JP5502188B2 - スタックコンポーネントの適切な序列を検証するためのシステムとその方法 - Google Patents

Description

［連邦支援の研究および開発に関する記載］
本発明の開発は、米国陸軍ＡＲＤＥＣによって与えられる契約（no.W15QKN-08-D-0419）の下で、米国政府の部分的なサポートを受けている。したがって、米国政府は、本発明に一定の権利を有することができる。

本発明は、一般に、熱電池の検査に関するものであり、より詳しくは、熱電池内のスタックペレットが望ましい序列にあるか否かを判定するシステム、方法および装置に関するものである。

熱電池は、その体積のわりに大量のエネルギーを供給する。これらの電池は、密閉されると性能を悪化させることなく無期限に保管可能であり、また、様々な環境において事前準備なくして動作することができる。したがって、熱電池は多種多様な用途において望ましい電力源である。たとえば、熱電池はミサイルシステム（JDAM、スティンガー、ジャベリン（Javelin）、航空機射出座席のようなその他のシステム、およびソーナーブイ（Sonar Buoy））において使われる。

代表的な熱電池は一つ以上のセクションを具え、各々のセクションは一つ以上のセルを具え、そして各々のセルは複数のペレットを具えている。ペレットは、たとえば、圧粉でできた薄ウェーハであり、熱電池の様々な構成要素を形成することができる。ペレットは、たとえば、電極、陽極、電解質、陰極、熱電源用火工品等を含むことができる。このように、熱電池は電池が起動するまで、通常は不活性かつ不導体である材料を含む。

起動に伴い、材料は融解され、高い導電性を帯びるようになり、これによって陰極と陽極との相互作用が可能となる。熱電池材料は、電池に点火することによって起動する。たとえば、鉄粉末およびカリウム過塩素酸塩（火工品の熱源ペレット）の混合物を、電池の点火に用いることができる。いったん起動すると、活性物質が消耗されるまで、もしくは電池が冷却されて電解質の融点を下回るまで、電池は動作し続けることができる。

熱電池ペレットスタックのアセンブリが適当であると、適当な機能、特に、熱電池が起動する際の適当な電力出力が保証される。当然のことながら、電池試験は、電池に点火しない方法で行われることが望ましい。熱電池の非破壊検査試験は、熱電池の構成要素が密閉されていることを検証するための試験を含む。他には、熱電池内の電気的接続の安定性を検証するための試験も存在する。例えば、電気的接続の安定性を試験するための方法が開発されてきたが、それらの方法は、絶縁抵抗、インピーダンスまたはキャパシタンス試験などを用いるものである。他の例では、Ｘ線技術を用いて溶接点の視覚映像を作成し、溶接した電気的接続が適切に形成されたか否かを判定してきた。

ペレットスタックが適切な序列にあるか試験することも重要である。過去において、ペレットスタックが適切な序列にあるか否かを試験する試みは、事実上、視覚的に行われてきた。そのような一試験において、オペレータは、ペレットスタックが適切な序列にあることを視覚的に確認する。ペレットは非常に薄く、外観上類似しているため、この方法には欠点がある。上述したように、ペレットスタックの側面からは、視覚的にペレットを区別して、それらが適切な序列にあることを判定することは困難である可能性が大きい。

高解像度カメラおよび光学的認識技術を用いて、この視覚的試験を自動化するいくつかの試みが行われてきた。にもかかわらず、これらの自動化した視覚的試験においても、人間の目視方法による試験と同様の問題が生じた。従って、製造された部材内の複数の構成要素が適切な序列でアセンブルされていることを検証する改良法が求められている。特に、改良法は、熱電池のペレットスタック内における適切な序列を検証する目的に求められている。

一形態において、熱電池内のペレットスタックが少なくとも１つの第１型ペレットおよび少なくとも１つの第２型ペレットを含む場合の、熱電池内のペレットスタックが所望の序列にあるか否かを判定する方法は、一般的に熱電池内の第一型ペレットを入射エナジービームで照射するステップを含む。第１型ペレットは、エネルギービームによる照射に反応して、放射線を放出する。照射を受けた第１型ペレットからの放出放射線は、放射線検出器によって検出される。熱電池内の第２型ペレットは、入射エネルギービームによって照射を受ける。第２型ペレットは、エネルギービームによる照射に反応して、放射線を放出する。照射を受けた第２型ペレットからの放出放射線は、放射線検出器によって検出される。第１型ペレットおよび第２型ペレットから検出された放出放射線は、熱電池内の第１型ペレットおよび第２型ペレットが所望の序列にあるか否かを判定するために分析される。

