JPH07122670B2 - Ｘ線スペクトル測定装置 - Google Patents
Ｘ線スペクトル測定装置Info
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- JPH07122670B2 JPH07122670B2 JP24309186A JP24309186A JPH07122670B2 JP H07122670 B2 JPH07122670 B2 JP H07122670B2 JP 24309186 A JP24309186 A JP 24309186A JP 24309186 A JP24309186 A JP 24309186A JP H07122670 B2 JPH07122670 B2 JP H07122670B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はＸ線スペクトル測定装置に関する。更に詳しく
は、厚さの異なるＸ線フィルターとシンチレーターと光
検出器とを有する複数のＸ線検出器により、該Ｘ線フィ
ルターに対するＸ線の減弱曲線からそのＸ線のスペクト
ル分布を簡便に求められるＸ線スペクトル測定装置に関
する。
は、厚さの異なるＸ線フィルターとシンチレーターと光
検出器とを有する複数のＸ線検出器により、該Ｘ線フィ
ルターに対するＸ線の減弱曲線からそのＸ線のスペクト
ル分布を簡便に求められるＸ線スペクトル測定装置に関
する。
［従来技術］ 従来、医療分野において使用されるＸ線撮影のためのＸ
線あるいは治療における高エネルギーＸ線に関して、そ
の線量の測定は種々の目的のために度々行われ、非常に
高精度に測定がなされている。これに対して線質、即ち
そのＸ線のスペクトル分布の確認はほとんど行われてお
らず、便宜的に入射Ｘ線の強度を半減させる吸収層の厚
さ（半価層）を求めることによって、その平均エネルギ
ー又は実効エネルギーを推定するにとどまっている場合
が多い。
線あるいは治療における高エネルギーＸ線に関して、そ
の線量の測定は種々の目的のために度々行われ、非常に
高精度に測定がなされている。これに対して線質、即ち
そのＸ線のスペクトル分布の確認はほとんど行われてお
らず、便宜的に入射Ｘ線の強度を半減させる吸収層の厚
さ（半価層）を求めることによって、その平均エネルギ
ー又は実効エネルギーを推定するにとどまっている場合
が多い。
［発明が解決しようとする問題点］ これは、従来から採用されているSi（Li）結晶,Ge（L
i）結晶等の半導体結晶からなる半導体検出器を用いる
方法、シンチレーション・スペクトロメーターによるＸ
線分光法、結晶のＸ線回折現象を利用する結晶Ｘ線分光
法等の方法によるＸ線スペクトル分布の測定方法におい
ては、検出器を冷却する必要があったり、測定操作が煩
雑であったり、線量率の高いＸ線では精度が悪かったり
する等の問題点があるためであり、そのため簡易にＸ線
のスペクトル測定が出来る測定装置の開発が望まれてい
た。
i）結晶等の半導体結晶からなる半導体検出器を用いる
方法、シンチレーション・スペクトロメーターによるＸ
線分光法、結晶のＸ線回折現象を利用する結晶Ｘ線分光
法等の方法によるＸ線スペクトル分布の測定方法におい
ては、検出器を冷却する必要があったり、測定操作が煩
雑であったり、線量率の高いＸ線では精度が悪かったり
する等の問題点があるためであり、そのため簡易にＸ線
のスペクトル測定が出来る測定装置の開発が望まれてい
た。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものである。
本発明の目的は放射されたＸ線を検出し、そのエネルギ
ースペクトル分布を簡便に測定し得るＸ線スペクトル測
定装置を提供することにある。
ースペクトル分布を簡便に測定し得るＸ線スペクトル測
定装置を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］ 上記本発明の目的は、入射するＸ線を蛍光に変換するシ
ンチレーターと，このシンチレーターの後面に配された
前記蛍光を検出する光検出器と，前記シンチレーターの
前面に配されたそれぞれ厚さの異なるＸ線フィルターと
を有する複数のＸ線検出器を必須の構成部材とするＸ線
検出部と、 予め複数の領域に区画された前記Ｘ線のエネルギー分布
の各エネルギー領域に該当する成分のフルエンス量と，
前記Ｘ線の該エネルギー領域のエネルギーと，前記シン
チレーターの該エネルギー領域における質量エネルギー
吸収係数と，前記フルエンス量のＸ線が前記Ｘ線フィル
ターを透過する割合とを乗じた量の積算量と、前記各Ｘ
線検出器からの各出力信号に対応する前記Ｘ線の全吸収
線量との前記Ｘ線検出器毎に与えられた複数の一次方程
式が記憶され、前記各Ｘ線検出器からの各出力信号をも
とに前記複数の一次方程式からなる連立一次方程式を解
き、求められた前記フルエンス量から前記Ｘ線のスペク
トルを求める演算処理部とを有することを特徴とする本
発明のＸ線スペクトル測定装置によって達成される。
