JPH0390900A

JPH0390900A - 中性子ラジオグラフィー装置

Info

Publication number: JPH0390900A
Application number: JP2148429A
Authority: JP
Inventors: L Whitmore William; ウイリアム　エル．ウィッテモアー
Original assignee: General Atomics Corp
Current assignee: General Atomics Corp
Priority date: 1989-08-25
Filing date: 1990-06-06
Publication date: 1991-04-16
Also published as: KR910005327A; US5028789A; CA2014199A1; ES2021516A6

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は中性子ラジオグラフィーに関する。特４哩に、本発明は中性子源として崩壊する放射棒同位元素を
用いるタイプの中性子ラジオグラフィーに関する。本発
明は特に、占有的ではないが、中性子ラジオグラフィー
に関して有用であり、規準整正された中性子ビームが物
体を通して結像面上に向けられ、物体の像をつくり出し
、結像された物体のある種の材料特性を画定する。

従来の技術中性子ラジオグラフィーは、ある種の材料特性を画定す
るために用いられる非破壊検査法である。

最も簡単な言葉でいうと、中性子ラジオグラフィーは物
体を中性子で照射し、物体を通過した結果得られる単位
面積あたりの中性子束を測定することによって行われる
。材料の変化および検査物体の特性は、物体を通過する
中性子束の変化を観察することによって検出される。中
性子ラジオグラフィーは大部分は、熱中性子、あるいは
約０．０２５ｅマの平均運動エネルギーを有した中性子
を用いることによって行われる。ある種の中性子ラジオ
グラフィーの適用例では、冷中性子、あるいは０．００
５ｅマ以下の運動エネルギーを有した中性子を用いるこ
とを必要とする。他の適用例では熱外中性子、あるいは
数Ｃマまでの運動エネルギーを有した中性子を用いるこ
とを必要とする。

これらのエネルギーレベルを有した中性子は、普通は、
中性子源から放出される高速中性子として知られている
高エネルギーの中性子（数Ｍｅマまで）を熱中性子化あ
るいは“減速”することによってつくり出される。この
減速作用は高速中性子を減速材に通すことによって行わ
れる。この熱中性子化の結果、中性子のエネルギースペ
クトルは本質的に減速材と熱的平衡する。

解決しようとする問題点ラジオグラフィーのためには幾つかの異なったタイプの
高速中性子源が用いられる。例えば、原子炉は一つの中
性子源であり、検査しようとしている物体を照射するの
に極めて強いビームを提供する。しかしながら中性子ラ
ジオグラフィーの多くの重要な適用例の場合には、原子
炉以外の中性子源を有していることが望ましい。

従来技術で知られている他の中性子源はファンデグラフ
の加速器である。これは重水素をベリリウムの標的に向
かって加速して高速中性子をつくることによって照射の
ための中性子をつくり出す。

ベリリウムの標的は、高速中性子をラジオグラフィー用
の望ましい中性子エネルギーレベルにまで減速あるいは
熱中性子化するのに適した減速材のチェンバーの中に配
置されている。そのような装置の例はホイットモアに発
行された米国特許第４．５９９，５１５の中で論じられ
ている。

ラジオグラフィーのためのさらに他の中性子源は放射性
同位元素である。一つのそのような放射性同位元素はカ
リフォルニウム−２５２であり、これは放射性崩壊によ
って、カリフォルニウム１マイクログラムあたり毎秒約
１０６個の中性子を放出する。しかしながら、カリフォ
ルニウム−２５２や他の放射性同位元素によってつくら
れる見掛上大きな中性子束は、原子炉によってつくられ
る中性子束よりも強さは弱い。したがって最小の照射時
間で良好な像を得るために放射性同位元素の中性子源を
用いる場合には、すべての利用可能な中性子を最適に使
用することが重要である。

中性子源として放射性同位元素を用いる中性子ラジオグ
ラフィー装置は、利用可能な中性子を最適に使用するこ
との必要性を満足させるために、■あるいは数種の設計
上の特徴を組み込んでいる。

例えば、当業界でよく知られているように、中性子束は
ラジオグラフィー装置に亘って変化するであろう。ラジ
オグラフィー装置は結像面において最大の熱中性子束を
確立するように設計される。