他の形態では、熱電池の、複数の異なる型のペレットスタックが所望の序列にあるか否かを判定するシステムは、一般的に、エネルギービームを生成して熱電池内の各々のペレットを照射するように構成された、エネルギーソースを具備している。放射線検出器は、熱電池内の各々のペレットがエネルギービームに照射された際に放出する放射線を検出するよう構成される。分析システムは、熱電池内のペレットが所望の序列にスタックされているか否かを判定するために、検出された放出放射線を分析するよう構成された中央演算処理装置（ＣＰＵ）を含む。

図１は、例示的一実施形態に従った、例示的な熱電池検査システムの図である。 図２は、他の例示的一実施形態に従った、例示的な熱電池検査システムの図である。 図３は、例示的システム、およびそのシステムの構成要素間の相互作用を例示すブロック図である。 図４は、熱電池のペレットの序列が適切であることを検証する例示的な方法である。

図１では、例示的一実施形態において、一般に、スタックアセンブリ序列検証システム１００は、スタックアセンブリ１１０を検証するため、エネルギービームソース１２０（例えば、Ｘ線ソース、電子ソース）、放射線検出器またはスペクトロメータ１３０、およびスペクトロメータに接続されたコンピュータ３１０を具備している。一般に、スタックアセンブリ序列検証システム１００を用いて、スタックアセンブリの構成要素が適切な、すなわち所望の序列であることを検証できる。エネルギービームソース１２０は、スタックアセンブリ１１０の構成要素を個々に照射する。このことにより、構成要素から放射線が放出される。放出された放射線はスペクトロメータによって検出され、このスペクトロメータは検出された放射線を、コンピュータ３１０（すなわちコンピュータの中央演算処理装置）に通信する。コンピュータ３１０は、スタックアセンブリ１１０内の各構成要素の、Ｘ線スペクトル標本を生成する。その後、コンピュータ３１０は、そのエネルギースペクトルを各ペレットの周知のエネルギースペクトルと比較して、照射を受けたスタックアセンブリが適切な序列にあるか否かを判定することができる。

例示の実施形態では、スタックアセンブリ序列検証システム１００は、熱電池のスタックペレットの序列を検査するのに好適である。熱電池は、多くのサイズや形状、および様々な性能係数を有し、また種々の材料で構成される。しかしながら、本願明細書では例示的な熱電池を簡潔に説明する。例示的な熱電池は、１つ以上のセクションを備え、各々のセクションは１つ以上のセルを備え、そして、各々のセルは複数のペレットを備える。ペレットは、たとえば、圧粉でできた薄ウェーハであり、熱電池の様々な構成要素を形成することができる。たとえば、ペレットは、電極、陽極、電解質、陰極、熱源用火工品等を含むことができる。各種実施形態では、さまざまな厚み、密度および組成物からなるペレットを熱電池に用いることができる。

例示的一実施形態によると、ペレットの厚みは３０００〜５０００分の数インチであってもよい。別の実施形態例では、ペレットの厚みは３０００〜１００００分の数インチであってもよい。上記したように、ペレットは視覚的手法が及ばないほどの薄さである。しかしながら、本願明細書において記載されている技術は、アセンブリ内のいかなる厚みのペレットにも好適なものとすることができる。他の例示的一実施形態では、ペレットの厚みは全て同一であってもよい。さらに一般的にいえば、例示的一実施形態では、構成要素の厚みは全て同一であってもよい。別の例示的一実施形態では、ペレットの厚みはペレットごとに異なってもよい。

各々のペレットは、任意の適切なペレット密度を有してよい。いくつかの実施形態では、ペレット密度は類似したペレット間では等しく、その一方で、別の例示的一実施形態では、ペレット密度はペレットにより様々であってよい。さらに、例示的一実施形態では、ペレットは圧粉から形成される構造のように薄いウェーハを具えることができる。たとえば、ペレットは、リチウム合金陽極、電解質、黄鉄鉱陰極、熱源用火工品等を具えることができる。ある例示的一実施形態では、熱源用火工品は、鉄粉末およびカリウム過塩素酸塩の混合物を具えることができる。加えて、ペレットは、ステンレス鋼被覆アーク溶接棒を具えることができる。他の好適な材料を、これらの例示的な材料に追加、もしくは代替して用いることができる。さらに、例示的な熱電池は、電池のセクション間の電気伝導タブによって構成するとこができる。タブは2つ以上あり、各々のタブは熱電池内の端子に電気的に接続することができる。しばしば、熱電池はステンレス鋼容器内に実装される。熱電池は、たとえば、熱電池の端子の2つ以上を電気的に接続し、電池に点火することによって、または機械的にプライマに点火することによって使用される。

