乱γ線が被検体の表面から飛び出す確率は、その散乱γ線が生じ
た位置が表面から近いほど大きいためである。
なお、本発明の実施の形態１では、コリメータとして、ピンホールコリメータを用いたが
、図５に示すように、多孔コリメータ１１によってピンホールコリメータと同じ機能を持
たせることができる。
、図５に示すように、多孔コリメータ１１によってピンホールコリメータと同じ機能を持
たせることができる。
以上より、散乱γ線や蛍光X線に対しコリメータとして機能するコリメータにより、透過
像撮影において被検体の内部、断層、表面近傍の情報を得ることができる。
（実施例２）
像撮影において被検体の内部、断層、表面近傍の情報を得ることができる。
（実施例２）
本発明の第２の実施形態の放射線検査装置について説明する。
図１においてγ線源４がエネルギー1.02MeV以上のγ線７を発生する機能を有し、ピンホ
ールコリメータ５は、γ線源から放出され被検体を透過したγ線は透過させ、511keVのγ
線は透過させないようにその材質および厚みを設計したものであり、それ以外の構成要素
は、第１の実施形態と同様である。
ールコリメータ５は、γ線源から放出され被検体を透過したγ線は透過させ、511keVのγ
線は透過させないようにその材質および厚みを設計したものであり、それ以外の構成要素
は、第１の実施形態と同様である。
エネルギー1.02MeV以上のγ線は、被検体の材質とγ線のエネルギーによって決まる確率
で、電子対生成反応によって、電子と陽電子に転換する。この陽電子は物質内部で拡散し
、物質内部の格子欠陥に集まりやすい性質を持つ。陽電子は、ある寿命を経た後消滅し、
511keVのγ線を放出する。ピンホールコリメータ５は、511keVのエネルギーの画像から、
格子欠陥の位置を同定できる。
で、電子対生成反応によって、電子と陽電子に転換する。この陽電子は物質内部で拡散し
、物質内部の格子欠陥に集まりやすい性質を持つ。陽電子は、ある寿命を経た後消滅し、
511keVのγ線を放出する。ピンホールコリメータ５は、511keVのエネルギーの画像から、
格子欠陥の位置を同定できる。
この格子欠陥は、マクロな欠陥の前兆である可能性があるので、この位置の同定は、欠陥
の予防に利用できる。
の予防に利用できる。
以上より、γ線源４がエネルギー1.02MeV以上のγ線７を発生する機能を有し、ピンホー
ルコリメータ５が、511keVのγ線は透過させないようにその材質および厚みを設計するこ
とで、欠陥の予防ができる。
ルコリメータ５が、511keVのγ線は透過させないようにその材質および厚みを設計するこ
とで、欠陥の予防ができる。
１ 欠陥
２ 欠陥
３ 被検体
４ γ線源
５ ピンホールコリメータ
６ 放射線２次元検出装置
７ γ線
８ 散乱γ線
９ 蛍光X線
１０ エネルギーフィルター
１１ 多孔コリメータ
２ 欠陥
３ 被検体
４ γ線源
５ ピンホールコリメータ
６ 放射線２次元検出装置
７ γ線
８ 散乱γ線
９ 蛍光X線
１０ エネルギーフィルター
１１ 多孔コリメータ
Claims (6)
- 被検体にγ線を照射するγ線源と、
前記γ線源から放出され前記被検体を透過したγ線を透過させ散乱γ線および蛍光X線を
透過させない材質および厚みのコリメータと、
前記コリメータを透過するγ線およびコリメータを通過した散乱γ線および蛍光X線を検
出する放射線２次元検出装置と
を備えたことを特徴とする放射線検査装置。 - 前記放射線２次元検出装置が、エネルギー弁別機能と、エネルギーの異なる撮影画像同士
の差をとる演算手段とを有することを特徴とする請求項１記載の放射線検査装置。 - 前記放射線２次元検出装置が、受光面に備えられた前記散乱γ線および蛍光X線の遮蔽機
能を有するフィルター機能で得られるエネルギーの異なる撮影画像同士の差をとる演算手
段を有することを特徴とする請求項１記載の放射線検査装置。 - 前記コリメータが多孔コリメータであることを特徴とする請求項１〜３記載の放射線検査
装置。 - 前記コリメータがピンホールコリメータであることを特徴とする請求項１〜３記載の放射
線検査装置。 - 被検体に1.02MeV以上のエネルギーを有するγ線を照射するγ線源と、
前記γ線源から放出され前記被検体を透過したγ線を透過させ511keVのγ線を透過させな
い材質および厚みのコリメータと、
前記コリメータを透過するγ線およびコリメータを通過するγ線を検出する放射線２次元
検出装置と
を備えたことを特徴とする放射線検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006281839A JP4836746B2 (ja) | 2006-10-16 | 2006-10-16 | 放射線検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006281839A JP4836746B2 (ja) | 2006-10-16 | 2006-10-16 | 放射線検査装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008096401A JP2008096401A (ja) | 2008-04-24 |
| JP2008096401A5 JP2008096401A5 (ja) | 2009-05-14 |
| JP4836746B2 true JP4836746B2 (ja) | 2011-12-14 |
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ID=39379380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006281839A Expired - Fee Related JP4836746B2 (ja) | 2006-10-16 | 2006-10-16 | 放射線検査装置 |
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| JP2013178262A (ja) * | 2013-04-24 | 2013-09-09 | Toshiba Corp | 放射線検査装置 |
| CN103630562B (zh) * | 2013-12-11 | 2016-01-27 | 安徽三兴检测有限公司 | 一种同时使用两种不同γ源的射线照相检测方法 |
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| JP3339267B2 (ja) * | 1995-08-18 | 2002-10-28 | 株式会社豊田中央研究所 | Ｘ線分析方法およびｘ線分析装置 |
| JP3850711B2 (ja) * | 2001-10-29 | 2006-11-29 | 株式会社東芝 | 放射線利用検査装置 |
| US7545910B2 (en) * | 2003-03-07 | 2009-06-09 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method and imaging system for imaging the spatial distribution of an x-ray fluorescence marker |
-
2006
- 2006-10-16 JP JP2006281839A patent/JP4836746B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2008096401A (ja) | 2008-04-24 |
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