JPH0638949A

JPH0638949A - Ｘ線システムのフィルタ方法及びそれを実行する装置

Info

Publication number: JPH0638949A
Application number: JP5107071A
Authority: JP
Inventors: Geoffrey Harding; ハーディングジェフリー
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV; Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1992-05-09
Filing date: 1993-05-07
Publication date: 1994-02-15
Anticipated expiration: 2018-10-14
Also published as: US5394454A; JP3456722B2; EP0571017A2; EP0571017A3; EP0571017B1; DE59307657D1; DE4215343A1

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はＸ線システムのためのフィルタ方法
及びそのフィルタ方法を実行するための装置に関する。
本発明による方法は、検査区域で異なる相互作用によっ
て生成された散乱放射の成分の分離を可能にすることを
目的とする。【構成】本発明のＸ線システムは、Ｘ線量子を放出す
るためのＸ線源１と、検査領区域内の対象物７と相互に
作用しあうＸ線量子を検出するために少なくとも一つの
測定信号を供給する検出装置とよりなる。本発明の方法
は、ａ）Ｘ線源１と検査区域との間のビーム路内にフィ
ルタ５が配置されている間の測定と、ｂ）他の測定の間
に使用されるフィルタと同じ材質からなるフィルタ６が
検査区域と検出装置との間のビーム路内に配置されてい
る間の測定と、ｃ）二つの測定から得られる測定信号の
減算的組み合わせとの各段階よりなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＸ線システムのフィルタ
方法及びこのフィルタ方法を実行する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】１９８５年ジャーナル・オブ・フィジッ
クスＥ第１８冊３５４〜３５７頁には、検査区域が照射
され検査区域からのＸ線が検出装置によって測定される
Ｘ線システムのためのフィルタ方法が記載されている。
既知の方法によれば、第１の測定はＸ線源と検査区域と
の間のビーム路内に配置された第１のフィルタを用いて
行われ、第２の測定は第２のフィルタを用いて行われ
る。二つのフィルタは、それらが二つのフィルタの吸収
端の間のエネルギー領域外の全てのＸ線量子のための同
じ吸収又は透過を有するように、異なった吸収端を有し
ておりそして比例している。二つの測定の結果が相互に
減算されるとき、二つの吸収端の間のエネルギー領域内
にある多色Ｘ線源のスペクトル成分のみに依存する値が
得られる。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は異なるフ
ィルタ方法を提供することである。この目的は、Ｘ線量
子を放出するためのＸ線源と、検査区域内の対象物と相
互に作用しあうＸ線量子を検出するために少なくとも一
つの測定信号を供給する検出する検出装置とよりなるＸ
線システムのフィルタ方法であって、ａ）第１の測定はＸ線源と検査区域との間のビーム路内
にフィルタが配置されている間に行われ、ｂ）第２の測定は他の測定の間に使用されるフィルタと
同じ材質からなるフィルタが検査区域と検出装置との間
のビーム路内に配置されている間に行われ、ｃ）二つの測定から得られる測定信号の減算的に組み合
われる、という各段階よりなるＸ線システムのフィルタ方法の手
段による本発明によって達成される。

【０００４】ここで、既知の方法によれば、異なる材質
からなるフィルタは、二つの測定の間、Ｘ線源と検査区
域との間のビーム路内に毎回配置されるが、本発明によ
れば、一つの測定の間にはフィルタはＸ線源と検査区域
との間のビーム路内に配置され、一方他の測定の間には
フィルタは検査区域と検出装置との間のビーム路内に配
置され、フィルタ材質は両方の場合において同じであ
る。従って、同じフィルタを両方の測定に使用できる。
しかし、代わりに同じ材質よりなる二つのフィルタを使
用することも可能である。

【０００５】本発明は、Ｘ線量子が検査区域内の対象物
と種々の方法で相互に作用し合うと言うことを利用して
いる：１）弾性散乱放射（レイリー散乱）の場合、Ｘ線の方向
は変化するがエネルギーは変わらない。２）非弾性（コンプトン）散乱放射の場合、Ｘ線量子は
方向が変化するときにエネルギーを失う。エネルギー損
失は方向の変化の大きさとエネルギー量子のエネルギー
に依存する。

【０００６】３）光電子制動放射の場合、原子と相互に
作用し合うＸ線量子は主にＫシェルから電子を放出し、
Ｋシェルから電子を放出するのに必要な量だけ主Ｘ線量
子のエネルギーより小さいエネルギーの光電子（Ｘ線量
子）になる。このエネルギー量は周期システムの原子の
原子番号の３乗で増加する。本発明による方法は、検査区域で異なる相互作用によっ
て生成された散乱放射の成分の分離を可能にする。

