JP6998034B2 - 放射線分析装置 - Google Patents
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Description
本発明の他の態様は、上記の放射線分析装置において、前記制御部は、前記第1情報が示す前記強度分布のピークと、前記第2情報が示す分布のピークとに基づいて、前記放射線検出器が配置された面に沿った方向における前記位置関係を前記位置可変部に変化させる、構成が用いられてもよい。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
まず、放射線分析装置1の構成について説明する。
図1は、実施形態に係る放射線分析装置1の構成の一例を示す図である。
放射線分析装置1は、検出装置10と、制御装置20を備える。
なお、放射線検出部12は、3以上の放射線検出器Dのそれぞれと一体に構成されている構成であってもよい。この場合、放射線検出部12のうちの3以上の超伝導転移端センサーは、放射線検出部12が有する部位のうちの放射線を検出する部位を構成しており、当該部位は、後述する配置面M1に1つ設置される。
なお、放射線検出部12がシリコン半導体検出器、X線CCD等の場合、シールドカバー(この一例において、サーマルシールドSD)の内部を真空にすることや、窒素ガス雰囲気にすること等によって、サーマルシールドSDは、放射線検出部12の動作環境を保持する構成になっている。
なお、位置可変部14は、例えば、冷却装置16内に設けられ、サーマルシールドSDの内部に設置された放射線検出部12の位置を可変させてもよい。また、位置可変部14は、一部又は全部を放射線集束部13側に設けて、放射線集束部13を放射線検出部12に対して相対的に移動させることが可能な構成でもよい。また、位置可変部14は、放射線集束部13と放射線検出部12の両方を移動させることが可能であり、放射線集束部13と放射線検出部12との相対的な位置関係を変化させることが可能な構成でもよい。
また、放射線集束部13と放射線検出部12との相対的な位置関係をXYZ軸の3軸、又はチルトや回転を含む4軸や5軸に変化させることが望ましい。
ここで、放射線分析装置1の概要について説明する。
以下では、第2制御装置40が位置可変部14を駆動させ、放射線集束部13と放射線検出部12との相対的な位置関係を位置可変部14に変化させる処理について詳しく説明する。
以下、図3を参照し、第1制御装置30及び第2制御装置40の機能構成について説明する。図3は、第1制御装置30及び第2制御装置40の機能構成の一例を示す図である。
検出情報取得部462は、検出装置10が備える放射線検出部12の放射線検出器Dから検出情報を取得する。
駆動制御部463は、ユーザーから受け付けた操作に基づいて位置可変部14を駆動させる。また、駆動制御部463は、後述する記憶制御部464が記憶部42に記憶させた検出情報に基づいて位置可変部14を駆動させる。
記憶制御部464は、検出情報取得部462が取得した検出情報を記憶部42に記憶させる。また、記憶制御部464は、分析部465が分析した結果を記憶部42に記憶させる。
分析部465は、取得した検出情報、又は/及び、記憶制御部464が記憶部42に記憶させた検出情報に基づいて、物体Wの性質や構造を分析する。
以下、図4を参照し、制御装置20が行う処理の具体例について説明する。図4は、制御装置20が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。以下では、物体Wが筐体17の内部のうちの励起源部11から第1放射線R1を照射される所定の配置位置に予め配置されている場合について説明する。
尚、三次元直交座標系MCのZ軸方向における点FP1の位置は、面M2の位置に一致していなくてもよい。
なお、精度向上や組調と微調を組合せるなどを目的に、ステップS130からステップS190の処理が繰り返されてもよい。
以下、実施形態の変形例1について説明する。なお、実施形態の変形例1では、実施形態と同様な構成部に対して同じ符号を付して説明を省略する。また、以下の説明では、説明の便宜上、配置面M1上の三次元直交座標系MCにおける位置を、単に配置面M1上の位置と称して説明する。実施形態では、配置面M1には、配置面M1の中心から放射状に21の放射線検出器Dが配置されていた。しかし、配置面M1に配置される21の放射線検出器Dは、前述の正面方向に向かって配置面M1を見た場合において、配置面M1の中心を通る軸周りの回転に対して非対称に配置されている場合がある。このような場合、実施形態において説明した方法では、放射線検出部12の検出効率を向上させることが困難な場合がある。また、当該方法では、配置面M1の中心から放射状に21の放射線検出器Dが配置されていたとしても、第1情報の強度分布のピーク位置を配置面M1の中心とは異なる位置に調整するような場合、放射線検出部12の検出効率を向上させることは、困難である。そこで、実施形態の変形例1では、駆動制御部463は、ステップS180において、配置面M1内における21の放射線検出器Dの配置と、第1情報とに基づいて前述の照射位置を一致させる目標の位置である照射目標位置を算出する。そして、駆動制御部463は、ステップS190において位置可変部14を動作させ、算出された照射目標位置と照射位置とが一致するように放射線検出部12と放射線集束部13との相対的な位置関係を位置可変部14に変化させる。これにより、放射線分析装置1は、放射線検出部12による第2放射線R2の検出効率をより確実に向上させることができる。