この結果を得るための１つの方法は、放射性同位元素の
結像面を中性子の減速材の中に配置して、結像面を減速
材内の最大の熱中性子束に露出するようにすることであ
る。利用可能な中性子を最適に使用するための第２の方
法は、結像面を中性子照射以外の“ノイズから遮蔽する
ことである。

そのようなノイズは主として例えば、中性子源の放射性
同位元素の崩壊によってつくられるガンマ線のような電
磁放射線からなっている。このガンマ線は、結像面を照
射することによって、システムの写真のコントラストを
低下させることがある。

過去においては、従来の放射性同位元素による中性子ラ
ジオグラフィー装置は、放射性同位元素から直接放出さ
れるガンマ線の遮蔽が弱体であった。

これは、部分的には、これらの従来装置の幾つかが最大
の中性子束を得るために中性子源を結像面の照準線の中
に配置していることによる。まずいことに、そのような
照準線の配置によって、結像面を直接のガンマ線のかな
りの量を照射する結果となる。

ラジオグラフィーにおいて利用可能な中性子の数を最適
化するための第３の設計技術は、中性子源の平面全体を
中性子束の最適の源として開放することによって、結像
面に亘って均一な中性子束を確立することである。結像
面全体に亘ってほぼ均一な中性子束を確立することによ
って、単位照射量あたりの検査物体の面積をより大きく
してラジオグラフィー検査をすることができる。中性子
源として放射性同位元素を用いる中性子ラジオグラフィ
ー装置のための従来の設計は、比較的大きな結像面に亘
って均一ではない中性子束をつくり出そうとするもので
ある。このことによって、各各照射によってラジオグラ
フィー検査をすることのできる検査物体の実行面積を減
少させるか、あるいは、結像された物体のこれらの部分
あるいは結像面の境界・に近いところの物体の写真像の
密度を減らす結果となっている。

問題点を解決するための手段したがって、本発明の目的は結像面に亘って中性子束を
最適化する中性子ラジオグラフィー装置を提供すること
にある。本発明の他の目的は、結像面に亘って均一な中
性子束をつくり出す中性子ラジオグラフィー装置を提供
することにある。本発明のさらに他の目的はガンマ線を
結像面からほぼ遮蔽しながら、上述したことを達成する
中性子ラジオグラフィー装置を提供することにある。本
発明のさらに他の目的は、製造および使用において耐久
性、信頼性、および費用効果のある中性子ラジオグラフ
ィー装置を提供することにある。

中性子ラジオグラフィー装置の好ましい実施例は、中性
子ラジオグラフィー装置と、結像面との一面上に配置さ
れた中性子源とを含む。前記中性子源は、好ましくは、
放射性崩壊によって中性子をつくり出す複数個の放射性
同位元素である。本装置は発散型コリメータと同軸的に
結合された収斂型のコリメータからなる収斂−発散型の
コリメータを用いており、この結合されたコリメータは
中心軸線を有している。中性子減速材の中に収斂型のコ
リメータが形成され、この収斂型のコリメータはベース
と、開口部に向かって配置された収斂壁部とを有してい
る。発散型コリメータは中性子と電磁放射線との吸収材
でできた発散壁部を有し、これは開口部から拡大端部あ
るいは発散端部に向かって延在している。前記収斂−発
散型の・コリメータは中性子源と結像面との間に配置さ
れている。発散型コリメータの発散端部は中性子を被結
像物体を通して結像面（単数あるいは複数）へ向ける。

収斂型のコリメータのベースは熱中性子源の平面を画定
する。好ましい実施例においては、ベースと開口部とは
正方形状になっている。中性子源は、ベースの平面内で
中心軸線の周りで対称的に配置された複数個の放射性同
位元素である。