ンチレーターと，このシンチレーターの後面に配された
前記蛍光を検出する光検出器と，前記シンチレーターの
前面に配されたそれぞれ厚さの異なるＸ線フィルターと
を有する複数のＸ線検出器を必須の構成部材とするＸ線
検出部と、 予め複数の領域に区画された前記Ｘ線のエネルギー分布
の各エネルギー領域に該当する成分のフルエンス量と，
前記Ｘ線の該エネルギー領域のエネルギーと，前記シン
チレーターの該エネルギー領域における質量エネルギー
吸収係数と，前記フルエンス量のＸ線が前記Ｘ線フィル
ターを透過する割合とを乗じた量の積算量と、前記各Ｘ
線検出器からの各出力信号に対応する前記Ｘ線の全吸収
線量との前記Ｘ線検出器毎に与えられた複数の一次方程
式が記憶され、前記各Ｘ線検出器からの各出力信号をも
とに前記複数の一次方程式からなる連立一次方程式を解
き、求められた前記フルエンス量から前記Ｘ線のスペク
トルを求める演算処理部とを有することを特徴とする本
発明のＸ線スペクトル測定装置によって達成される。
［作用］ 本発明は、予め複数の領域に区画されたＸ線のエネルギ
ー分布の各エネルギー領域に該当する成分のフルエンス
量と，前記Ｘ線の該エネルギー領域のエネルギーと，前
記シンチレーターの該エネルギー領域における質量エネ
ルギー吸収係数と，前記フルエンス量のＸ線が前記Ｘ線
フィルターを透過する割合とを乗じた量の積算量と、前
記各Ｘ線検出器からの各出力信号に対応する前記Ｘ線の
全吸収線量との前記Ｘ線検出器毎に与えられた複数の一
次方程式からなる連立一次方程式を解き、求められた前
記フルエンス量から前記Ｘ線のスペクトルを求めるもの
である。
ー分布の各エネルギー領域に該当する成分のフルエンス
量と，前記Ｘ線の該エネルギー領域のエネルギーと，前
記シンチレーターの該エネルギー領域における質量エネ
ルギー吸収係数と，前記フルエンス量のＸ線が前記Ｘ線
フィルターを透過する割合とを乗じた量の積算量と、前
記各Ｘ線検出器からの各出力信号に対応する前記Ｘ線の
全吸収線量との前記Ｘ線検出器毎に与えられた複数の一
次方程式からなる連立一次方程式を解き、求められた前
記フルエンス量から前記Ｘ線のスペクトルを求めるもの
である。
以下、本発明のＸ線スペクトル測定装置の測定原理につ
いて説明する。
いて説明する。
Ｘ線をＸ線フィルターたる、ある特定の吸収材に照射し
てその透過線量を測定すると、それはＸ線の全ての波長
（エネルギー）に対する透過線量であるが、それはまた
各波長（エネルギー）のＸ線量（フルエンス量）の情報
を積算した値を測定していることになる。第４図はＸ線
スペクトルを例示するものであり、横軸はＸ線の波長
（即ち、エネルギーＥ）であり、縦軸はＸ線強度（即
ち、Ｘ線フルエンス量φ）である。今、Ｘ線エネルギー
EiのＸ線フルエンス量をφｉとし、Ｘ線が厚さx,吸収係
数μｉの吸収材（Ｘ線フィルター）によって吸収を受け
ると、Ｘ線フルエンス量はφｉ・exp（−μｉ・ｘ）に
減弱する。Ｘ線エネルギー分布が広範囲にわたる時、各
エネルギーのＸ線フルエンス量φｉに対してそれぞれそ
の吸収係数μｉで決まるＸ線フィルターによるＸ線の吸
収効果があるために、測定によって得られるＸ線フルエ
ンス量φは、これら各エネルギー成分に分解された透過
フルエンス量φｉ・exp（−μｉ・ｘ）の積算量とな
る。従って、Ｘ線フィルターの厚みを変えると各々のエ
ネルギーに対して異なった吸収効果を与えることが出
来、その積算量は異なる結果となる。
てその透過線量を測定すると、それはＸ線の全ての波長
（エネルギー）に対する透過線量であるが、それはまた
各波長（エネルギー）のＸ線量（フルエンス量）の情報
を積算した値を測定していることになる。第４図はＸ線
スペクトルを例示するものであり、横軸はＸ線の波長
（即ち、エネルギーＥ）であり、縦軸はＸ線強度（即
ち、Ｘ線フルエンス量φ）である。今、Ｘ線エネルギー
EiのＸ線フルエンス量をφｉとし、Ｘ線が厚さx,吸収係
数μｉの吸収材（Ｘ線フィルター）によって吸収を受け
ると、Ｘ線フルエンス量はφｉ・exp（−μｉ・ｘ）に
減弱する。Ｘ線エネルギー分布が広範囲にわたる時、各
エネルギーのＸ線フルエンス量φｉに対してそれぞれそ
の吸収係数μｉで決まるＸ線フィルターによるＸ線の吸
収効果があるために、測定によって得られるＸ線フルエ
ンス量φは、これら各エネルギー成分に分解された透過
フルエンス量φｉ・exp（−μｉ・ｘ）の積算量とな
る。従って、Ｘ線フィルターの厚みを変えると各々のエ
ネルギーに対して異なった吸収効果を与えることが出
来、その積算量は異なる結果となる。
このようにＸ線フィルターの厚みを種々変化させると、
各々異なる結果を得ることから数学的にはＸ線フィルタ
ーの厚みをパラメーターとして、Ｘ線フィルターを透過
した各エネルギーのＸ線フルエンス量（φｉ）を未知数
とし、これらを加算した積算値と各Ｘ線検出器によって
得られるＸ線の全フルエンス量（実際には各検出器によ
り吸収線量として求められる）との関係を示す複数の一
次方程式からなる連立一次方程式にまとめることがで