また、駆動制御部463は、必要に応じて検出器の最大係数率に応じて検出器の最大計数率や寿命を考慮した負荷分散や最適化のために、設定した計数率の上限や寿命の下限を満足する範囲での最大の総和に、当該総和が対応する位置を、照射目標位置として算出(特定)する。
以下、実施形態の変形例2について説明する。なお、実施形態の変形例2では、実施形態と同様な構成部に対して同じ符号を付して説明を省略する。実施形態では、駆動制御部463は、検出情報取得部462が放射線検出部12(すなわち、放射線検出器D)から取得した検出情報に基づいて第2情報を算出したが、これに代えて、放射線検出部12と異なる放射線検出部である第2放射線検出部によって検出された分布であって放射線集束部13により集束された第2放射線R2の強度分布を示す情報を第2情報として生成する構成であってもよい。この場合、第2放射線検出部は、例えば、X線CCD(Charge Coupled Device)カメラ、フラットパネル検出器等の当該強度分布を検出可能な検出器を有する。また、当該場合、駆動制御部463は、記憶部42に予め記憶された情報であって放射線検出部12と第2放射線検出部との相対的な位置を示す情報である位置情報を記憶部42から読み出す。そして、第2放射線検出部が当該第2放射線R2を検出する検出面上における当該強度分布と、読み出した位置情報とに基づいて、当該強度分布を放射線検出部12によって当該第2放射線R2を検出した場合における当該第2放射線R2の強度分布に変換し、変換した強度分布を示す第2情報を生成する。
X線のエネルギーを弁別することが可能なX線分析装置が有するX線検出器として、エネルギー分散型X線検出器と、波長分散型X線検出器とが知られている。エネルギー分散型X線検出器は、エネルギー分散型X線検出器内に入射したX線のエネルギーを電気信号に変換し、変換した電気信号の大きさによって当該エネルギーを算出する。一方、波長分散型X線検出器は、波長分散型X線検出器に入射したX線を分光して単色化し、単色化したX線を比例計数管で検出する。
また、上記において説明した実施形態及び実施形態の変形例では、前述した通り、三次元直交座標系MCのZ軸方向における点FP1の位置は、当該Z軸方向における面M2の位置と一致している。この場合、放射線分析装置1は、放射線集束部13の製造者(メーカー等)から予め提供された情報であって放射線集束部13の焦点の強度分布を示す情報を第1情報として用いることができる。一方、ユーザーは、三次元直交座標系MCのZ軸方向における点FP1の位置を、当該Z軸方向における面M2の位置と一致させずに放射線分析装置1によって物体Wの性質や構造の分析を行う場合がある。この場合、放射線分析装置1は、放射線集束部13の製造者(メーカー等)から予め提供された情報であって放射線集束部13の焦点の強度分布を示す情報がユーザーによって補正された情報を第1情報として用いることが望ましい。この際、ユーザーは、放射線分析装置1によって事前に基準となる強度分布を測定し、測定した結果に基づいて当該情報を補正する。なお、このような補正は、他の方法によって行われる構成であってもよい。
また、上記において説明した実施形態及び実施形態の変形例では、前述した通り、三次元直交座標系MCのZ軸方向における面MMそれぞれの位置は、同じである。しかし、三次元直交座標系MCのZ軸方向における面MMそれぞれの位置は、互いに異なっていてもよい。この場合、ユーザーは、放射線分析装置1によって事前に基準となる強度分布を面MM毎に測定し、測定した結果に基づいて、放射線集束部13の製造者(メーカー等)から予め提供された情報であって放射線集束部13の焦点の強度分布を示す情報を補正する。そして、放射線分析装置1は、補正された当該情報を第1情報として用いる。なお、このような補正は、他の方法によって行われる構成であってもよい。
また、放射線分析装置では、第1情報は、予め測定された放射線集束部を出射する前記第2放射線の強度分布またはコンピュータシミュレーションで求められた放射線集束部を出射する前記第2放射線であって放射線集束部の焦点の強度分布の強度分布を示す情報である。これにより、放射線分析装置は、予め測定またはコンピュータシミュレーションで求められた放射線集束部を出射する前記第2放射線の強度分布であって放射線集束部の焦点の強度分布を示す情報である第1情報に基づいて、放射線の検出効率を容易に向上させることができる。