コリメータの形状と同位元素の位置とは、最適量の中性
子減速材を中性子源と開口部との間に配置できるように
するものである。別の言い方をすると、高速中性子をつ
くり出す放射性同位元素は中性子減速材の中で中心軸線
から最適な距離をおいて位置しており、中性子源の平面
において熱中性子束を最大にしている。これによって、
開口部を通って結像面上に対して最大の熱中性子束がつ
くり出される。収斂型のコリメータの部分はさらに、開
口部における中性子吸収壁部と中性子源の平面との間に
より大きな距離をおきながら、中性子源の平面全体を熱
中性子束の源として開放している。

収斂型のコリメータと発散型コリメータとの間の結合部
における開口部を取囲むようにして中性子毒物質ででき
たカラーが配置されており、中性子のリークを調整し、
結像面を照射するための焦点を絞った中性子ビームを画
定している。さらに、中心軸線の周りに中性子源の同位
元素を配置することによって、発散型コリメータを取囲
んでいる放射線が中性子源と結像面との間に物理的に配
置されることになる。この配置によって、中性子源の放
射性同位元素の崩壊によってつくられるかなりの量のガ
ンマ線から結像面を遮蔽することができる。

結像面をさらに望ましくない電磁放射線から遮蔽するた
めに、収斂型のコリメータのベースにおいて電磁放射線
フィルターを配置しても良い。この付加的な遮蔽はまた
、中性子と装置内の水素および他の材料との間の２次的
な中性子反応によってつくり出されるような電磁放射線
を減衰させる。

本発明それ自身と同様に本発明の新規な特徴は、その構
造およびその操作とに関して、添付の説明と関連して添
付図面から最もよく理解することができ、同一の部品に
は同一の参照番号が付されている。

実施例第を図を参照すると、全体的に１０で示された中性子ラ
ジオグラフィー装置がその意図する環境の中にあるとこ
ろが示されている。前記中性子ラジオグラフィー装置１
０は外部シールド１１の中に収納されている。外部シー
ルド１１は、コンクリートのようなどのような適当な材
料でできていてもよい。第１図に示したように、中性子
ラジオグラフィー装置１０はこの装置１０から発せられ
る中性子のコリメートビーム１２を、物体１４を通して
、１６で示した結像面の上へ向ける。前記結像面１６は
、好ましくは、物体１４の中性子生成像を作るための、
１列あるいはそれ以上の列になったフィルムカセットあ
るいは実時間の電子結像デテクターである。第１図に示
したように、前記結像面１６はビーム１２の中のどんな
位置に位置していてもよい。結像面ｌｅａは複数個のフ
ィルム板でできた結像面１６の１つの具体例である。

結像面１６ｂはフィルム板あるいは実時間の電子結像カ
メラでできた結像面１６の他の具体例であり、これはビ
ーム１２の全ての範囲に亘っては位置していない。第１
図において６６で示された、開口３０と結像面１６との
間の距離は、木製ａｔＯの特定の用途に応じて変化する
であろう。その理由は、システムの原型写真の解像度が
、前記距離６６と開口３０の巾６４との比率に依存する
からである。当業界においては、距離６６が巾６４に関
して増加すると、システムの原型写真の解像度も増加す
ることが理解されるであろう。巾６４は普通は、後でも
っと詳細に述べるような他の設計上の考慮事項に関して
固定されているので、距離６６が一般的にシステムの解
像度を確立するための、操作者にとって唯一の変数であ
る。しかしながら、距離６６を増加させることによって
得られるシステムの解像度の増加という利点と、結像面
１６における中性子束強度の減少ということに対してバ
ランスをとらなければならない。容易にわかることであ
るが、結像面１６における熱中性子束は、距離６６の自
乗に逆比例して減少する。

したがって、操作者は中性子ラジオグラフィー装置１０
を特定の用途に用いた時の物体との距離に一致した距離
６６を確立するであろう。中性子ラジオグラフィー装置
１０の大部分の用途に対して、距離６６は巾６４の少な
くとも２０倍である。

