JP6533532B2 - レーザーコンプトンx線源およびレーザーコンプトンγ線源を用いた超低放射線量フィードバック撮影 - Google Patents
レーザーコンプトンx線源およびレーザーコンプトンγ線源を用いた超低放射線量フィードバック撮影 Download PDFInfo
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Description
〔連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載〕
本発明は、x線およびγ線撮影に関し、より具体的には、そのような撮影技術に必要な放射線量を低減させる技術に関する。
〔関連技術の説明〕
Claims (34)
- レーザーコンプトンx線またはγ線源からのビームを供給する工程と、
上記ビームを対象物の第1の位置に誘導する工程と、
検出器の検出閾値において、上記第1の位置を通過する上記ビームの第1の部分を検出して、第1の検出信号を生成する工程と、
上記検出閾値に達し、上記第1の検出信号が生成されると、上記ビームが上記第1の位置に伝播するのを防ぐ工程と、
上記検出閾値において、上記第1の検出信号を生成するために必要な量である、上記第1の位置における第1の光子数または第1のビームエネルギーを決定する工程と、
上記ビームを上記対象物の第2の位置に誘導する工程と、
上記検出器の上記検出閾値において、上記第2の位置を通過する上記ビームの第2の部分を検出して、第2の検出信号を生成する工程と、
上記検出閾値に達し、上記第2の検出信号が生成されると、上記ビームが上記第2の位置に伝播するのを防ぐ工程と、
上記検出閾値において、上記第2の検出信号を生成するために必要な量である、上記第2の位置における第2の光子数または第2のビームエネルギーを決定する工程と、
上記第1の光子数および上記第2の光子数、または上記第1のビームエネルギーおよび上記第2のビームエネルギーを空間的に示すことによって上記対象物の密度マップを作成する工程とを含むことを特徴とする方法。 - 上記検出器の上記検出閾値に達するために必要な上記第1の光子数または上記第1のビームエネルギーは、上記ビームが、上記検出器の上記検出閾値に達するために必要な照射時間を測定することによって決定されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 上記ビームは、相互作用領域に誘導される一連の相対論的電子束を供給するための線形加速器を含んでいる線源によって生成され、上記線源は、上記電子束と衝突して、準単色エネルギービームを生成するために、上記相互作用領域に誘導されるレーザー光のパルスビームを供給するための相互作用レーザーをさらに備えていることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 上記ビームが伝播するのを防ぐ上記工程は、上記レーザー光のパルスビームを、上記電子束と衝突することから空間的にそらすことを含むことを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 上記ビームが伝播するのを防ぐ上記工程は、新たな位置が照射されるように、上記準単色エネルギービームまたは上記対象物が移動するまで、上記対象物が上記準単色エネルギービームにさらに照射されることを防ぐことを特徴とする、請求項4に記載の方法。
- 上記ビームが伝播するのを防ぐ上記工程は、上記レーザー光のパルスビームを、上記電子束と衝突することから時間的にそらすことを含むことを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 上記ビームが伝播するのを防ぐ上記工程は、新たな位置が照射されるように、上記準単色エネルギービームまたは上記対象物が移動するまで、上記対象物が上記準単色エネルギービームにさらに照射されることを防ぐことを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 上記ビームが伝播するのを防ぐ上記工程は、上記相互作用レーザーまたは上記加速器の定常状態の動作に摂動を与えることがなく、それゆえ、各撮影位置における照射に利用可能な上記ビームは、上記ビームを誘導する上記工程の間、各位置で同一であることを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 上記ビームは、準単色エネルギービームであって、20%未満の相対帯域幅を有することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 閾値に達するための上記第1および第2のビームエネルギーのうちの少なくとも一つは、一定のパワーの線源が、上記検出閾値に達するために必要とする照射時間を測定することによって決定されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 上記ビームが上記第1の位置に伝播するのを防ぐ上記工程は、上記相互作用レーザーのレーザー鎖における増幅前の種レーザーパルスをそらすことを含むことを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 上記ビームが上記第1の位置に伝播するのを防ぐ上記工程は、上記線形加速器において上記電子束を生成するUVレーザーパルスをそらすことを含むことを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 上記ビームが上記第1の位置に伝播するのを防ぐ上記工程は、上記線形加速器において上記電子束を生成するUVレーザーパルスの時機をずらすことを含むことを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 上記ビームが上記第1の位置に伝播するのを防ぐ上記工程は、レーザー増幅鎖の種レーザーパルスの時機をずらすことを含むことを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 上記種レーザーパルスが、上記相互作用領域を通過する上記レーザーおよび電子束の通過時間のオーダーの遅延で時機がずらされることを特徴とする、請求項14に記載の方法。