【０００７】本発明の第１の実施例において、実質的に
単色のＸ線源が使用され、フィルタ材質は単色のＸ線源
によって放出されたＸ線量子のエネルギーより僅かに低
い量子エネルギーにおける吸収端を有し、Ｘ線量子はＸ
線量子のエネルギーとフィルタが吸収端を有する部分で
の量子エネルギーとの差に正確に一致するコンプトン散
乱によるＸ線量子のエネルギー損失における角度より大
きい角度において検出装置によって検出される。この方
法は、弾性（コヒーレント）散乱放射又は非弾性（非コ
ヒーレント）散乱放射のための散乱断面の決定を可能に
する。

【０００８】本発明の更なる実施例においては、実質的
に単色のＸ線源が使用され、フィルタ材質は単色のＸ線
源によって放出されたＸ線量子のエネルギーより僅かに
低い量子エネルギーにおける吸収端を有し、Ｘ線量子は
Ｘ線量子のエネルギーとフィルタが吸収端を有する部分
での量子エネルギーとの差に正確に一致するコンプトン
散乱によるＸ線量子のエネルギー損失における角度より
小さい角度において検出装置によって検出され、量子エ
ネルギーはエネルギー分解方法によって測定される。こ
の実施例によれば、コンプトン及びレイリー散乱から生
じる成分は抑制され、光電子制動放射により生成された
成分だけが残る。ある（広い）範囲の検査において、低
原子番号を有する材質の含有物、例えば炭素、酸素ある
いは窒素は、それによって決定される。

【０００９】本発明の更なる実施例によれば、多色Ｘ線
源が使用され、所定範囲の散乱角度で放射する散乱放射
は検出装置により測定される。測定信号の減算的組み合
わせの後に得られる測定値は、所定のエネルギーバンド
内のＸ線量子だけにより決定され；他のＸ線量子の影響
は減算的組み合わせによって排除される。

【００１０】

【実施例】図１における符号１は単色Ｘ線を放射するＸ
線源を示し；その源１から放射されたＸ線量子はよって
本質的に同じエネルギを有する。中心アパーチャと共に
設けられたダイヤフラム２はＸ線源１から放射されたＸ
線ビームのペンシルビーム３のみを透過させる。ペンシ
ルビーム３は他のダイヤフラム板４における中心アパー
チャを横切る。二つのダイヤフラム板２，４は、ペンシ
ルビーム３に直交する方向において、そこにおいて物体
７が検査されるべき検査区域をバインドする。ペンシル
ビーム３におけるＸ線量子は検査されるべき物体７と相
互作用しなかんずく弾性及び非弾性散乱放射を生成す
る。検査されるべき物体７において最小角β₁及び最大
角β₂の間で生成された散乱放射はペンシルビーム３と
同中心のダイヤフラム４におけるアパーチャ８を介して
環状検出器９に達し得る。その検出器信号は積算増幅器
１０によって増幅されアナログ−ディジタル変換器によ
ってディジタルデータワードに変換される。このデータ
ワードは環状検出器９によって積算間隔又は測定期間の
間に検出されたＸ線量子の数に比例し、Ｘ線量子のエネ
ルギとは独立している。

【００１１】データワードはメモリ１２に貯蔵され算術
及び論理ユニット（ＡＬＵ）１３において処理される。
ユニット１０乃至１３は制御ユニト１４によって制御さ
れる。ユニット１２乃至１４はマイクロプロセッサの要
素であっても良い。図１に示される装置の手段による測
定方法の性能を下に述べる。まず第１の測定が実行され
る。第１の測定の間、単色Ｘ線源１と検査区域７との間
のビーム路においてＸ線源１から放射されたＸ線量子の
エネルギよりみ僅かに低い量子エネルギＥ_Kで吸収端を
有するフィルタ５が配置される。

【００１２】図２はエネルギスペクトルを示し、即ち、
それはＸ線量子のエネルギの関数としてのＸ線の強度で
ある。このスペクトルはラインＥ_P及び低いエネルギの
成分Ｅ_Sを含む。そのラインＥ_pはそこで知られている
如くＸ線量子がエネルギを失わない弾性散乱によって発
生される。よってエネルギＥ_Pは又Ｘ線源１から放射さ
れたエネルギ量のエネルギである。成分Ｅ_Sはコンプト
ン散乱によって発生される。この非弾性散乱過程の間、
Ｘ線量子は関係：