当業界にはさらによくわかるように、上述したような結
像面１６における中性子束の強度に関する距離６６の増
加による影響を減らすためにある種の手段をとることが
ある。例えば、さらに第１図を参照すると、結像面１６
と発散型のコリメータ４０の発散端４４との間において
、ヘリウムガスの容器６８を中性子ビーム１２内で部分
的あるいは全体的に配置してもよい。当業界でよく知ら
れているように、空気中におけるよりもヘリウム中にお
ける方が、１フイート（３０，５ｃｍ）の移動あたり約
１．５％の散乱作用（すなわち除去）が減少して中性子
照射がなされる。従って、上述したように、ビーム１２
が空気の代わりにヘリウム内を通過すると、ビーム１２
から外へ散乱される中性子は少なくなる。このことは、
さらに、結像面１６を照射する中性子の強度を増加させ
る結果となるであろう。

第２図を参照すれば、装置１０の構成要素が多分最もよ
くわかる。特に、装置１０は高密度のポリエチレンの減
速材１８を含む。前述したように、減速材１８は放射性
同位元素の中性子源から放射される高速中性子を熱エネ
ルギーにまで減速させる。減速材１Ｂの中には収斂型の
コリメータ２０が形成されている。特に、前記収斂型の
コリメータ２０は、収斂型のコリメータキャビティーを
画定した穴２２を有した減速材１８からなっている。

前記キャビティーあるいは穴２２は底部あるいはベース
２４と、収斂型の壁部２６とを有している。

ベース２４は好ましくは結像面１６に平行な面内に位置
している。収斂型の壁部２６は全体的に平坦なベース２
４から延在し、中心軸線２８の方へ収斂し、前記軸線２
８結像面１６に対して全体的に垂直になっている。収斂
型の壁部２６は開口３０へ向かって傾斜しており、その
端部は開口部の外周部３２になっている。壁部２６はベ
ース２４に対して鋭角′″ａ”を形成している。ベース
２４は最小の中性子吸収断面積を有するように選択され
た、ガンマ線減衰材でできた層３４を有している。この
層３４は収斂型のコリメータ２０内あるいは開口３０内
のどこに位置していてもよい。しかしながら、好ましい
実施例においては層３４はベース２４に位置していて、
層３４が原因の熱中性子の散乱効果を最少にする。別の
いいかたをすると、層３４をベース２０に配置すること
によって、層３４によって中性子ビーム１２の中へ散乱
される中性子と、層３４によって中性子ビーム１２の外
へ散乱される中性子とは同数となる。好ましくは、図示
した実施例においては、ベース２４における層３４は厚
さ約１インチ（２，５４ｃｍ’５’ビスマス（Ｂｉ）の
フィルターでできている。好ま、しい実施例においては
、層３４は１あるいはそれ以上のほぼ純粋なビスマスの
結晶でできて１いる。また第３図を参照するとわかるよ
うに、好ましい実施例においては、中性子源１８の面は
正方形をしており、開口の外周３２も同様である。ベー
ス２４には、全体的に３６で示した複数個の高速中性子
源が対称的に位置している。図示したこの実施例におい
ては、中性子源３６はベース２４と同一平面に位置して
いる。この実施例においては、８！の中性子源が用いら
れているが、これらがベース２４において中性子束を発
生させるように、ベース２４においてほぼ対称的に配置
されているならば、どのような数の中性子源を用いても
よい。

収斂型のコリメータ２０には、その開口部円周３２にお
いて発散型コリメータ４０が同心状に結合されている。

前記発散型コリメータ４０は開口部円周３２から発散さ
れたあるいは拡張された末端開口あるいは端部４４の方
へ延在した発散型壁部４２を有している。発散型コリメ
ータ４０は熱中性子のビーム１２を結像面１６の方へ向
ける。

図示した実施例においては、発散型コリメータ壁部４２
は結像面１６との間に約７５度という鋭角″ｂ”を形成
している。この鋭角″ｂ”は、後でもっと詳細に説明す
るように、中性子源の面３８から放出される中性子の全
てを、結像面１６の全ての領域に照射させるために確立
される角度である。好ましい実施例においては、角度“
ｂ”はほぼ角度′″ａ”に等しい。また、好ましくは、
発散端４４は開口３０とベース２４との形状に一致した
正方形の外周を有している。発散型コリメータ４０の発
散型壁部４２は中性子吸収材（毒物質）と電磁的な放射
線吸収材でできている。従って、発散型コリメータの壁
部４２は放射線のシールドとして作用する。とくに、発
散型コリメータ４０の材料は、好ましくは、鉛（Ｐ　ｂ
）のショットとボロンガラス（Ｂ）のフリットとの混合
物のように、中性子毒物質とガンマ線減衰材との両方を
含む。発散型壁部４２には、壁４２から、軸線２８に対
してほぼ垂直になって延在する延長壁部７０が形成され
ている。好ましい実施例においては、延長壁部７０は、
結像面１６と中性子源３６との。