上記した熱電池は熱電池装置のほんの一例であり、多くのバリエーション、サイズおよび構成の熱電池が存在する。しかしながら、内部構成要素の構成または熱電池のサイズおよび形状に関係なく、熱電池を検査することが望ましい。特に、上記のようにスタックペレットの序列を検証することで、熱電池ペレットスタックが適切にアセンブルされていることを確認し、正確な機能を確保することが望ましい。熱電池ペレットの種々の形状（特にペレットの薄い横断面）を考慮すると、自動化した非視覚的な検査プロセスが望ましい。

本願明細書は、熱電池内のペレットに関して述べているが、本願明細書に記載の技術は他の局面にも適用できること、および本願明細書における熱電池内のペレットに関する記述は、全てが同一とは限らない構成要素からなるアセンブリ内の任意の構成要素にも同様に適用可能であることは理解されなければならない。この例示的で、より一般的な実施形態において、構成要素のアセンブリは複数の構成要素を具えることができ、２つ以上の構成要素のうちの少なくとも1つは、その他の混成要素と異なる。各々の構成要素が異材質からできている点で、構成要素の各々は異なることができる。その他の例示的実施形態では、各々の構成要素が異なる密度と属性を有する点で、あるいは、各々の構成要素が本願明細書に記載されたシステムによって検出可能である異なる性質を有する点で、各々の構成要素は異なることができる。この否かの判定を容易にすることができる。このように、一般に、この検査はアセンブリ内の構成要素が適切な序列でアセンブルされているか否かの判定を容易にすることができる。

図１に戻るが、スタックアセンブリ１１０は上記のように熱電池ペレットのスタックを具えることができる。他の例示的実施形態では、熱電池ペレットのスタックを、さらに、ペレットが見えないように包む、もしくは囲うことができる。各種実施形態において、スタックアセンブリ１１０は、熱電池ペレットスタック、もしくはスタックアセンブリの序列が適切な機能にきわめて重要な意味を持つところの類似のアセンブリであってもよい。

一実施形態において、エネルギービームソース１２０は、スタックアセンブリ１１０（例えば熱電池ペレット）の構成要素の側面を照射できるＸ線ソースである。熱電池ペレットの形状および電池のスタックアセンブリの性質を考慮すると、Ｘ線ソース１２０はさらに、コリメータ、集光光学素子等の焦点調整装置１２５を備えることができる。各種実施形態において、焦点調整装置１２５は、Ｘ線ソース（もしくは他のエネルギービームソース）に接続され、Ｘ線フラックス（概してエネルギーフラックス）を、例えば、幅、すなわち直径およそ５０ミクロンのスポットサイズの焦点領域に照射する。Ｘ線フラックスを高度に収束させることで、被写体となる１つ以上の熱電池ペレットの照射可能なペレット断面を効率よく照射し、ペレットが非常に薄い場合であっても、個々の熱電池ペレットの材料組成を正確に特徴づける。他の実施形態において、焦点領域は、幅、すなわち直径を約５０ミクロンより大きくできる。たとえば、焦点領域は、分析されているペレットより大きいが、そのペレットと、隣接しているペレットとが結合した幅よりは小さくなり得る。この種の実施形態において、焦点領域が一つの検証すべきペレットを中心にしている場合であっても、焦点領域は分析しているそのペレットを越えて広がることができる。たとえば、焦点領域は、約８０ミクロンの直径を有することができる。後述するように、このシステムは、検証すべき一つのペレット以外からの信号を除去するソフトウェアを含むことができる。

各種実施形態において、Ｘ線ソース１２０（またはエネルギービームソース）は、さらにコリメータを具えることができる。コリメータは、従来のＸ線チューブに接続可能なリードディスク内に、小さい溝（例えば８０×７００ミクロン溝）を具えることができる。溝の大きさは、Ｘ線ソースから放出されるＸ線照射を制限し、例えば熱電池ペレットのような薄い形状を有するアセンブリへの照射を可能にしている。