き、この方程式を解くことは、未知数である各エネルギ
ーのＸ線フルエンス量（φｉ）が求められることであ
り、物理的にはこれらの積算量として、もとのＸ線の波
長分布（スペクトル分布）を求めることに外ならない。
すなわち、上記のような測定値をＸ線フィルターの厚み
を変化させながら求めることは、そのＸ線の減弱曲線を
求めることになり、従ってＸ線フィルターに対するＸ線
の減弱曲線からＸ線スペクトルが得られることになる。
各々異なる結果を得ることから数学的にはＸ線フィルタ
ーの厚みをパラメーターとして、Ｘ線フィルターを透過
した各エネルギーのＸ線フルエンス量（φｉ）を未知数
とし、これらを加算した積算値と各Ｘ線検出器によって
得られるＸ線の全フルエンス量（実際には各検出器によ
り吸収線量として求められる）との関係を示す複数の一
次方程式からなる連立一次方程式にまとめることがで
き、この方程式を解くことは、未知数である各エネルギ
ーのＸ線フルエンス量（φｉ）が求められることであ
り、物理的にはこれらの積算量として、もとのＸ線の波
長分布（スペクトル分布）を求めることに外ならない。
すなわち、上記のような測定値をＸ線フィルターの厚み
を変化させながら求めることは、そのＸ線の減弱曲線を
求めることになり、従ってＸ線フィルターに対するＸ線
の減弱曲線からＸ線スペクトルが得られることになる。
本発明のＸ線スペクトル測定装置のＸ線検出部におい
て、Ｘ線の吸収に関係する物質はシンチレーターたる蛍
光板とＸ線フィルターである。いま、エネルギーEiのＸ
線に対する蛍光板の質量エネルギー吸収係数及びＸ線フ
ィルターの吸収係数をそれぞれ（μen/ρ）ｉ及びμｉ
とし、エネルギーEiに相当するＸ線フルエンス量をφｉ
とおくと、厚みがｘであるＸ線フィルターを透過したＸ
線を検出したＸ線検出器の全出力Ｉ（吸収線量に比例す
る線量）の内、エネルギーEiのＸ線に対応する出力Ii
は、 Ii＝φｉ・Ei・（μen/ρ）ｉ・exp（−μｉ・ｘ）・Δ
Ｅ であり、ＩはIiの積算量で与えられるから、 である。
て、Ｘ線の吸収に関係する物質はシンチレーターたる蛍
光板とＸ線フィルターである。いま、エネルギーEiのＸ
線に対する蛍光板の質量エネルギー吸収係数及びＸ線フ
ィルターの吸収係数をそれぞれ（μen/ρ）ｉ及びμｉ
とし、エネルギーEiに相当するＸ線フルエンス量をφｉ
とおくと、厚みがｘであるＸ線フィルターを透過したＸ
線を検出したＸ線検出器の全出力Ｉ（吸収線量に比例す
る線量）の内、エネルギーEiのＸ線に対応する出力Ii
は、 Ii＝φｉ・Ei・（μen/ρ）ｉ・exp（−μｉ・ｘ）・Δ
Ｅ であり、ＩはIiの積算量で与えられるから、 である。
そして、Ｘ線フィルターの厚さｘを変化させた時のＸ線
検出器からの出力Ijは、 で与えられる。ここで、 ｂij＝Ei・（μen/ρ）ｉ・exp（−μｉ・xj）・ΔＥ とおくと、 なる関係が得られる。
検出器からの出力Ijは、 で与えられる。ここで、 ｂij＝Ei・（μen/ρ）ｉ・exp（−μｉ・xj）・ΔＥ とおくと、 なる関係が得られる。
そこで、求めようとするＸ線スペクトルのエネルギー領
域をｎ個に区画したとし（ｉ＝１〜ｎの場合）、例えば
Ｘ線フィルターの厚みを異にするｎ個のＸ線検出器を用
いれば（ｊ＝１〜ｎの場合）、ｎ個のＸ線検出器からの
各出力（I1,I2,I3,・・・,In）は、それぞれ となる。なお、Ｘ線検出器を構成する蛍光板のエネルギ
ーEiのＸ線に対する質量エネルギー吸収係数（μen/
ρ）ｉ及びＸ線フィルターの吸収係数μｉはその材質及
びエネルギーが決まれば全て決まる定数なので、これら
の値から予め上記式（１）の定数ｂijを計算によって求
めておき、これと各Ｘ線検出器からのｎ個の出力値（I
1,I2,I3,・・・,In）を用いて、ｎ個の上記式（１）か
らなりφｉを未知数とする連立一次方程式を解くことに
よってφｉが求められ、従ってこの時照射されたＸ線の
スペクトルを求めることが出来る。
域をｎ個に区画したとし（ｉ＝１〜ｎの場合）、例えば
Ｘ線フィルターの厚みを異にするｎ個のＸ線検出器を用
いれば（ｊ＝１〜ｎの場合）、ｎ個のＸ線検出器からの
各出力（I1,I2,I3,・・・,In）は、それぞれ となる。なお、Ｘ線検出器を構成する蛍光板のエネルギ
ーEiのＸ線に対する質量エネルギー吸収係数（μen/
ρ）ｉ及びＸ線フィルターの吸収係数μｉはその材質及
びエネルギーが決まれば全て決まる定数なので、これら
の値から予め上記式（１）の定数ｂijを計算によって求
めておき、これと各Ｘ線検出器からのｎ個の出力値（I
1,I2,I3,・・・,In）を用いて、ｎ個の上記式（１）か
らなりφｉを未知数とする連立一次方程式を解くことに
よってφｉが求められ、従ってこの時照射されたＸ線の
スペクトルを求めることが出来る。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。
第１図は本発明のＸ線スペクトル測定装置の構成の一実
施例を示すブロック図である。
施例を示すブロック図である。