間に位置していて、中性子源３６の周りにより大きな体
積の減速材１８を配置することがきるように、実行可能
な限り中性子源３６から離して位置されている。さらに
、発散型コリメータ４０は、第２図に示したように、開
口３０の方へ向かって延在した底壁部４６を有している
。前記底壁部４６の中には、開口の外周部３２を取囲ん
で高効率の毒物質のカラー６２が配置されている。壁部
４２によって形成される中性子のシールドに加えて、前
記毒物質のカラー６２も熱中性子を吸収し、中性子はそ
れと作用して、開口３０を通過する熱中性子束を鋭く画
定する。毒物質のカラー６２は、ボロンの混合物（Ｂ）
、カドミウム（Ｃｄ）、ディスプロシウム（ｄｙ）、イ
ンジウム（Ｉｎ）、あるいはガドリニウム（Ｇｄ）のい
ずれか１つあるいはそれらの組合わせからなっている。

好ましくは、カラー６２は中性子ラジオグラフィー装置
１０の特定の用途のために単独からなるポロン混合物、
あるいは上述したいずれかの要素との組合わせからなっ
ている。

第２図および第３図に示したように、全体的に３６で示
された好ましい中性子源は、−列に配置されたカリフォ
ルニウム−２５２の放射性同位元素である。このカリフ
ォルニウムの中性子源はベース２４の周りで対称的に、
またベース２４と同じ平面内に配置されている。これが
強力な中性子束を発する中性子源の平面３８を提供する
。特に、図示した構造においては、中性子源３６は中性
子源の平面３８から所定の距離５０をおいて位置してい
ることがわかるはずである。さらに、中性子源３６の各
々は開口の外周部３２から所定の距離だけ離れている。

従って、中性子源の平面３８における熱中性子束を最大
にし、また開口の外周部３２を通過する熱中性子束を最
大にするために、複数個の中性子源３６の各々と開口の
外周部３２との間に、最適の量の減速材１８が位置する
ことになる。第３図に示した実施例においては、８個の
中性子源３６が対称的に配置されており、はぼ円形のパ
ターンの中で互いに他と等距離をおいている。中性子源
の平面３８は、好ましくは、長さが約４インチ（１０，
２ａｉ）の壁部を有した正方形状になっている。従って
各々の中性子源３６は中性子源の平面３８のエッヂから
距離５０をおいている。好ましい実施例においては、距
離５０は約２インチ（５．１ｃｍ）あるいは約５ｃｍで
ある。

好ましくはまた正方形断面、すなわち、ベース２４と同
じ形をした開口３０は約２インチ（５．１ｃｍ）の測長
を有している。さらに、収斂型のコリメータ２０の深さ
は距離５２であり、これもまた、好ましい実施例におい
ては、約４インチ（１０．２ｃｍ）である。

ここで規定した距離にカリフォルニウム中性子源を配置
することによって、当業界においてよく知られているよ
うに、ベリリウム、酸化ベリリウム、重水、軽水、およ
びポリエチレンにおける、カリフォルニウム−２５２の
ような中性子源からの距離の関数としての熱中性子束が
、約４ないし１０ｃｍの範囲内で最大になるという利点
が得られる。従って、減速材として高密度−ポリエチレ
ンを用いることによって、中性子源３６をここで述べた
ように配置した結果として、中性子源の平面３８におけ
る中性子束を最大にすることになる。

このように中性子束の強度を増加させることは、毒物質
のカラー６２と中性子源の平面３８との間をより大きく
分離することによって達成することができ、最大の熱中
性子束を発生させることができる。