【００１３】

【数１】

【００１４】によって失われる。そこにおいて、Ｅ_Pは
散乱過程の前にＸ線量子のエネルギであり、Ｅ_Sは散乱
過程の後にＸ線量子のエネルギであり、ｃは定数であり
βはペンシルビーム３の方向に相対的な散乱されたＸ線
量子の路によって囲まれた角度である。等式（１）に関
して電子は静止していると仮定する。しかし、実際には
これらの電子は移動している。これによってコンプトン
ラインを広げること（コンプトンシフト）に至る。この
場合等式（１）はコンプトンピークのエネルギを示す。
小さい散乱角での散乱に関してコンプトンピークの幅は
小さい。

【００１５】成分Ｅ_Sの成分Ｅ_Pとの比較における拡張
がＸ線量子が検出器リング９に異なる散乱角で達し得る
という事実によって更に発生される。散乱放射が検出器
装置に一定の散乱角でのみ達し得るということが実質的
に確実にされる際、成分Ｅ_Sに関して実質的に一本のラ
インが得られる。これは、例えば針形状一次ビームの代
わりに円錐の形成における一次放射ビームの利用によっ
て達成され得、ダイヤフラム４は、本来ＤＥ−ＯＳ４
０３４６０２に述べられている如く、その円錐の対
象軸と同中心のコリメータメンバによって形成される。

【００１６】図１に示されているフィルタ５はＸ線源に
よって放射されたＸ線量子のエネルギよりも僅かに小さ
いが散乱過程によって影響されたＸ線量子のエネルギＥ
_Sよりも大きい量子エネルギＥ_Kで吸収端を有する材料
によって作られている。図２においてＸ線量子のエネル
ギの関数としてのこのフィルタの透過率の変化は破線Ｆ
によって図表的に示されている。その透過率は吸収端ま
で単調に増加し、その後それはより低い値に降下し再び
実質的に増加する。フィルタ５の一次放射に関する透過
率は符号Ｔ_Pによって示され、エネルギＥ_Sに関するそ
のフィルタの（より高い）透過率は符号Ｔ_Sによって示
される。フィルタ５のＸ線源及び検査区域の間の領域で
の配置によって、スペクトル成分Ｅ_S及びＥ_Pが同じ範
囲に対して、即ち、透過率係数Ｔ_Pによってで減少され
る。測定期間の最後にアナログ−ディジタル変換器１１
がその強度に関する時間積分に比例する信号を供給す
る。

【００１７】次に、第２の測定が実行され、その間、矢
印によって示される如く、フィルタ５がビーム路から外
に移動されフィルタ６が検査区域７と検出器装置９との
間のビーム路内に移動される。フィルタ６はフィルタ５
と同じ材料よりなるべきであり、同じ厚さで良い。後者
の場合、一のフィルタの使用が、該フィルタが上、即
ち、Ｘ線源に対面する検査区域の側に配置されて、一測
定に関する検査区域に及び真下、即ち、Ｘ線源と逆方向
に面する検査区域の側に配置されて、他測定に関する検
査区域にとって充分である。フィルタ６は散乱された成
分Ｅ_P及びＥ_Sに影響を及ぼさない。成分Ｅ_Pはフィル
タ５による如くと同じ範囲に対してフィルタ６によって
減衰される。しかし、Ｔ_SがＥ_Pより大きいため成分Ｅ
_Sはより少なく減衰される。この測定に関して得られる
時間の期間は先の測定の間の測定期間に対応する。

【００１８】この二つの測定の後、差異が二つの測定か
ら得られた信号の間で形成され得る。成分Ｅ_Pが二つの
測定の間にフィルタ５及び６による如くと同じ範囲に対
して減衰されるため、測定信号の間の差異はコンプトン
散乱によって生成される成分Ｅ_Sにのみ依存する。よっ
てその差異信号はコンプトン散乱の量である。フィルタ
６を有する同じ材料よりなるが係数Ｔ_P／Ｔ_S大きい厚
さを有するフィルタが検査区域及び検出器装置間のビー
ム路内に使用された際、成分Ｅ_Sは二つの測定の間に同
じ減衰をし、しかるに成分Ｅ_Pは第２の測定の間により
多く抑制される。よって、その際が二つの測定によって
生成される測定信号間で再び形成される際、その際信号
はＥ_Sから独立でありよって弾性散乱放射の量である。
しかし、フィルタ５と同じ材料及び厚さのフィルタが検
査区域と検出装置９との間のビーム路内に配置された
際、同じ結果が又得られ得、ペンシルビーム３の強度又
は測定期間は係数Ｔ_S／Ｔ_Pによって増加される。