適当なＸ線ソース１２０（または他のエネルギーソースの）の装置の選択は、Ｘ線ソース１２０の陽極のタイプおよび被照射体を形成する元素の原子番号を含む多くのファクターに依存するが、これらに限定されるものではない。熱電池の例示的一実施形態において、ペレットは比較的低い原子番号の材料を含む。たとえば、シリコンは、比較的低い原子番号である。この種の例示的一実施形態において、Ｘ線ソース１２０は、比例的、低エネルギーソースを含むことができる。例示的一実施形態において、Ｘ線ソースは、クロミウム陽極を含む。クロミウム陽極は、効率的に光子を生成することができる。一実施形態では、Ｘ線ソースは、ニューヨーク １２０６１ イーストグリーンブッシュ テックバレードライブ １５（15 Tech Valley Drive, East Greenbush, New York, 12061）にあるエックスレイ オプティカル システムズ社（X-ray Optical Systems, Inc.）から市販されている「Ｘ線励磁システム（X-Beam Excitation System）」を含むことができる。他にも、現在公知であるか、または今後製造される適当なタイプのＸ線ソース１２０を使用可能である。各種例示的一実施形態において、１つ以上のＸ線供給源を使用することができる。

スタックアセンブリ１１０がエネルギービームソース１２０からの照射を受けた後、スペクトロメータ１３０は、スタックアセンブリ１１０から放出されるエネルギースペクトルデータを集めるように構成されている。各種実施形態において、スペクトロメータ１３０は、シリコンドリフト線検出器等であってもよい。さらに、スペクトロメータ１３０は、照射を受けた物質から放出される光子を測定できる任意の装置とすることができる。スペクトロメータ１３０は、低原子番号の元素から成る物質が照射された際に放出する光子を計測することができる。

図２では、各種例示的実施形態において、スタックアセンブリ序列検証システム１００は、さらに、変換装置２１０、シールドハウジング２２０、および／またはヘリウムサプライ２３０を具備することができる。変換装置２１０は、スタックアセンブリ１１０と動作可能な状態で接続することができる。さらに、変換装置２１０は、スタックアセンブリ１１０がエネルギービームソース１２０による照射を受け、かつスペクトロメータ１３０によってモニターされる適当な場所に、スタックアセンブリ１１０を配置するように構成することができる。シールドハウジング２２０は、スタックアセンブリ１１０を囲み、エネルギービームソース１２０と動作可能な状態で接続され、少なくとも焦点調整装置１２５を部分的に囲む。シールドハウジング２２０は、スペクトロメータ１３０およびヘリウムソース２３０と動作可能な状態で接続することができる。

各種実施形態において、変換装置２１０は、スタックアセンブリ１１０およびエネルギービームソース１２０間の相対運動を引き起こすよう構成された構造である。たとえば、変換装置２１０はスタックアセンブリ１１０を保持し、少なくとも１つの方向、例えば横運動や上下運動等、エネルギービームソース１２０に対して相対的に要求された位置へスタックアセンブリ１１０を移動させるよう構成することができる。他の例示的実施形態において、変換装置２１０は、エネルギービームソース１２０を保持し、スタックアセンブリ１１０に対して相対的にエネルギービームソース１２０を移動させるように構成され、また、その他の例示的実施形態において、スタックアセンブリ１１０およびエネルギービームソース１２０は双方とも、移動することができる。各種例示的実施形態において、その動作は連続的または段階的な動きであってよい。

変換装置２１０は正確な位置を確認するために、１つ以上のセンサ、１つ以上のモーターおよびコンピュータを用いた制御装置をさらに具備することができる。変換装置２１０は、スタックアセンブリ１１０および／またはエネルギービームソース（例えばＸ線ビーム１２０）を適切に配置するマルチディレクションシステムの一部として構成されることができる。各種例示的実施形態において、変換装置２１０は、単一のペレットにエネルギービームを集中させるための相対運動をもたらすよう構成される。例示的一実施形態において、この相対運動は、ペレットスタックの軸方向に行われる。このようにして、軸方向への運動は、ある1つのペレットから次のペレットにまで及ぶ。さらに、他の例示的実施形態において、相対運動はペレットスタックのラジアル方向に行われてもよい。ラジアル方向への運動は、スタックアセンブリ１１０をエネルギービームソース１２０から遠方へ、または近くへ移動させる際の一手段となることができる。このようにして、1つのペレット上に焦点を正確に位置づけることができる。さらに別の実施形態では、変換装置２１０は、その縦軸の周りにスタックアセンブリ１１０を旋回させるように構成することができる。たとえば、変換装置２１０は、スタックアセンブリ１１０を軸方向へ移動させる際、スタックアセンブリがその縦軸に沿って旋回するように構成することができる。このような方法では、スタックアセンブリが旋回しない場合に比べて、エネルギービームは検証したいペレットのより広範囲の領域を照射する。この実施形態は、ペレット内の圧粉が均一に混合されていないときに、特に有利になり得る。各種例示的実施形態において、変換装置２１０はさらに変換装置制御システム（図示せず）を具備する。変換装置制御システムを用いて、１方向、２方向、または３方向へスタックアセンブリを動かし、エネルギービームを単一のペレットに集中させるように構成される。