さらに、ここで用いられている収斂型−発散型コリメー
タのシステムによって、中性子源の平面３８の全てから
の熱中性子束、すなわち、熱中性子束の源は、結像面１
６の方へ向けられる。別の言い方をすれば、ここで述べ
たような配置にすることによって、結像面１６は最大強
度の中性子源の領域から発生される全ての熱中性子で照
射されることになる。この結果、結像面１６には中性子
は均一分布あるいは均等分布することになる。また、中
性子源３６を上述したように配置することによって、中
性子源３６と結像面１６との間の照準線の通過を防ぐこ
とができる。言い換えると、結像面１６から中性子源３
８ａへの照準線５４によって示されるように、中性子と
ガンマ線の吸収体でできている発散型コリメータ４０の
壁部４２は、中性子源３６の崩壊によってできるガンマ
線をほぼ減衰させるが、これはさもなければ結像面１６
を照射することになるものである。結像面１６を照射す
るガンマ線の数を減らすことによって、物体１４の中性
子源像にはより大きなコントラストを得ることができる
。

好ましい実施例においては、減速材１８は一辺の長さが
約１フイート（３０，５ａｍ）の立方体である。減速材
１８は好ましくは高密度のポリエチレンでできている。

減速材１Ｂの周囲を一辺が約３フイート（９１，５ａ！
１）の中性子反射材６０が取囲んでおり、これも好まし
くはポリエチレンでできている。前記反射材６０はラジ
オグラフィーに使用可能な熱中性子束をさらに最適化す
るために、熱中性子の一部を減速材１８の中へ反射して
戻す。反射材６０もまた、好ましくは、立方体状になっ
ていて減速材１８を取囲み、約３フイート×３フイート
×３フイート（９１，５ｃｍＸ９１、　５ｃｍＸ　９１
．　５ｃｍ）の寸法になッテいて、その中に約１フイー
ト×１フイート×ｌフイート（３０，５ｃｍＸ　３０．
　５ｃｍＸ　３０．　５ｃｍ）の立方体状の減速材１８
が納められている。

結像面１６の熱中性子による照射は、開口３０およびベ
ース２４を正方形状にすることによって強化されるが、
他の形状を用いることもできることがわかっている。ま
た、当業界においては、図示した好ましい実施例におい
ては偶数個の中性子源３６を用いているが、奇数個の中
性子源を用いてもよいことがわかるであろう。さらに、
発散型コリメータ４０の角度“ｂ”と収斂型のコリメー
タ２０の角度“ａ”とは特定の状態に応じて変更するこ
とができる。例えば、収斂型のコリメータ２０の壁の角
度″ａ”を発散型コリメータ４０の角度′ｂ”と等しい
かあるいはそれよりも小さくして、中性子源の全平面、
しかも中性子源の全平面のみが、開口３０を通しての結
像面１６の直接の照準線の中に入るようにすることがで
きる。上の考えに加えて、その様な角度は中性子源３６
と結像面１６との間で開口３０を通る直接の照準線を防
いで、望ましくない結像面１６のガンマ線照射を減少さ
せるように選択されることがわかる。

さらに、当業界の技術者は、コリメータの幾何学的形状
に関する他の設計的考慮をすることによって、中性子源
の平面３８における熱中性子束を最大にすることができ
ることを認めるであろう。この目的のために、収斂型の
コリメータ２０の体積を増加させると、減速材１８の体
積はそれに応じて減少し、高速中性子を減速するために
使用できる減速材を少なくすることになる。上に述べた
考えに加えて、当業界においては、本発明による構造物
は、中性子ラジオグラフィーの像を作るために、熱中性
子のみならず、冷中性子および熱外中性子を利用できる
ことを考えていることがわかるであろう。結像のために
発生させられる中性子のタイプは、ラジオグラフィーの
像をつくるための検出量の構造のみならず、減速材１８
に関して選択された特定の材料、設計、温度に依存する
。