【００１９】図１に示した装置の変更は弾性及び／又は
非弾性散乱放射に関するボクセルの散乱断面積の計算を
可能にする。この目的に対して、ダイヤフラム装置は検
出装置９と検査区域７との間に配置されなければなら
ず、それを介して検出器配置は検査区域のペンシルビー
ム３に関して一つのボクセルのみを「見」得る。（この
場合、物体７が装置の他の部品に相対的に、しかしペン
シルビーム３に直角ではなくペンシルビーム３におい
て、移動可能であるか、又はその逆の際、それは有効で
あり、もって物体７内の各ボクセルが所望に応じて検査
され得る。）下記：

【００２０】

【数２】

【００２１】がその二つの測定によって生成された測定
信号Ｓ１及びＳ２に関して適用される。ここで、Ａ_c及
びＡ_iは夫々弾性（レイリー）及び非弾性（コンプト
ン）散乱放射に関する散乱された断面積に比例する係数
であり、Ｉ_Pはペンシルビーム３における強度である。
散乱断面積は下記の如く等式（２）及び（３）：

【００２２】

【数３】

【００２３】から得られる。等式（５）は弾性散乱放射
に関する断面積Ａ_cが又フィルタ厚さ、測定期間又は強
度Ｉ_Pの変更無しに決定され得ることを示す。しかし、
信号Ｓ１及びＳ２の減算的組み合わせは減算によって直
接実現され得ないが、むしろ重み付けされた測定信号の
際が形成される線形組み合わせによって実現され得る。

【００２４】図２において明瞭に示されている如く、成
分Ｅ_S及びＥ_Pの分離に関する状態はフィルタがＥ_Pの
下でＥ_Sの上に位置する量子エネルギＥ_Kで吸収端を有
するものである。これがその場合であることを確実にす
るめたに、コンプトン散乱過程の間のＸ線量子のエネル
ギ損失Ｅ_P−Ｅ_Sは充分高くなければないない。等式
（１）によって、エネルギ損失Ｅ_P−Ｅ_Sは散乱角の関
数として増加する。与えられた散乱角でエネルギ損失は
エネルギＥ_P及び吸収端での量子エネルギＥ_Kに正確に
対応する。そこで検出装置９が散乱されたＸ線量子を検
出する散乱角は、よって、弾性的に散乱されたＸ線量子
とコンプトン過程によって非弾性的に散乱されたＸ線量
子とが互いに分離されることを確実にするために、その
散乱角より大きくなければならない。

【００２５】単色Ｘ線は原理的に放射性核種によって生
成され得た。これらの放射源は、しかし、低強度のみし
か有さない。非常に大きい強度がターゲットにおいて準
単色蛍光性放射に変換される単色Ｘ線を最初に生成する
Ｘ線源によって提供される。この種のＸ線放射源はＥＰ
−ＯＳ２９２０５５（ＰＨＤ８７０９８ＥＰ）
から及びＤＥ−ＯＳ４０１７００２から知られる。
図３はタンタルよりなるターゲットを用いたそのような
Ｘ線源のスペクトルを示す。そのような源のスペクトル
は４つのＫラインα２，α１，β１及びβ２（増加する
エネルギの順）から成る。タンタルの全ての他の蛍光性
ラインは、図３には示されていないが、それらのはるか
下に位置する。Ｋα１ラインは５７．５３２ｋｅＶのエ
ネルギを有するが、Ｋβ１ラインは略７．５ｋｅＶ高く
に位置する。そのようなＸ線源にに関連して、Ｋα２ラ
インより上でＫα２ラインより下でＫα１ラインより下
である５７．４８５ｋｅＶの量子エネルギＥ_Kでの吸収
端を有するエルビウムのフィルタが興味を引く。

【００２６】等式（２）及び（３）は４つのラインの各
々に関して適用される。しかし、放射ライン及び散乱の
後に起こるラインはそのフィルタのＫ吸収端より上の双
方又はより下の双方に位置する際、Ｔ_P及びＴ_Sは実質
的に同一でありこれらのラインの信号Ｓ１及びＳ２の減
算的組み合わせの後に起こる信号に対する貢献は互いに
取り消される。Ｋα２ライン及びコンプトン散乱によっ
てその結果得られる明白なラインはエルビウムフィルタ
の吸収端Ｅ_Kより下に位置する。Ｋβ１ライン及びＫβ
２ライン及び散乱によってその結果得られるラインは散
乱過程の間のエネルギ損失が２．５ｋｅＶ未満か又は散
乱角が９０°より小さい限りその吸収端より上に位置す
る。Ｋα１ラインのみが、それのエネルギが吸収端より
上に位置するため、貢献をし、散乱角が少なくとも７°
に等しい際コンプトン散乱によってそれから発生するラ
インが吸収端より下に位置する。