- 上記検出器の上記検出閾値に達するために必要な第1の光子数またはビームエネルギーを決定する上記工程は、定常状態の電子ビームパラメーターを測定し、上記相互作用レーザーのビームエネルギーの関数として、x線またはγ線の生成を較正することを含むことを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 上記検出器の上記検出閾値に達するために必要な第1の光子数またはビームエネルギーを決定する上記工程は、定常状態の電子ビームパラメーターを測定し、上記相互作用レーザーのビームエネルギーの関数として、上記x線またはγ線の生成を較正することを含み、上記定常状態の電子ビームパラメーターは、上記相互作用領域の後のビームダンプのエネルギーを測定することによって測定されることを特徴とする、請求項3に記載の方法。
- 上記検出器の上記検出閾値に達するために必要な第1の光子数またはビームエネルギーを決定する上記工程は、上記ビームに開口部を通過させて光子の一部を除去することを含み、上記開口部に蓄積される上記x線またはγ線のエネルギーは、上記レーザーコンプトンの全出力、および撮影に利用される軸上流束に比例し、上記工程は、上記開口部に蓄積される上記エネルギーを測定することを含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 上記開口部はシンチレーター材料を含み、シンチレーション光子が測定され、上記シンチレーション光子は、全ビーム流束に比例して計測されることを特徴とする、請求項18に記載の方法。
- 上記検出器の上記検出閾値に達するために必要な第1の光子数またはビームエネルギーを決定する上記工程は、上記対象物を照射する前に、上記ビーム全体、上記ビームの軸外部分のみ、または上記ビームの軸上部分のみに、x線またはγ線放射線量を測定するために使用される標準イオン化チャンバを通過させることを含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- ビームを供給するためのレーザーコンプトンx線またはγ線源を備えた装置であって、
上記レーザーコンプトンx線またはγ線源は、相互作用領域に誘導される一連の相対論的電子束を供給するための線形加速器を含み、上記レーザーコンプトンx線またはγ線源は、上記電子束と衝突して、上記ビームを生成するために、相互作用領域に誘導されるレーザー光のパルスビームを供給するための相互作用レーザーをさらに備え、
上記装置は、
上記ビームが対象物の位置を通過した後に上記ビームの一部を検出するように構成された検出器と、
上記検出器による検出可能閾値に達するために必要な、上記位置における光子数または第1のビームエネルギーを決定するための手段と、
上記検出器が、上記検出可能閾値を検出した時、上記ビームが上記位置に伝播するのを防ぐ手段とを有し、
上記ビームが上記位置に伝播するのを防ぐ上記手段は、上記相互作用レーザーまたは上記線形加速器の定常状態の動作に実質的に影響を与えたり、上記定常状態の動作に実質的に摂動を与えないことを特徴とする装置。 - 上記位置における光子数または第1のビームエネルギーを決定するための上記手段は、上記ビームが上記検出可能閾値に達するために必要な照射時間を測定することを特徴とする、請求項21に記載の装置。
- 上記ビームが伝播するのを防ぐ上記手段は、上記レーザー光のパルスビームを、上記電子束と衝突することから空間的または時間的にそらすことを特徴とする、請求項21に記載の装置。
- 上記ビームは、準単色エネルギービームであって、20%未満の相対帯域幅を有することを特徴とする、請求項21に記載の装置。
- 上記ビームが上記位置に伝播するのを防ぐ上記手段は、上記相互作用レーザーのレーザー鎖における増幅前の種レーザーパルスをそらすことを特徴とする、請求項21に記載の装置。
- 上記ビームが上記位置に伝播するのを防ぐ上記手段は、上記線形加速器において上記電子束を生成するUVレーザーパルスをそらすことを特徴とする、請求項21に記載の装置。
- 上記ビームが上記位置に伝播するのを防ぐ上記手段は、上記線形加速器において上記電子束を生成するUVレーザーパルスの時機をずらすことを特徴とする、請求項21に記載の装置。
- 上記ビームが上記位置に伝播するのを防ぐ上記手段は、上記相互作用レーザーのレーザー増幅鎖の種レーザーパルスの時機をずらすことを特徴とする、請求項21に記載の装置。
- 上記種レーザーパルスが、上記相互作用領域を通過する上記レーザーおよび電子束の通過時間のオーダーの遅延で時機がずらされることを特徴とする、請求項28に記載の装置。
- 上記位置における光子数または第1のビームエネルギーを決定するための上記手段は、上記線形加速器の定常状態の電子ビームパラメーターを測定し、上記相互作用レーザーのビームエネルギーの関数として、上記ビームの生成を較正することを特徴とする、請求項21に記載の装置。
- 上記位置における光子数または第1のビームエネルギーを決定するための上記手段は、上記定常状態の電子ビームパラメーターを測定し、上記相互作用レーザーのビームエネルギーの関数として、x線またはγ線の生成を較正し、上記定常状態の電子ビームパラメーターは、上記相互作用領域の後のビームダンプのエネルギーを測定することによって測定されることを特徴とする、請求項21に記載の装置。
- 上記位置における光子数または第1のビームエネルギーを決定するための上記手段は、光子の一部を除去するように構成された開口部に蓄積されるエネルギーを測定し、上記開口部に蓄積される上記x線またはγ線のエネルギーは、上記レーザーコンプトンの全出力、および撮影に利用される軸上流束に比例することを特徴とする、請求項21に記載の装置。
- 上記開口部はシンチレーター材料を含み、シンチレーション光子が測定され、上記シンチレーション光子は、全ビーム流束に比例して計測されることを特徴とする、請求項32に記載の装置。
- 上記位置における光子数または第1のビームエネルギーを決定するための上記手段は、上記ビームが、上記対象物の上記位置に達する前に通過するイオン化チャンバを備えることを特徴とする、請求項21に記載の装置。
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