第２図は本発明におけるＸ線検出部の一実施例を説明す
るための概略図である。
るための概略図である。
本実施例のＸ線スペクトル測定装置の構成は第１図に示
すように基本的には、入射したＸ線を検出する複数のＸ
線検出器からなるＸ線検出部１と、Ｘ線検出部１からの
出力信号をデジタル化し演算処理をする演算処理部２
と、求められた演算値を表示する表示部６とからなる。
演算処理部２はさらにＸ線検出部１からの出力信号を増
幅する増幅部３と、増幅部３で得られたアナログ情報を
デジタル化するA/D変換部４と、デジタル化された情報
を演算し、記憶する演算・記憶部５とから構成される。
すように基本的には、入射したＸ線を検出する複数のＸ
線検出器からなるＸ線検出部１と、Ｘ線検出部１からの
出力信号をデジタル化し演算処理をする演算処理部２
と、求められた演算値を表示する表示部６とからなる。
演算処理部２はさらにＸ線検出部１からの出力信号を増
幅する増幅部３と、増幅部３で得られたアナログ情報を
デジタル化するA/D変換部４と、デジタル化された情報
を演算し、記憶する演算・記憶部５とから構成される。
Ｘ線検出部１は第２図に示すように、隔壁によって区画
された複数の小室を有する外囲器７の各小室内に、基準
Ｘ線検出器1s及び複数のＸ線検出器1a,1b,1c,1dが配設
されて構成されたものである。基準Ｘ線検出器1sは入射
したＸ線Ｌをその入射量に比例する量の蛍光に変換させ
るシンチレーターたる蛍光板8sと、この蛍光板8sに密着
して、Ｘ線入射面と反対の面に設けられ、前記蛍光を検
出する光検出器10sとからなり、Ｘ線検出器1a,1b,1c,1d
は同じく入射Ｘ線Ｌの入射量に比例する量の蛍光に変換
するシンチレーターたる蛍光板8a,8b,8c,8dと、これら
の蛍光板のＸ線入射面に設けられた同種の材料で厚さの
み異なる複数のＸ線フィルター9a,9b,9c,9dと、前記蛍
光板のＸ線入射面とは反対の面に密着させて設けられた
光検出器10a,10b,10c,10dとからなる。
された複数の小室を有する外囲器７の各小室内に、基準
Ｘ線検出器1s及び複数のＸ線検出器1a,1b,1c,1dが配設
されて構成されたものである。基準Ｘ線検出器1sは入射
したＸ線Ｌをその入射量に比例する量の蛍光に変換させ
るシンチレーターたる蛍光板8sと、この蛍光板8sに密着
して、Ｘ線入射面と反対の面に設けられ、前記蛍光を検
出する光検出器10sとからなり、Ｘ線検出器1a,1b,1c,1d
は同じく入射Ｘ線Ｌの入射量に比例する量の蛍光に変換
するシンチレーターたる蛍光板8a,8b,8c,8dと、これら
の蛍光板のＸ線入射面に設けられた同種の材料で厚さの
み異なる複数のＸ線フィルター9a,9b,9c,9dと、前記蛍
光板のＸ線入射面とは反対の面に密着させて設けられた
光検出器10a,10b,10c,10dとからなる。
ここで、Ｘ線フィルター9a,9b,9c,9dの厚さｔはそれぞ
れta,tb,tc,tdとし、本実施例においてはta＜tb＜tc＜t
dとした。
れta,tb,tc,tdとし、本実施例においてはta＜tb＜tc＜t
dとした。
本実施例において、前記Ｘ線検出器は５個設けたが、Ｘ
線スペクトル測定器の精度を高めるには、Ｘ線検出部１
に配設されるＸ線検出器の数は多い程良く、実用上は10
個以上設けることが望ましい。外囲器７はＸ線検出器1
s,1a〜1dの保護と外光の侵入及び他の蛍光板からの蛍光
の漏洩防止のために設けられたものであり、Ｘ線吸収が
少なく、所定の硬度を有し外光及び蛍光を透過させない
材質が選択され、例えば着色アクリル板，ベークライト
板等のプラスチックを用いることが好ましい。Ｘ線フィ
ルター9a,9b,9c,9dとしてはＸ線吸収能が大きく、数mm
以下の厚さのものであっても、厚さの変化に対してＸ線
の減弱率の変化が大きい材質のものが好ましく、例えば
Cu,Al,Sn,Pb等の金属板が好適に用いられる。
線スペクトル測定器の精度を高めるには、Ｘ線検出部１
に配設されるＸ線検出器の数は多い程良く、実用上は10
個以上設けることが望ましい。外囲器７はＸ線検出器1
s,1a〜1dの保護と外光の侵入及び他の蛍光板からの蛍光
の漏洩防止のために設けられたものであり、Ｘ線吸収が
少なく、所定の硬度を有し外光及び蛍光を透過させない
材質が選択され、例えば着色アクリル板，ベークライト
板等のプラスチックを用いることが好ましい。Ｘ線フィ
ルター9a,9b,9c,9dとしてはＸ線吸収能が大きく、数mm
以下の厚さのものであっても、厚さの変化に対してＸ線
の減弱率の変化が大きい材質のものが好ましく、例えば
Cu,Al,Sn,Pb等の金属板が好適に用いられる。
蛍光板8s,8a,8b,8c,8dはCaWO4、Bi4Ge3O12、ZnS:Ag、Ba
FCl:Eu、LaOBr:Tm、（Zn,Cd）S:Ag、Y2O2S:Tb,Gd2O2S:T
b、Gd2O2S:Pr等の、Ｘ線照射により高効率に発光するＸ
線用蛍光体を結合剤樹脂中に分散させてなる蛍光体塗布
液を紙，プラスチック等の支持体上に塗布し、乾燥させ