【００２７】僅かな変更が図１における装置におけるコ
ンプトン又はレイリー散乱によって生成された散乱放射
から独立しているペンシルビームによって生成される光
電制動放射の測定を可能とする。この目的のために、検
出器リング９及び検出器リングと検査区域との間に配置
されたダイヤフラム４又はコリメータ装置は検出器リン
グが検査区域からの放射を０°より大きくコンプトン散
乱による単色放射源１及びフィルタ５が吸収端を有する
量子エネルギの間の際の領域におけるエネルギ損失での
散乱角より小さい角度のみで受けることが出来るような
形状でなければならない；タンタル蛍光性放射源及びエ
ルビウムフィルタの記載された組み合わせに関して、こ
の角度は７°に等しい。この場合弾性散乱によって影響
を及ぼされたＸ線量子のみでなくコンプトン散乱によっ
て生成されたＸ線量子がフィルタ５又は６の吸収端より
上に位置するエネルギを有する。（ビーム路におけるフ
ィルタ５及び６による測定で得られた）測定信号の減算
の後、これらの散乱信号の効果は取り消される。

【００２８】しかし、これは光電制動放射に適応されな
い。この放射はＸ線量子が原子のＫシェルから一つの電
子を各回毎に解放する際に発生し、よってそのエネルギ
が一次Ｘ線量子のエネルギより低い光電子を生成する。
生成する（一次）Ｘ線量子に相対的なエネルギ差は原子
の原子番号に依存する。例えば、炭素に関してそれは略
２８４ｅＶに等しく、窒素に関しては略４００ｅＶに、
そして酸素に関しては５３２ｅＶに等しい。それが吸収
端の量子エネルギ及び単色放射のエネルギ間のエネルギ
差より大きい際、それはタンタル源／エルビウムフィル
タ組み合わせの場合の如くであるが、光電制限放射のエ
ネルギは吸収端の量子エネルギより低く、もってこの放
射のセパレートプルーフが図２を参照して説明される如
く可能である。

【００２９】この変更はＸ線量子がエネルギ分解方法に
おいて測定される際に特別な効果を提供する。その場合
適当な検出器９、例えば、Ｘ線量子の検出においてＸ線
量子のエネルギに比例する振幅を有するパルスされた信
号を生成するゲルマニウム検出器が設けられなければな
らない。増幅器１０の下流には、様々な振幅範囲に関し
てその振幅が関連する振幅範囲内であるところのパルス
数を記録するパルス高さ分析器を設けなければならな
い。よって、各測定に関してこのパルス高さ分析器は測
定されたエネルギ、即ちエネルギの関数としての強度を
特徴付ける幾つかの数を生成する。

【００３０】この方法によって達成されるべき結果は二
つの測定の間に検査されるべき物体の後ろで発生するエ
ネルギスペクトルを示す図４に基づいて理解され得る。
これらは単色放射のエネルギによって決定され例えば蛍
光性放射のＫα１ラインに対応するラインＥ_Pを再び示
す。二つの測定の間、コンプトン散乱によってＥ_Sで生
成されるラインはＥ_Pより下であるが、検査区域の正面
及び後ろの夫々でアクティブであるフィルタの吸収端の
量子エネルギＥ_Kより上である。吸収端Ｅ_Kより下に連
続的なスペクトル、即ち光電放射スペクトルがある。検
査区域において最低原子番号の元素として検査区域にお
いて炭素（Ｃ），窒素（Ｎ）及び酸素（Ｏ）が存在する
と仮定される。Ｘ線量子が炭素原子のＫシェルから電子
を解放した際、それの最高エネルギがＥ_Kより下でＥ_P
より低い略２８４ｅＶであるところの制限放射スペクト
ルが得られる。窒素成分によって生成された制限放射ス
ペクトルの最高のエネルギはＥ_Pより低い略４００ｅＶ
であるが、酸素に関しては最高エネルギはＥ_Pより下の
略５３２ｅＶである。