ここで詳細に図示し開示した特定のシステムおよび装置
は、前述した目的に合致し、かつ利点を提供するが、本
発明の好ましい実施例を単に例示しているものであって
、添付した特許請求の範囲の中で画定したちの以外の、
ここで示した詳細構造あるいは設計に限定するものでは
ないことがわかるであろう。例えば、結像のために冷中
性子を必要とする中性子ラジオグラフィー装置ｉ１０を
使用する場合には、減速材１８は適当な断熱材に取囲ま
れた低温学的に凍結されたメタンでできていてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による意図的な環境の中で用いられる中
性子ラジオグラフィー装置の透視図、第２図は本発明に
よる中性子ラジオグラフィー装置の断面図、第３図は第
２図に示した中性子ラジオグラフィー装置の、第２図の
線（３−３）に沿って見た断面的な平面図である。図において、１０・・・・・・中性子ラジオグラフィー装置１２・・
・・・・中性子ビーム１６・・・・・・結像面１８・・・・・・中性子減速材２０・・・・・・収斂型のコリメータ２２・・・・・・キャビティー２４・・・・・・ベース２６・・・・・・収斂壁部３０・・・・・・開口部３２・・・・・・開口の外周部３６・・・・・・中性子源４０・・・・・・発散型コリメー′り４２・・・・・・発散壁部４４・・・・・・端部開口６０・・・・・・中性子反射体である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）中性子源と共に用いるための中性子ラジオグラフ
ィー装置において、（イ）結像面と（ロ）前記中性子を前記面に対して、前記面上にほぼ均
等に分布するように、向かわせるための装置と、（ハ）前記結像面上にほぼ最大量の、冷中性子束、熱中
性子束、あるいは熱外中性子束を確立するための装置と
、（ニ）前記面を電磁エネルギーからほぼ遮蔽するための
装置とを含むことを特徴とする中性子ラジオグラフィー装置
。
（２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記
中性子を向かわせるための装置は、（イ）収斂型のコリメータのキャビティーを画定する穴
を有する中性子減速材であって、前記キャビティーは開
口部を末端とした、中性子減速材料でできたベースと収
斂壁部とを有している、その中性子減速材と、（ロ）前記開口部において前記減速材に対して同軸的に
結合された発散型コリメータであって、前記発散型コリ
メータは前記結像面を照射するために、前記開口部から
拡大された端部開口にまで延在した、放射線を吸収する
材料でできた発散壁部を有している、その発散型コリメ
ータとからなる中性子ラジオグラフィー装置。
（３）特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記
遮蔽装置は前記放射線吸収材料でできており、これは前
記中性子源と前記結像面との間に配置され、前記結像面
を前記中性子源から放出される電磁放射線をほぼ遮断す
る中性子ラジオグラフィー装置。
（４）特許請求の範囲第３項記載の装置において、さら
に前記収斂型のコリメータの前記ベース内に配置された
電磁的な放射線フィルターを含む中性子ラジオグラフィ
ー装置。
（５）特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記
中性子束を最大にするための装置は、（イ）前記収斂型のコリメータの前記ベースの周囲に対
称的に配置された複数個の中性子源と、（ロ）前記中性
子源と前記収斂型のコリメータの前記ベースとの間で、
中性子の熱中性子化を最大にするために配置された中性
子減速材とからなる中性子ラジオグラフィー装置。
（６）特許請求の範囲第４項記載の装置において、前記
電磁放射線フィルターはビスマスからなる中性子ラジオ
グラフィー装置。
（７）特許請求の範囲第５項記載の装置において、前記
中性子源は前記開口から４ないし１０ｃｍの範囲内に位
置している中性子ラジオグラフィー装置。
（８）特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記
開口は中性子吸収材によって取囲まれている中性子ラジ
オグラフィー装置。
（９）特許請求の範囲第８項記載の装置において、前記