て支持体上に蛍光体層を形成することによって得た蛍光
板、又はガラス板等の基板上に蛍光体塗布液を塗布し、
乾燥して得られた蛍光体層を該基板から剥離して得た自
己支持型蛍光板が使用される。
FCl:Eu、LaOBr:Tm、（Zn,Cd）S:Ag、Y2O2S:Tb,Gd2O2S:T
b、Gd2O2S:Pr等の、Ｘ線照射により高効率に発光するＸ
線用蛍光体を結合剤樹脂中に分散させてなる蛍光体塗布
液を紙，プラスチック等の支持体上に塗布し、乾燥させ
て支持体上に蛍光体層を形成することによって得た蛍光
板、又はガラス板等の基板上に蛍光体塗布液を塗布し、
乾燥して得られた蛍光体層を該基板から剥離して得た自
己支持型蛍光板が使用される。
光検出器10s,10a,10b,10c,10dとしては、蛍光板8s,8a〜
8dから発する蛍光を電気的な信号に変換するフォトダイ
オードや光電子増倍管等の光電変換素子が使用され得る
が、Ｘ線検出部１の容積を小さくすることができる、製
造コストを低く抑えることができる等の点からフォトダ
イオードを用いることが特に好ましい。
8dから発する蛍光を電気的な信号に変換するフォトダイ
オードや光電子増倍管等の光電変換素子が使用され得る
が、Ｘ線検出部１の容積を小さくすることができる、製
造コストを低く抑えることができる等の点からフォトダ
イオードを用いることが特に好ましい。
なお、本発明のＸ線スペクトル測定装置において、これ
をＸ線照射量を測る線量計として併用する場合や、Ｘ線
フィルターとなる金属フィルターの透過率曲線のこう配
から照射されたＸ線の管電圧を測る管電圧計として併用
する場合等、本発明のＸ線スペクトル測定装置をＸ線の
スペクトル測定以外の機能をも有する多機能型のＸ線測
定装置として用いるのでなければ、Ｘ線検出部１を構成
するＸ線検出器の内、基準Ｘ線検出器1sは設けなくても
良い。
をＸ線照射量を測る線量計として併用する場合や、Ｘ線
フィルターとなる金属フィルターの透過率曲線のこう配
から照射されたＸ線の管電圧を測る管電圧計として併用
する場合等、本発明のＸ線スペクトル測定装置をＸ線の
スペクトル測定以外の機能をも有する多機能型のＸ線測
定装置として用いるのでなければ、Ｘ線検出部１を構成
するＸ線検出器の内、基準Ｘ線検出器1sは設けなくても
良い。
第１図に示したように、照射されたＸ線のＸ線情報信号
はＸ線検出部１によってその中に配設された各Ｘ線検出
器毎に検知され、それぞれ電気的信号に変換され、増幅
部３で増幅される。ここで増幅された信号はA/D変換部
４でデジタル化された後、各Ｘ線検出器毎に演算・記憶
部５に一旦記憶保存される。この時Ｘ線検出部１内のＸ
線検出器の数をｊ個とすると、Ｘ線検出部１に照射され
たＸ線情報はｊ個の出力信号［Ij］として別々に演算・
記憶部に入力される。これとは別にＸ線検出部１に照射
されたＸ線のエネルギー領域（Ｅ）を予めｎ個（但し、
ｎ≦ｊ）に区画し、Ｘ線検出部１に配設されているｊ個
のＸ線検出器に対してそれぞれ上記式（１）で表わされ
るｊ個の一次方程式 を演算・記憶部５に記憶させておく。なお、定数ｂijは
各エネルギーにおける蛍光板の質量エネルギー吸収係数
（μen/ρ）ｉ、Ｘ線フィルターの吸収係数μｉ及びＸ
線フィルターの厚さxjの値から予め各Ｘ線検出器毎に計
算され、上記式（１）に代入される。この時演算・記憶
部では、ここに入力された各Ｘ線検出器からのｊ個の出
力信号［Ij］を各Ｘ線検出器に対応するｊ個の一次方程
式 にそれぞれ取込み、各エネルギー成分のＸ線フルエンス
量φｉを未知数とするこれらの連立一次方程式の解を演
算し、各エネルギー成分のＸ線フルエンス量φｉ（即
ち、Ｘ線のスペクトル分布）を計測する。
はＸ線検出部１によってその中に配設された各Ｘ線検出
器毎に検知され、それぞれ電気的信号に変換され、増幅
部３で増幅される。ここで増幅された信号はA/D変換部
４でデジタル化された後、各Ｘ線検出器毎に演算・記憶
部５に一旦記憶保存される。この時Ｘ線検出部１内のＸ
線検出器の数をｊ個とすると、Ｘ線検出部１に照射され
たＸ線情報はｊ個の出力信号［Ij］として別々に演算・
記憶部に入力される。これとは別にＸ線検出部１に照射
されたＸ線のエネルギー領域（Ｅ）を予めｎ個（但し、
ｎ≦ｊ）に区画し、Ｘ線検出部１に配設されているｊ個
のＸ線検出器に対してそれぞれ上記式（１）で表わされ
るｊ個の一次方程式 を演算・記憶部５に記憶させておく。なお、定数ｂijは
各エネルギーにおける蛍光板の質量エネルギー吸収係数
（μen/ρ）ｉ、Ｘ線フィルターの吸収係数μｉ及びＸ
線フィルターの厚さxjの値から予め各Ｘ線検出器毎に計
算され、上記式（１）に代入される。この時演算・記憶
部では、ここに入力された各Ｘ線検出器からのｊ個の出
力信号［Ij］を各Ｘ線検出器に対応するｊ個の一次方程
式 にそれぞれ取込み、各エネルギー成分のＸ線フルエンス
量φｉを未知数とするこれらの連立一次方程式の解を演
算し、各エネルギー成分のＸ線フルエンス量φｉ（即
ち、Ｘ線のスペクトル分布）を計測する。
なお、Ｘ線の出力は交流的波形成分を有し、時間と共に