【００３１】元素Ｃ／Ｎ／Ｏの一を越えるものが検査区
域に存する際、エネルギスペクトルの短波長部が段階的
に変化する。各段階の高さは炭素、窒素及び酸素成分の
量である。その三つの成分の互いの比は適当なカーブフ
ィッティングによって決定され得る。爆薬は明確なＣ／
Ｎ／Ｏ比を有することが知られているため、この方法が
広い検査区域内、例えば荷物検査のためにの爆薬の存在
を示すのに使用され得る。

【００３２】図５乃至７は多色Ｘ線を利用したフィルタ
法を図解する。図５の実線で示された曲線Ｐはタングス
テンアノードを用いたＸ線管よりなるそのようなＸ線源
のエネルキスペクトルを示す。中心のエネルギ範囲にお
ける二つの強度ピークを有する制限放射スペクトルの典
型的な変化が理解され得る。破線Ｓは、エネルギスペク
トルＰを有するＸ線が、検査区域において、例えば、１
４０°の散乱角で散乱された際に得られる（スペクトル
Ｐに相対的に異なるスケールのものである）スペクトル
を示す。そのような角度で散乱された放射はＸ線量子が
増加するにつれて増加するエネルギ損失に等式（１）に
よって至るコンプトン過程によって本質的に生成され
る。

【００３３】この測定の間にこれらの散乱されたＸ線が
測定され量子エネルギＥ_aで吸収端を有するフィルタが
検査区域及び検出器装置間に挿入された際（例えば、略
７０ｋｅＶで吸収端を有するタングステンフィルタ）、
Ｅ_aより下のＸ線量子のエネルギに関して低い減衰が発
生しＥ_aより上のエネルギに関して高い減衰が発生す
る。同じ材料のフィルタが放射源及び検査区域間のビ
ーム路に挿入されている間に更に測定がなされた際、そ
の吸収端によって発生される透過率傾斜はコンプトン散
乱過程のエネルギ損失のゆえにより低いエネルギＥ_bに
位置する。Ｅ_bの上の特別な成分は高い減衰を有しＥ_b
より下の特別な成分は低い減衰を有する。

【００３４】双方の測定の間、Ｅ_bより下の特別な成分
はよって低い減衰となりＥ_aより上のそれらは高い減衰
となり、それは一次側での（同じフィルタ厚さに関す
る）減衰効果が僅かに二次側のものよりも小さいことで
ある。そのフィルタが二次側に挿入される際、これらの
吸収又は透過率差が一次側のフィルタの厚みを僅かに厚
く作るか又はフィルタの厚みを同じままにして測定期間
をそれに応じて増加させることによって除去される際、
Ｅ_bより下及びＥ_aより上の特別な成分の効果は二つの
測定の間に得られた信号が減算された際に実質的に取り
消される。これはＥ_b及びＥ_A間の範囲において排他的
な場合では無い。よってもし差信号はＥ_b及びＥ_aの間
のエネルギを有するＸ線量子のみがＸ線源において発生
したとしたら得られたであろう信号に対応する。説明し
た方法はよって帯域通過フィルタリングを実行する。

【００３５】説明した実質的に関して、１４０°の散乱
角で６９．５ｋｅＶで吸収端を有するフィルタを含ん
で、そのディッファレンシエイションは、一次側での６
９．５ｋｅＶ乃至９１．５ｋｅＶからのエネルギに対応
する、二次側に５６ｋｅＶ乃至６９．５ｋｅＶの範囲に
おけるエネルギを用いてＸ線量子を活性化する帯域フィ
ルタを製造する。タングステンフィルタが、４０．４５
ｋｅＶでＫ吸収端を有するセリウムフィルタに置き換え
られる際、、散乱角が１４０°に等しい場合、３５．５
ｋｅＶ及び４０．４５ｋｅＶの間のエネルギ帯域が二次
側に又は一次側に４０．４５乃至４７ｋｅＶが発生す
る。この方法で活性化されるエネルギ帯域の幅は散乱角
に依存し散乱角の関数として減少する。例えば、散乱角
が９０°である場合、タングステンフィルタによって強
調されるエネルギ帯域は一次側で６１．２ｋｅＶ乃至６
９．５ｋｅＶに二次側で６９．５乃至８０．４４ｋｅＶ
に延びる。