中性子吸収材はボロンを含む中性子ラジオグラフィー装
置。
（１０）特許請求の範囲第３項記載の装置において、前
記遮蔽材は鉛とボロンを含む中性子ラジオグラフィー装
置。
（１１）特許請求の範囲第１項記載の装置において、前
記中性子源はカリフォルニウム、アメリシウム−ベリリ
ウム、あるいはプルトニウム−ベリリウムからなる中性
子ラジオグラフィー装置。
（１２）特許請求の範囲第２項記載の装置において、前
記開口は一辺の長さが約２インチ（５．１ｃｍ）の正方
形状になっている中性子ラジオグラフィー装置。
（１３）特許請求の範囲第２項記載の装置において、前
記端部開口は一辺の長さが約４インチ（１０．２ｃｍ）の正方形状になっている中性子ラジオ
グラフィー装置。
（１４）特許請求の範囲第２項記載の装置において、前
記減速材は高密度のポリエチレンからなっている中性子
ラジオグラフィー装置。
（１５）特許請求の範囲第２項記載の装置において、前
記減速材は中性子反射材の層によって取囲まれている中
性子ラジオグラフィー装置。
（１６）特許請求の範囲第１５項記載の装置において、
前記反射材はポリエチレンからなる中性子ラジオグラフ
ィー装置。
（１７）中性子ラジオグラフィーのために、中性子ビー
ムを結像面へ向けて発生させるための装置において、（イ）中性子減速材でできたベースと収斂壁部とを有し
た収斂型のコリメータであって、前記壁部は前記ベース
から延在して、中心軸に向かって収斂し、前記開口部の
外周において終わっている、その収斂型のコリメータと
、（ロ）前記収斂型のコリメータに対して同軸的に結合さ
れた発散型コリメータであって、中性子と電磁放射線と
を吸収する材料でできた発散壁部を有していて、これは
前記中性子ビームを前記結像面へ向けさせるために、前
記開口から拡大端部開口まで延在している、その発散型
コリメータと、（ハ）複数個の中性子源を前記中心軸の周りで対称的に
支持し、前記ベースにおいて中性子束の源となる平面を
確立するための装置とを含み、前記中性子源は、前記ベースにおいて最大量の冷中性子
束、熱中性子束、あるいは熱外中性子束をつくるために
前記ベースから十分な距離をおいて配置され、また、前
記中性子源は、前記中性子源と前記開口部との間に前記
中性子減速材を挿入するように、さらに前記中性子源と
前記結像面との間に中性子とガンマ線との吸収材を挿入
するように位置され、前記ベースは前記結像面のほぼ全
てを、前記開口部を通して前記中性子源の平面のほぼ全
てに対して露出させるために十分な寸法を有しているこ
とを特徴とする中性子ビーム発生装置。
（１８）冷中性子源、熱中性子源、あるいは熱外中性子
源と共に用いるための中性子ラジオグラフィー装置にお
いて、（イ）中性子ビームを画定するための発散端部を形成し
た発散部分と、ベースを有した収斂部分と、前記発散部
分と収斂部分との間における開口部とを有するコリメー
タと、（ロ）前記中性子ビームのほぼ内部に配置された結像面
と、（ハ）前記ベースにおいて冷中性子束、熱中性子束、あ
るいは熱外中性子束を最大にするための装置と、（ニ）前記ベースから放出された前記中性子を前記結像
面に対してほぼ均一に向けるための装置と、（ホ）前記結像面を電磁エネルギーからほぼ遮蔽するた
めの装置とを含むことを特徴とする中性子ラジオグラフィー装置
。
（１９）結像面をほぼ均一に照射するために、中性子源
と共に用いるための中性子ラジオグラフィー装置におい
て、（イ）開口部を有した収斂−発散型コリメータと、（ロ
）前記中性子源から前記結像面への照準放射線をほぼ減
衰させるための装置と、（ハ）前記開口部における冷中性子束、熱中性子束、あ
るいは熱外中性子束を最大にするために、前記中性子源
と前記開口部とを所定の厚さの減速材で分離するための
装置とを含むことを特徴とする中性子ラジオグラフィー装置
。
（２０）中性子ラジオグラフィー法において、（イ）放
射性同位元素の中性子源から冷中性子束、熱中性子束、
あるいは熱外中性子束を発生することと、（ロ）前記中性子束の中で結像面を画定する物体を配置
することと、（ハ）前記中性子束を前記結像面に対してほぼ均一に向
けることと、（ニ）前記結像面を電磁放射線から遮蔽することと、（ホ）前記結像面において前記中性子束を最大化するこ
ととを含むことを特徴とする中性子ラジオグラフィー法。