その強度は変動するので精度の点から、複数のＸ線検出
器から取り込まれ、演算処理されるそれぞれの情報は同
時又は出来るだけ短時間の間隔で取り込まれた情報であ
ることが望ましい。従ってＸ線検出部１からの出力信号
を増幅する増幅部３及び増幅されたアナログ信号をデジ
タル信号に変換するA/D変換部４は一組ではなく複数の
組み合わせとするのが好ましく、特に各Ｘ線検出器毎に
独立した増幅部及びA/D変換部を接続しておくことがよ
り好ましい。このようにして演算処理部２で得られたＸ
線スペクトル分布のデータは陰極線管ディスプレイやレ
コーダー等の表示部６に表示されるほか、演算・記憶部
５に記憶、保存させておくことも出来る。
その強度は変動するので精度の点から、複数のＸ線検出
器から取り込まれ、演算処理されるそれぞれの情報は同
時又は出来るだけ短時間の間隔で取り込まれた情報であ
ることが望ましい。従ってＸ線検出部１からの出力信号
を増幅する増幅部３及び増幅されたアナログ信号をデジ
タル信号に変換するA/D変換部４は一組ではなく複数の
組み合わせとするのが好ましく、特に各Ｘ線検出器毎に
独立した増幅部及びA/D変換部を接続しておくことがよ
り好ましい。このようにして演算処理部２で得られたＸ
線スペクトル分布のデータは陰極線管ディスプレイやレ
コーダー等の表示部６に表示されるほか、演算・記憶部
５に記憶、保存させておくことも出来る。
第３図（ａ）は、本発明のＸ線スペクトル測定装置のＸ
線検出部の別の実施例を示す概略図であり、また第３図
（ｂ）は本実施例のＸ線検出部に用いられるコリメータ
ーを例示する斜視図である。
線検出部の別の実施例を示す概略図であり、また第３図
（ｂ）は本実施例のＸ線検出部に用いられるコリメータ
ーを例示する斜視図である。
本実施例のＸ線検出部11は同じく隔壁によって区画され
た複数の小室を有する外囲器17の各小室に配設された複
数のＸ線検出器11a,11b,11c,11d,11eとこれらのＸ線検
出器の前面（Ｘ線入射側）に設けられたコリメーター15
により構成されている。Ｘ線検出器11a,11b,11c,11d,11
eはそれぞれコリメーター16a,16b,16c,16d,16eを挟ん
で、そのＸ線の入射側に同種の材料からなり、厚さのみ
の異なる金属フィルター等のＸ線フィルター19a,19b,19
c,19d,19eを設け、他方の側に入射Ｘ線Ｌを、その入射
量に比例する量の蛍光に変換するシンチレーターたる蛍
光板18a,18b,18c,18d,18eを配すると共に、その蛍光板
の後側にこれと接触させて該蛍光板からの蛍光を検出す
る光検出器20a,20b,20c,20d,20eを設けてなる。コリメ
ーター15及びコリメーター16a,16b,16c,16d,16eはPb,C
u,Sn等のＸ線吸収能の大きい金属片を一定の間隔を隔て
て入射Ｘ線束とほぼ平行となるように並置してなる。こ
の時、各金属片間の間隙巾（ｂ値）に対する各金属片の
高さ（Ｘ線の入射方向の金属片の巾,h値）の比（h/b
値）はおよそ2/1〜30/1となるようにするのが好まし
い。なお、上記実施例において、コリメーター15及びコ
リメーター16a,16b,16c,16d,16eは第３図（ａ）及び
（ｂ）に例示したように各コリメーターの開口部が平行
に並ぶように配置しているが、入射するＸ線が放射状に
入射する場合は、各コリメーターの開口部がそれぞれ放
射されたＸ線束の中心に向うように中心から離れた所に
位置するコリメーターほど内側に傾けて配置しても良
い。また、コリメーターはＸ線検出部の各Ｘ線検出器の
内部（各Ｘ線フィルターと各蛍光板の間）及び各Ｘ線検
出器の前面（Ｘ線の入射側）の少なくとも一方に設けれ
ば良いが、その両方に設けるのがより好ましい。このよ
うにＸ線検出部内の各Ｘ線検出器内（各Ｘ線フィルター
と各蛍光板との間）及び各Ｘ線検出器の前面（Ｘ線の入
射側）にこのようなコリメーターを設けてＸ線検出部内
に入射したＸ線の散乱線成分を除去し、Ｘ線の照射方向
に対してほぼ平行な直接線のみを検出することによっ
て、Ｘ線スペクトルの測定精度を一層向上させることが
できる。
た複数の小室を有する外囲器17の各小室に配設された複
数のＸ線検出器11a,11b,11c,11d,11eとこれらのＸ線検
出器の前面（Ｘ線入射側）に設けられたコリメーター15
により構成されている。Ｘ線検出器11a,11b,11c,11d,11
eはそれぞれコリメーター16a,16b,16c,16d,16eを挟ん
で、そのＸ線の入射側に同種の材料からなり、厚さのみ
の異なる金属フィルター等のＸ線フィルター19a,19b,19
c,19d,19eを設け、他方の側に入射Ｘ線Ｌを、その入射
量に比例する量の蛍光に変換するシンチレーターたる蛍
光板18a,18b,18c,18d,18eを配すると共に、その蛍光板
の後側にこれと接触させて該蛍光板からの蛍光を検出す
る光検出器20a,20b,20c,20d,20eを設けてなる。コリメ
ーター15及びコリメーター16a,16b,16c,16d,16eはPb,C