【００３６】その方法を実行する装置を図６を参照して
次に述べる。装置は図６の平面に直角に延びるスリット
１６よりなる測定プローブ１５よりなる。Ｘ線源（図示
せず）からの多色放射ビームから、スリット１６はファ
ン形状のＸ線を吸収する材料を用いた回動可能ローラ１
７上に投射する放射ビームを形成する。そのローラにお
いて互いに相対的に１８０°のオフセットである二つの
螺旋スリットが設けられ、もってペンシルビーム１８が
ファン形状の放射ビーム１７からローラのどのような位
置にも形成され、そのペンシルビームはローラの各回動
の間に図面の平面に垂直な平面において旋回させられ
る。

【００３７】ペンシルビーム１８は検査されるべき物体
１９に照射されそこに（コンプトン）散乱放射を発生す
る。その散乱放射は、ペンシルビームに相対的に略１４
０°の角度で散乱され、二つのスリット１９を測定ヘッ
ドにおいて通過し、そのスリットは図面の平面に直交し
て延びスリット１６によって画成された平面の両面に位
置し、該散乱された放射は測定ヘッドにおいて配置され
その各々がいくつかの検出器要素よりなる二つの検出器
装置３０上に投射する。そのスリットの形状のゆえに、
図面の平面に垂直に延びるその検出器要素はその物体の
異なる深さから散乱された放射を検出する。

【００３８】これまで述べてきた図６の装置はＥＰ−Ｐ
Ｓ１８４２４７から知られる。しかし、本発明によ
って更にフィルタ装置２１が物体１９と測定ヘッドとの
間のビーム路に配置される。このフィルタリング装置を
介して、４つの異なる測定がペンシルビーム１８の各位
置において実行される。図６に相対的に９０°を通して
回動された位置におけるそのフィルタ装置を示す図７に
見られる如く、フィルタ装置は４つのフィルタプレート
２１０…２１３のための取付け台２１５よりなる。二つ
のフィルタプレート２１０及び２１１はタングステンで
作られ同じ厚さを有する。二つのフィルタプレート２１
２及び２１３はセリウムで作られ同じ厚さを有する。隣
合うフィルタプレート間にそこをＸ線が影響を及ぼされ
ることが無く通過し得るギャップがある。

【００３９】第１の測定の間フィルタはペンシルビーム
１８がフィルタプレート２１０及び２１１の間を妨害無
しに通過し得るようにビーム路内に位置される。散乱さ
れた放射はしかしスリット１９への途中でプレート２１
０，２１１上に投射し、もってそれはそれによって影響
を受ける。次に、フィルタが第２の測定の間にペンシル
ビーム１８がフィルタプレート２１１を通過するように
横に移動させられる。散乱された放射はそこで妨害無し
にスリット１９に達する。図５を参照して説明した理由
のために、第２の測定の期間は第１の測定のそれよりも
僅かに長い。検出器装置２０の各個々の要素によってペ
ンシルビーム１８の同じ位置及びフィルタ装置２１の二
つの位置に関して供給された測定値は、減算される。図
５を参照して既に説明した如く、その差信号はもしＸ線
源のスペクトルが与えられたエネルギ帯（Ｅ_b−Ｅ_a、
図５参照）に限定されたとした場合に得られたであろう
測定信号に等しい。

【００４０】フィルタ装置２１の更なる変位の後、セリ
ウムフィルタ２１２は第３の測定の間にペンシルビーム
１８によって放射される。散乱放射はしかし、スリット
１９を介して、検出装置２０に妨害無しに達する。フィ
ルタ装置の更なる変位の後、一次ビームが第４の測定の
間に二つのセリウムフィルタ２１２及び２１３間の隙間
を通過し、該フィルタはそこでそれらのスリット１９の
通過に先立ち散乱された放射をフィルタリングする。各
々の検出器要素に関して及び各々のペンシルビーム位置
に関してフィルタ装置の第３及び第４の位置において測
定された信号の間の差が再び形成され、タングステンフ
ィルタ２１０，２１１によって実行された第１及び第２
の測定の間の差から得られるエネルギ帯より低いエネル
ギ帯に対応する差信号が得られる。

【００４１】よって物体１８は二つの異なるエネルギに
よって放射され、それは所謂デュアルエネルギ法の本質
的一面である。これらの方法は検査されるべき物体１８
に関する付加的状態を提供する。本発明による方法はそ
のようなデュアルエネルギ法がＸ線源によって発生され
たＸ線のスペクトルを、例えばＸ線源に含まれるＸ線管
に印加される高電圧の切替えによって変更する必要無し
に実行されることを可能とする。エネルギ分解方法にお
いてデュアルエネルギ法を実行するためにＸ線を測定す
る必要も無い。