各種実施形態において、シールドハウジング２２０は、例えばＸ線絶縁体のような放射線絶縁体によって少なくとも部分的に覆われている構造であり、エネルギーソース１２０から放出される、例えばＸ線のような放射線への不必要な露出を妨げる。一実施形態では、シールドハウジング２２０はリードタイプの材料を含む。他の適当な材料を用いることもできる。例示的一実施形態によると、シールドハウジング２２０はスタックアセンブリ１１０を囲むように構成され、さらにエネルギービームソース１２０およびスペクトロメータ１３０を保持することもできるが、その際にスタックアセンブリ１１０および／またはエネルギービームソース１２０が移動可能であることは上述したとおりである。

シールドハウジングがヘリウムサプライ２３０を具備する場合、上記のようにヘリウムガスはシールドハウジング２２０内にポンプで送りこまれ、シールドハウジング内から外気をパージすることができる。ヘリウム環境を形成し、Ｘ線および／またはスタックアセンブリ１１０から放出される他の放射線の減衰を減少させる。ハウジング２２０内を真空状態にしても、同様に使用できる。

図３では、例示的一実施形態によると、スペクトロメータ１３０は、例えばコンピュータ３１０のような分析装置に動作可能に接続されている。スペクトロメータ１３０で測定されたデータを、分析のために、コンピュータ３１０の中央演算処理装置（ＣＰＵ）へ提供することができる。データは、適切なコネクタ、無線通信、機械可読媒体を経由する手動データ転送等を経て提供されることが可能である。変換装置２１０に接続可能なコンピュータ３１０を用いて、スタックアセンブリ１１０および／またはエネルギービームソース１２０の動作をコンピュータ制御することができる。

各種実施形態において、コンピュータ３１０はさらに、周知のエネルギースペクトルデータ３２０を有する記憶装置を具備することができる。たとえば、周知のエネルギースペクトルデータ３２０は、周知のペレット材や密度等のカタログ化されたエネルギースペクトルを備えることができる。他の例示的実施形態において、周知のエネルギースペクトルデータ３２０は、適切な序列にあるスタックアセンブリのカタログ化されたエネルギースペクトルを備えることができる。周知のエネルギースペクトルデータは、スペクトロメータ１３０で測定されるエネルギースペクトル表示と比較することができる。コンピュータ３１０、より厳密に言えばＣＰＵは、さらに、測定されたエネルギースペクトル表示を分析するために構成されるソフトウェアを具備することができる。ソフトウェアは、測定したデータが周知のエネルギースペクトルデータ３２０に適合するか否かの判定を行うよう構成すことができる。ソフトウェアは、スタックアセンブリ１１０内の各種ペレットを識別するように構成することができる。各種例示的実施形態において、ソフトウェア３３０は、スタックアセンブリ１１０が適切な序列にあるスタックアセンブリに従って序列しているか否かを示すようにも構成することができる。

ソフトウェアは、分析中のスペクトルからノイズを除去する、またはノイズにフィルタをかけるように構成することができる。一実施形態において、ソフトウェアは各々の分布が分析対象である要素のエネルギーピーク値を中心とする一連のガウス分布に、そのスペクトルのピーク値を数学的に適合させる構成とすることができる。この技術はいかなるバックグラウンドノイズをも補償するので、ノイズの多いスペクトルからより正確な結果を得られる。さらに、このソフトウェアは、スペクトロメータを自動較正することに用いてもよい。

上記のように、Ｘ線フラックスの焦点領域が分析中のペレットを越えて隣接するペレットにまで及ぶ実施形態において、ソフトウェアは分析する意図のない隣接したペレットからの信号（すなわち、ノイズ）を「除去する」ように構成することができる。一実施例において、ソフトウェアは記録されたＸ線スペクトル（隣接したペレットのピーク値を含むことができる）と最もマッチするＸ線スペクトルを、電池を構成する各種ペレットから予め得られている蓄積スペクトルの中から決定する。このマッチングプロセスの精度を高めるため、各種構成要素を識別するための特有の値を有するピーク値の強さは、予め選択されたファクターによって倍増される。たとえば、多くの場合、熱電池において最も薄い構成要素はステンレス鋼でできている。ステンレス鋼は、他の多くの構成要素には見られないニッケルを含む。マッチング手順を実行する前に、予め選択された同一のファクターを用いて、記録されたスペクトルおよび構成要素ライブラリのスペクトルの両方のニッケルピーク値を倍増する。このことにより、たとえニッケルを構成要素に含まない隣接するペレットからのピーク値が存在していたとしても、薄いステンレス鋼の構成要素のアイデンティティを確実に判定することができる。さらに、一般的に、各種ピーク値を倍増させるそのような一対のファクターを慎重に選択することで、識別プロセスの全体的な信頼性は大幅に高まり、Ｘ線ソースの焦点領域の幅、すなわち、直径によって課される制限を克服できる。