u,Sn等のＸ線吸収能の大きい金属片を一定の間隔を隔て
て入射Ｘ線束とほぼ平行となるように並置してなる。こ
の時、各金属片間の間隙巾（ｂ値）に対する各金属片の
高さ（Ｘ線の入射方向の金属片の巾,h値）の比（h/b
値）はおよそ2/1〜30/1となるようにするのが好まし
い。なお、上記実施例において、コリメーター15及びコ
リメーター16a,16b,16c,16d,16eは第３図（ａ）及び
（ｂ）に例示したように各コリメーターの開口部が平行
に並ぶように配置しているが、入射するＸ線が放射状に
入射する場合は、各コリメーターの開口部がそれぞれ放
射されたＸ線束の中心に向うように中心から離れた所に
位置するコリメーターほど内側に傾けて配置しても良
い。また、コリメーターはＸ線検出部の各Ｘ線検出器の
内部（各Ｘ線フィルターと各蛍光板の間）及び各Ｘ線検
出器の前面（Ｘ線の入射側）の少なくとも一方に設けれ
ば良いが、その両方に設けるのがより好ましい。このよ
うにＸ線検出部内の各Ｘ線検出器内（各Ｘ線フィルター
と各蛍光板との間）及び各Ｘ線検出器の前面（Ｘ線の入
射側）にこのようなコリメーターを設けてＸ線検出部内
に入射したＸ線の散乱線成分を除去し、Ｘ線の照射方向
に対してほぼ平行な直接線のみを検出することによっ
て、Ｘ線スペクトルの測定精度を一層向上させることが
できる。
［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明のＸ線スペクトル測
定装置においては、Ｘ線の情報をＸ線フィルターを介し
てシンチレーターにより一旦光に変換してこれを検出す
ることとし、Ｘ線検出器はＸ線フィルターとシンチレー
ターと光検出器とを密着させて一体化する構造としたの
で、Ｘ線検出器の容積を小さくし、且つ高感度にするこ
とができる。その結果として、Ｘ線検出部内に多数のＸ
線検出器をコンパクトに並置出来、同時に多数のＸ線情
報が得られるため、きわめて短時間のうちに精度良くＸ
線スペクトルを測定することが出来る。また、本発明の
Ｘ線スペクトル測定装置によれば、従来の半導体検出器
のように検出器を冷却する等の煩雑な操作が不要であ
り、きわめて簡便にＸ線スペクトルの測定を行うことが
出来る等の利点を有する。
定装置においては、Ｘ線の情報をＸ線フィルターを介し
てシンチレーターにより一旦光に変換してこれを検出す
ることとし、Ｘ線検出器はＸ線フィルターとシンチレー
ターと光検出器とを密着させて一体化する構造としたの
で、Ｘ線検出器の容積を小さくし、且つ高感度にするこ
とができる。その結果として、Ｘ線検出部内に多数のＸ
線検出器をコンパクトに並置出来、同時に多数のＸ線情
報が得られるため、きわめて短時間のうちに精度良くＸ
線スペクトルを測定することが出来る。また、本発明の
Ｘ線スペクトル測定装置によれば、従来の半導体検出器
のように検出器を冷却する等の煩雑な操作が不要であ
り、きわめて簡便にＸ線スペクトルの測定を行うことが
出来る等の利点を有する。
更、本発明のＸ線スペクトル測定装置においては、シン
チレーターとＸ線フィルターとの間又は／及びＸ線フィ
ルターの前面に配され且つ前記Ｘ線の入射方向に対して
平行に配されたコリメーターを設ければ、検出したいＸ
線以外の不要なＸ線の散乱線等をコリメーターで防ぎ、
Ｘ線の照射方向に対してほぼ平行な直接線のみを検出す
ることが可能となり、Ｘ線スペクトルの測定精度を一層
向上させることができる。
チレーターとＸ線フィルターとの間又は／及びＸ線フィ
ルターの前面に配され且つ前記Ｘ線の入射方向に対して
平行に配されたコリメーターを設ければ、検出したいＸ
線以外の不要なＸ線の散乱線等をコリメーターで防ぎ、
Ｘ線の照射方向に対してほぼ平行な直接線のみを検出す
ることが可能となり、Ｘ線スペクトルの測定精度を一層
向上させることができる。
第１図は本発明のＸ線スペクトル測定装置の構成を例示
するブロック図である。 第２図は本発明のＸ線スペクトル測定装置のＸ線検出部
を例示する概略図である。 第３図は本発明のＸ線スペクトル測定装置のＸ線検出部
の別の実施例を例示する概略図である。 第４図は本発明のＸ線スペクトル測定装置の作用を説明
するために描かれたＸ線スペクトル分布の概略図であ
る。 1,11……Ｘ線検出部 ２……演算処理部 ３……増幅部 ４……A/D変換部 ５……演算・記憶部 ６……表示部 7,17……外囲器 15,16a,16b,16c,16d,16e……コリメーター 8s,8a,8b,8c,8d,18a,18b,18c,18d,18e……蛍光板 9s,9a,9b,9c,9d,19a,19b,19c,19d,19e……Ｘ線フィルタ
ー 10s,10a,10b,10c,10d,20a,20b,20c,20d,20e……光検出
器
するブロック図である。 第２図は本発明のＸ線スペクトル測定装置のＸ線検出部
を例示する概略図である。 第３図は本発明のＸ線スペクトル測定装置のＸ線検出部
の別の実施例を例示する概略図である。 第４図は本発明のＸ線スペクトル測定装置の作用を説明
するために描かれたＸ線スペクトル分布の概略図であ