また、放射線分析装置は、第1情報が示す前記強度分布を表す関数の形状と、第2情報が示す分布を表す関数の形状とに基づいて、放射線検出器が配置された面に直交する方向における放射線検出部と放射線集束部との相対的な位置関係を位置可変部に変化させる。これにより、放射線分析装置は、第1情報が示す前記強度分布を表す関数の形状と、第2情報が示す分布を表す関数の形状とに基づいて、放射線の検出効率を容易に向上させることができる。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
Claims (9)
- 物体に第1放射線を照射する励起源部と、
前記第1放射線が照射された前記物体から発生する第2放射線を検出する3以上の放射線検出器を備える放射線検出部と、
前記物体と前記放射線検出部との間に配置され、前記第2放射線を集束させる放射線集束部と、
前記放射線集束部と前記放射線検出部との相対的な位置関係を、少なくとも前記放射線検出器の配置面と平行な面内において可変にする位置可変部と、
記憶部に記憶された情報であって前記放射線集束部を出射する前記第2放射線の強度分布を示す第1情報と前記放射線検出器のそれぞれが前記第2放射線を検出した計数に基づく分布を示す第2情報とに基づいて、前記位置可変部に、前記配置面と平行な面内における前記位置関係を変化させる制御部と、
を備える放射線分析装置。 - 物体に第1放射線を照射する励起源部と、
前記第1放射線が照射された前記物体から発生する第2放射線を検出する3以上の放射線検出器を備える放射線検出部と、
前記物体と前記放射線検出部との間に配置され、前記第2放射線を集束させる放射線集束部と、
前記放射線集束部と前記放射線検出部との相対的な位置関係を可変にする位置可変部と、
記憶部に記憶された情報であって前記放射線集束部を出射する前記第2放射線の強度分布を示す第1情報と前記放射線検出器のそれぞれが前記第2放射線を検出した計数に基づく分布を示す第2情報とに基づいて、前記位置可変部に前記位置関係を変化させる制御部と、
を備え、
前記第1情報は、ユーザーにより補正された強度分布を示す情報である、
放射線分析装置。 - 物体に第1放射線を照射する励起源部と、
前記第1放射線が照射された前記物体から発生する第2放射線を検出する3以上の放射線検出器を備える放射線検出部と、
前記物体と前記放射線検出部との間に配置され、前記第2放射線を集束させる放射線集束部と、
前記放射線集束部と前記放射線検出部との相対的な位置関係を可変にする位置可変部と、
記憶部に記憶された情報であって前記放射線集束部を出射する前記第2放射線の強度分布を示す第1情報と前記放射線検出器のそれぞれが前記第2放射線を検出した計数に基づく分布を示す第2情報とに基づいて、前記位置可変部に前記位置関係を変化させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記放射線検出器のそれぞれが前記第2放射線を単位時間あたりに検出した計数率を算出し、算出した前記放射線検出器毎の前記計数率の分布を、前記第2情報として算出する、
放射線分析装置。 - 物体に第1放射線を照射する励起源部と、
前記第1放射線が照射された前記物体から発生する第2放射線を検出する3以上の放射線検出器を備える放射線検出部と、
前記物体と前記放射線検出部との間に配置され、前記第2放射線を集束させる放射線集束部と、
前記放射線集束部と前記放射線検出部との相対的な位置関係を可変にする位置可変部と、
記憶部に記憶された情報であって前記放射線集束部を出射する前記第2放射線の強度分布を示す第1情報と前記放射線検出器のそれぞれが前記第2放射線を検出した計数に基づく分布を示す第2情報とに基づいて、前記位置可変部に前記位置関係を変化させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第1情報が示す前記強度分布を表す関数の形状と、前記第2情報が示す分布を表す関数の形状とに基づいて、前記放射線検出器が配置された面に直交する方向における前記位置関係を前記位置可変部に変化させる、
放射線分析装置。 - 前記第1情報は、前記放射線集束部の焦点の強度分布を示す情報である、
請求項1から4のうちいずれか一項に記載の放射線分析装置。 - 前記第1情報は、前記放射線検出器のそれぞれの前記第2放射線を検出する検出効率が高くなる強度分布を示す情報である、
請求項1から5のうちいずれか一項に記載の放射線分析装置。 - 前記第1情報は、前記放射線検出器のそれぞれの前記第2放射線を検出する検出効率が最も高くなる強度分布を示す情報である、
請求項6に記載の放射線分析装置。 - 前記放射線集束部は、キャピラリーである、
請求項1から7のうちいずれか一項に記載の放射線分析装置。 - 前記制御部は、前記第1情報が示す前記強度分布のピークと、前記第2情報が示す分布のピークとに基づいて、前記放射線検出器が配置された面に沿った方向における前記位置関係を前記位置可変部に変化させる、
請求項1から8のうちいずれか一項に記載の放射線分析装置。
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