図４および例示的一実施形態において、スタックアセンブリの序列を検証するための方法４００は、スタックアセンブリの構成要素へ照射するステップ（ステップ４１０）と、照射された構成要素から放出されるエネルギースペクトルのデータを検出するステップ（ステップ４２０）と、収集したデータからエネルギースペクトルを生成するステップ（ステップ４３０）と、エネルギースペクトルを周知のエネルギースペクトルと比較するステップ（ステップ４４０）と、スタックアセンブリの序列が適切か否かを判定するステップ（ステップ４５０）と、を含む。

さらなる例示的一実施形態において、スタックアセンブリの序列にエラーが測定された場合、スタックは再生することができる。たとえば、異常箇所を修正するために、スタックに標識をつけたり、スタックを分解させたりすることができる。このような方法で、材料の節約と品質改善とが可能である。このように、さらに一般的にいえば、本願明細書において開示される例示的システムは、熱電池ペレット（個々におよび／または集合的に）が、その種類の熱電池に定められた基準および／または仕様を満たすか否かを判定するように構成することができる。

各種実施形態によると、様々な種類の熱電池を検査することができる。熱電池は、製造段階のもの、および／または完成品ともに、製造工場において検査が可能である。

本願明細書において、本発明は、構成要素の機能ブロック、任意の選択および／または各種処理ステップに関して記載することができる。このような機能ブロックは、特定の機能を実行するよう最適に構成された、あらゆるハードウェアおよび／またはソフトウェアコンポーネントを用いて実現可能であると理解されるべきである。たとえば、本発明は、さまざまな集積回路コンポーネント（例えば記憶素子、演算処理装置、論理素子、ルックアップテーブル等であって、これらは１つ以上のマイクロプロセッサもしくはその他の制御装置の制御の下で種々の機能を実行することができる）を使用することができる。同様に、本発明のソフトウェア要素は、任意のプログラミングまたはスクリプト言語（例えばC、C++、Java、COBOL、アセンブラ、PERL、Visual Basic、SQL ストアドプロシージャー、拡張可能マークアップ言語（XML））およびデータ構造、オブジェクト、プロセス、ルーティーン、もしくは他のプログラミング要素の任意の組合せで実行される各種アルゴリズムを用いて実行することができる。さらに、本発明は、データ伝送、メッセージ送信、データ処理、ネットワーク制御等の、従来の様々な技術を使用することができる点に留意する必要がある。

さらに、本願明細書における各種実施形態の説明は添付図面を参照しているが、それらの図面は実施形態を例示しているものであり、実施形態を限定するものではない。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施できるよう十分に詳細に記載されているが、他の実施形態も実現可能であり、理論的かつ機械的な変更は本発明の精神と技術範囲から逸脱することなく実施されるものと理解されなければならない。このように、本願明細書にて開示された実施形態は、単に例示目的のためであって発明の内容を限定するものではない。たとえば、任意の方法もしくは手順の説明において列挙される複数のステップは、任意の順序で実行可能であり、本願明細書にて示されている順序に限定されるものではない。さらに、複数の機能もしくは複数のステップのいずれも外部調達することができ、または一以上の第三者によって実行されることもできる。さらに、単数の実施形態への任意の言及は複数の実施形態を含み、複数の構成要素への任意の言及は単数の実施形態を含むことができる。

簡潔に述べるため、従来のデータネットワーク、アプリケーション開発およびシステム（およびシステムの個々のオペレーティングコンポーネント）のその他の機能面については、本願明細書において詳述しない。さらに、本願明細書に含まれる各種図面に示された接続線は、種々の要素間の例示的な機能的関係および／または物理的結合を表すことを目的とする。多くの代替的または付随的機能関係もしくは物理的接続が、実際の熱電池検査システムに存在しうる点に留意する必要がある。

加えて、本願明細書に示されたブロック図の機能ブロックおよびフローチャートは、特定の機能を実行する手段の組合せ、特定の機能を実行するステップの組合せ、および特定の機能を実行するプログラム命令手段をサポートする。また、ブロック図の機能ブロックとフローチャートの各々、およびブロック図の機能ブロックとフローチャートの組合せは、専用目的のハードウェア向きの電子機器および／または特定の機能または複数のステップを実行するコンピューターシステムによって、または専用目的のハードウェアとコンピュータ命令の適切な組合せによって実行可能であると理解される。