る。 1,11……Ｘ線検出部 ２……演算処理部 ３……増幅部 ４……A/D変換部 ５……演算・記憶部 ６……表示部 7,17……外囲器 15,16a,16b,16c,16d,16e……コリメーター 8s,8a,8b,8c,8d,18a,18b,18c,18d,18e……蛍光板 9s,9a,9b,9c,9d,19a,19b,19c,19d,19e……Ｘ線フィルタ
ー 10s,10a,10b,10c,10d,20a,20b,20c,20d,20e……光検出
器
Claims (2)
- 【請求項１】入射するＸ線を蛍光に変換するシンチレー
ターと，このシンチレーターの後面に配された前記蛍光
を検出する光検出器と，前記シンチレーターの前面に配
されたそれぞれ厚さの異なるＸ線フィルターとを有する
複数のＸ線検出器を必須の構成部材とするＸ線検出部
と、 予め複数の領域に区画された前記Ｘ線のエネルギー分布
の各エネルギー領域に該当する成分のフルエンス量と，
前記Ｘ線の該エネルギー領域のエネルギーと，前記シン
チレーターの該エネルギー領域における質量エネルギー
吸収係数と，前記フルエンス量のＸ線が前記Ｘ線フィル
ターを透過する割合とを乗じた量の積算量と、前記各Ｘ
線検出器からの各出力信号に対応する前記Ｘ線の全吸収
線量との前記Ｘ線検出器毎に与えられた複数の一次方程
式が記憶され、前記各Ｘ線検出器からの各出力信号をも
とに前記複数の一次方程式からなる連立一次方程式を解
き、求められた前記フルエンス量から前記Ｘ線のスペク
トルを求める演算処理部とを有することを特徴とするＸ
線スペクトル測定装置。 - 【請求項２】前記Ｘ線検出器を構成する夫々の前記シン
チレーターと夫々の前記Ｘ線フィルターとの間又は／及
び夫々の前記Ｘ線フィルターの前面にそれぞれコリメー
ターが前記Ｘ線の入射方向に対して平行に配されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＸ線スペ
クトル測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24309186A JPH07122670B2 (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | Ｘ線スペクトル測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24309186A JPH07122670B2 (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | Ｘ線スペクトル測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6398583A JPS6398583A (ja) | 1988-04-30 |
| JPH07122670B2 true JPH07122670B2 (ja) | 1995-12-25 |
Family
ID=17098654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24309186A Expired - Lifetime JPH07122670B2 (ja) | 1986-10-15 | 1986-10-15 | Ｘ線スペクトル測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07122670B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19730242C1 (de) * | 1997-07-15 | 1998-12-24 | Gsf Forschungszentrum Umwelt | Verfahren zur Ermittlung von Photonenspektren |
| GB201119257D0 (en) * | 2011-11-08 | 2011-12-21 | Eshtech Ltd | X-ray detection apparatus |
| GB201308876D0 (en) * | 2013-05-16 | 2013-07-03 | Ibex Innovations Ltd | X-Ray imaging apparatus and methods |
| GB201308851D0 (en) * | 2013-05-16 | 2013-07-03 | Ibex Innovations Ltd | Multi-spectral x-ray detection apparatus |
-
1986
- 1986-10-15 JP JP24309186A patent/JPH07122670B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6398583A (ja) | 1988-04-30 |
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