【００４２】ハーディング及びティッシャー（Ｐｈｙ
ｓ．Ｍｅｄ．Ｂｉｏｌ．ｖｏｌ．３１，４７７−４８
９，１９８８）による論文において説明されている如
く、デュアルエネルギ法はコンプトン散乱による及び光
電吸収による減衰の別々の決定を可能する。この目的の
ために、４つの測定から得られる差信号の二つのセット
が引用した刊行物に開示されている方法において組み合
わせられなければならない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるフィルタ方法を実行する装置を示
す図である。

【図２】一実施例における検査区域のＸ線源から離れて
面した側面におい得られるスペクトルを示す図である。

【図３】本方法に好適なＸ線源の放出線を示す図であ
る。

【図４】他の実施例において得られるエネルギースペク
トルを示す図である。

【図５】検査区域の前後の制動放射スペクトルを示す図
である。

【図６】本発明による方法の第２の実施例を示す図であ
る。

【図７】図６に示す装置に使用して好適なフィルタを示
す図である。

【符号の説明】

１Ｘ線源２ダイヤフラム３，１８ペンシルビーム７，１９検査されるべき物体７検査区域８アパーチャ９環状検出器、検出器リング１０積算増幅器１１アナログ−ディジタル変換器１２メモリ１３算術及び論理ユニット１４制御ユニット１５測定プローブ、測定ヘッド１６，１９スリット１７ローラ２０検出器装置２１フィルタ装置２１０，２１１，２１２，２１３フィルタプレート２１５取付け台

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ線量子を放出するためのＸ線源と、検
査区域内の対象物と相互に作用しあうＸ線量子を検出す
るために少なくとも一つの測定信号を供給する検出装置
とよりなるＸ線システムのフィルタ方法であって、ａ）Ｘ線源と検査区域との間のビーム路内にフィルタが
配置されている間の測定と、ｂ）他の測定の間に使用されるフィルタと同じ材質から
なるフィルタが検査区域と検出装置との間のビーム路内
に配置されている間の測定と、ｃ）該二つの測定から得られる測定信号の減算的組み合
わせとの各段階よりなることを特徴とするＸ線システム
のフィルタ方法。
【請求項２】実質的に単色のＸ線源が使用され、該フ
ィルタ材質は該単色のＸ線源によって放出されたＸ線量
子のエネルギーより僅かに低い量子エネルギーにおける
吸収端を有し、該Ｘ線量子は該Ｘ線量子の該エネルギー
と該フィルタが吸収端を有する部分での量子エネルギー
との差に正確に一致するコンプトン散乱による該Ｘ線量
子のエネルギー損失における角度より大きい角度におい
て該検出装置によって検出されることを特徴とする請求
項１記載のフィルタ方法。
【請求項３】実質的に単色のＸ線源が使用され、該フ
ィルタ材質は該単色のＸ線源によって放出されたＸ線量
子のエネルギーより僅かに低い量子エネルギーにおける
吸収端を有し、該Ｘ線量子は該Ｘ線量子の該エネルギー
と該フィルタが吸収端を有する部分での量子エネルギー
との差に正確に一致するコンプトン散乱による該Ｘ線量
子のエネルギー損失における角度より小さい角度におい
て該検出装置によって検出され、該Ｘ線量子の該エネル
ギーはエネルギー分解方法によって測定されることを特
徴とする請求項１記載のフィルタ方法。
【請求項４】多色Ｘ線源が使用され、所定範囲の散乱
角度で放射する散乱放射は該検出装置により測定される
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】タンタル蛍光放射を放出するＸ線源及び
エルビウムフィルタを使用することを特徴とする請求項
２又は３どちらか１項記載のフィルタ方法。
【請求項６】Ｘ線源と、被検査物と相互に作用し合う
Ｘ線量子を検出するための検出装置とよりなるＸ線シス
テムであって、該Ｘ線源と該被検査物との間のビーム路内又は該被検査
物と該検出装置との間のビーム路内にフィルタを挿入す
るためのフィルタ手段と、該検出装置から供給された測
定信号の減算的組み合わせのための手段とよりなること
を特徴とするＸ線システム。
【請求項７】多色Ｘ線源と、約９０度以上の角度にお
いて散乱する放射を検出するための検出装置とよりな
り、Ｘ線源と検査区域との間に延在するビーム路に対し
て垂直に少なくとも二つの位置に配置し得る少なくとも
一つの平面フィルタよりなるフィルタ装置が設けられ、
該フィルタには一つの位置において主放射が透過し、他
の位置において散乱放射が透過することを特徴とする請
求項６記載のＸ線システム。