本明細書において、利点、その他の効果および課題の解決手段を、特定の実施形態を参照して詳細に記載してきた。しかしながら、利点、効果、課題の解決手段、およびこれらの利点、効果、課題の解決手段を誘引する、もしくはさらに顕著にする要素は、本発明の重要な、必須の、本質的な特徴または要素として解釈されることにはなっていない。したがって、本発明の範囲は、出願に含まれ、本出願の利点を請求する請求項以外によって限定されることはない。ここにおいて、単数形の参照は明確に述べない限り「唯一のもの」を意味することを目的としておらず、むしろ「一以上のもの」を意味する。さらに、「Ａ、Ｂ、またはＣの少なくとも一つ」に類似したフレーズが請求項にて使用される場合、Ａが単独で一実施形態に存在すること、Ｂが単独で一実施形態に存在すること、Ｃが単独で一実施形態に存在すること、もしくはＡ、Ｂ、またはＣの任意の組み合わせで一実施形態に存在することができるという趣旨の解釈を意図している。たとえば、ＡおよびＢ、ＡおよびＣ、ＢおよびＣ、またはＡおよびＢおよびＣ、といった具合にである。いくつかの実施形態は方法として述べられてきたが、その方法は、具体的なコンピュータ可読のキャリアおよび／または媒体、例えば磁気もしくは光学的メモリ、または磁気もしくは光学ディスクにおけるコンピュータプログラムの命令としても実施可能であると考えられる。当業者にとって公知である上述の実施形態の要素と、構造的、化学的、機能的な同等物は、本発明の開示の範囲内であると考えられる。

本明細書では、ベストモードを含む本発明を開示するため、かつ、いかなる当業者も本発明を実施することができるよう（これには、任意の装置またはシステムを製作および使用すること、ならびに本発明を取り入れた任意の方法を実施することを含む）、実施形態を用いている。請求項にて明示される本特許発明の範囲は、当業者によって考案される他の実施形態も含む。そのような当業者による他の実施形態が請求項の文言と違わない構造的要素を有する場合、または請求項の文言と構造的要素が等価であり、ごく僅かな差異しか有しない場合、それらは本請求項の範囲内であると意図される。

Claims (21)

1. 熱電池内のペレットスタックが所望の序列にあるか否かを判定する方法であって、前記ペレットスタックが少なくとも１つの第１型ペレットおよび少なくとも１つの第２型ペレットを含み、前記方法は、
   前記第１型ペレットがエネルギービームの照射を受けた反応として放射線を放出するように、前記熱電池内の前記第１型ペレットに入射エネルギービームを照射するステップと、
   放射線検出器を用いて、前記照射を受けた第１型ペレットからの前記放出放射線を検出するステップと、
   前記第２型ペレットがエネルギービームの照射を受けた反応として放射線を放出するように、前記熱電池内の前記第２型ペレットに入射エネルギービームを照射するステップと、
   放射線検出器を用いて、前記照射を受けた第２型ペレットからの前記放出放射線を検出するステップと、
   前記熱電池内の前記第１型ペレットおよび前記第２型ペレットが所望の序列にスタックされているか否かを判定するために、前記第１型ペレットおよび前記第２型ペレットからの前記検出された放出放射線を分析するステップと、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記第１型ペレットおよび前記第２型ペレットが、同一のエネルギービームソースによる入射エネルギービームの照射を、個々にかつ連続して受けることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記検出された放出放射線を分析する前記ステップが、中央演算処理装置（ＣＰＵ）を用いて前記検出された放出放射線を分析するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記それぞれの検出された放出放射線を用いて、前記熱電池のスタックアセンブリ内に含まれる前記第１型ペレットおよび前記第２型ペレットの代表的なエネルギースペクトルを生成するステップをさらに含み、
   前記検出された放出放射線を分析する前記ステップが前記エネルギースペクトルを、前記熱電池内において所望の序列にある第１型ペレットおよび第２型ペレットの代表的な基準エネルギースペクトルと比較するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記それぞれの検出された放出放射線を用いて、前記熱電池のスタックアセンブリ内に含まれる前記第１型ペレットおよび前記第２型ペレットの代表的なエネルギースペクトルを生成するステップをさらに含み、
   前記検出された放出放射線を分析する前記ステップが、前記照射を受けた前記第１型ペレットおよび前記第２型ペレットの各々を、前記エネルギースペクトルに基づくペレット型によって特定するステップと、前記特定されたペレット型の各々が前記熱電池内の所望の位置にあるか否かを判定するステップと、を含む請求項１に記載の方法。
6. 前記第１型ペレットに照射するステップの後、かつ前記第２型ペレットに照射するステ
   ップの前に、前記ペレットスタックを前記エネルギービームに対して移動させるステップ
   と、前記エネルギービームを前記ペレットスタックに対して移動させるステップと、のう
   ち少なくとも一方をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
7. 前記ペレットスタックを前記エネルギービームに対して移動させるステップと、前記エ
   ネルギービームを前記ペレットスタックに対して移動させるステップと、のうち少なくと
   も一方のステップは、前記ペレットスタックを前記エネルギービームに対して、少なくと
   も前記ペレットスタックの縦軸に沿って移動させるステップを含む請求項６に記載の方法
   。
8. 前記ペレットスタックを前記エネルギービームに対して移動させるステップと、前記エ
   ネルギービームを前記ペレットスタックに対して移動させるステップと、のうち少なくと
   も一方のステップは、前記ペレットスタックを前記エネルギービームに対して、前記ペレ
   ットスタックの前記縦軸に関して横方向へ移動させるステップをさらに含むことを特徴と
   する請求項７に記載の方法。
9. 前記第１型ペレットに照射する前記ステップおよび前記第２型ペレットに照射する前記ステップの各々は、前記第１型ペレットおよび前記第２型ペレットの露出した断面積を併せた大きさと等しいか、もしくはそれより小さい焦点領域に増大したエナジーフラックスを与えるために、前記エネルギービームを集中させるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 前記エネルギービームを集中させる前記ステップは、増大したエネルギーフラックスを約５０μｍ幅の焦点領域に与えるために前記エネルギービームを集中させるステップを含む請求項９に記載の方法。
11. 前記エネルギービームを集中させる前記ステップは、コリメータを用いて前記エネルギービームをコリメートするステップを含む請求項９に記載の方法。
12. 熱電池内の、複数の異なる型のペレットスタックが所望の序列にあるか否かを判定するシステムであって、前記システムは、
    前記熱電池内のペレットの各々を照射するエネルギービームを生成するように構成されたエネルギーソースと、
    前記熱電池内の前記ペレットの各々が前記エネルギービームの照射を受ける際に、前記ペレットの各々から放出される放射線を検出するように構成された放射線検出器と、
    前記熱電池内の前記ペレットが所望の序列でスタックされているか否かを判定するために、前記検出された放出放射線を分析するよう構成された中央演算処理装置（ＣＰＵ）を含む分析システムと、
    を具備していることを特徴とするシステム。
13. 前記検出された放出放射線を前記分析システムに通信するために、前記放射線検出器が分析システムに動作可能に接続され、
    前記放射線検出器が前記熱電池内の前記ペレットの代表的な実際のエネルギースペクトルを生成し、前記実際のエネルギースペクトルを前記分析システムへ出力するよう構成されていることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
14. 前記分析システムが記憶装置とＣＰＵを含み、前記記憶装置は、前記熱電池内において適切な序列でスタックされた前記ペレットの基準エネルギースペクトルを示す基準データを蓄積し、
    前記ＣＰＵは、前記蓄積された基準データにアクセスして前記実際のエネルギーススペクトルを前記基準エネルギースペクトルと比較することで、前記ペレットスタックが前記所望の序列にあるか否かを判定するよう構成されている、
    ことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
15. 前記エネルギーソースに対して前記熱電池内の前記ペレットスタックのうち少なくとも１つを移動させるとともに、前記熱電池内の前記ペレットスタックに対して前記エネルギーソースを移動させるように構成された変換装置をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
16. 前記変換装置が、前記エネルギーソースに対して前記熱電池内の前記ペレットスタックを前記ペレットスタックの縦軸に沿って移動させるように構成されていることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
17. 前記変換装置が、前記ペレットスタックの前記縦軸の周りで前記ペレットスタックを旋回させるようにさらに構成されていることを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
18. 前記エネルギーソースに動作可能に接続され、焦点エリアを覆う増大したエナジーフラックスを供給するように構成された焦点メカニズムを、さらに具備することを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
19. 前記ペレットの各々に照射された前記エネルギービームの面積を制限するため、前記エネルギーソースに動作可能に接続されているコリメータを、さらに具備することを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
20. 内部に前記ペレットスタックを受容するとともに包囲し、前記ペレットからの放出放射線が外部へ放出されることを抑制するよう構成されたシールドハウジングを、さらに具備することを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
21. 前記エネルギーソースがクロミウム陽極を含むことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。

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