JPS62168039A

JPS62168039A - 放射線写真検査装置及び方法

Info

Publication number: JPS62168039A
Application number: JP61006167A
Authority: JP
Inventors: ウイリアム　イー．ダンス; サミー　エフ．カロロ
Original assignee: L T V Earosupeesu & Deifuensu; L T V Earosupeesu & Deifuensu Co
Current assignee: L T V Earosupeesu & Deifuensu; L T V Earosupeesu & Deifuensu Co
Priority date: 1986-01-14
Filing date: 1986-01-14
Publication date: 1987-07-24
Anticipated expiration: 2009-06-29
Also published as: JPH0650291B2

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、放射線写真検査装置、特に中性子又はＸ線源
から導出される放射線陰影写真から導出された像を作成
する作像装置を含む放射線写真検査装置に関する。

〈従来の技術）試料又は工作片の可視像を作成するために放射線写真技
術を使って作成された陰影写真又は放射線透過図形の形
成及び処理は、各種構成要素の放射線検査のような様々
な応用にとって注目されている。かねては、この種の検
査技術は写真機による陰影写真の形成を伴った。すなわ
ら、写真フィルムを中性子線源又はＸ線源等の放射線源
等によって検査しようとする被検体の近くに置き、被検
体をフィルムと放射線源との間に置いていた。中性子線
又はＸ線がある非均質な被検体を透過すると、その被検
体の厚さ、密度、化学組成の変化に応じてこれらの放射
線の吸収に差を生じる。被検体の近くにあるフィルムに
投射される放射線によって記録される像は、陰影写真又
は放射線写真、ずなわら、被検体内部を透過した放射線
の強度図形を、構成する。

Ｘ線は、工業上の各種応用、たとえば、亀裂、剥離、空
隙やその他の欠陥を内部に宿す疑のある金ｉ鋳物を評価
したい場合等に使用される、また、もちろん医学上の応
用に広く使用される。Ｘ線は、一般に、アルミニウム、
プラスチック、ホウ素、炭素等のいわゆる「低−Ｚ（低
原子番号）」物、質に関しては、中性子線よりも実質的
によく透過する。中性子線から作られる放射線写臭は、
たとえば、金属構造内に存在する水化物又は有機物の像
を形成したいときに、採用される。中性子は、鉛、アル
ミニウム、鉄鋼、及びチタンなどの低熱断面積物質を透
過するが、有機物、水化物によって吸収される。金属構
造部材に関しては、この構造内のこれらの水化物の表示
は、水、水酸化物、及びその他の腐食生成物の存在を明
かにする。このような腐食は、アルミニウム等その伯の
金属の剥離を伴う粒界腐食の形をとる。アルミニウム製
航空様構成要素内の応力は、たとえば、内部に粒界腐食
を生じるが、この腐食は眼に見えずまた従来の非破壊検
査技術によっては正確に画像化できない、そしてこの腐
食は、検出されないまま続くと、主要な構成要素に致命
的な事故をもたらす。各種の工業上の応用の場合の荷重
積載部材や構造部材の設計におけるように、航空宇宙機
体構成要素に対する従来設計思想は、構成要素の構造的
の完全性を保証するためにかなりの程度の「過剰設計」
を課している。当業者にとって判っていることであるが
、このような過剰材料の使用の結果、これに相応して重
量と経費が嵩み、また性能、燃料効率はもし潜在的、検
出不能の内部劣化に対する補償がなかったとしたら得ら
れたであろうよりも低くなる。同様に、この種の構成要
素の許容有効寿命もまた安全係数に基づいているが、も
し内部、又はかくされた劣化が有意な程度には起こらな
いという正確な保証が得られたとしたならば、安全係数
を実質的に小さくとることができる。

さらに、航空宇宙用機体構成要素の非破壊検査に関して
さらに困難な問題は、肉眼検査からかくされた内部構成
要素上の表面腐食の可能性に係わる。蜂の巣状小房構造
又はパネル内に起こる腐食の結果、蜂の巣状心を表皮面
等から剥離させるにいたる。

過去においては、写真フィルムを適当な時間長かけて放
射線に露出させ、検査のためにこれを現像することによ
って、中性子線又は低エネルギーレベルＸ線からの作像
が行われてきた。写真フィルムの使用は、露出時間を延
長させて、きわめて低エネルギーレベルの放射線で満足
な放射線写真が撮れるという利点を有する。露出時間、
フィルム感度、放射線エネルギーレベル及びフィルムの
型式を、いろいろに選ぶことができる。しかしながら、
いうまでもなく、設定とフィルム処理に要する時間のた
めに、特に大形の構成要素、又は多数の構成要素を検査
、又は再検査したいとき、検査効率に限界を生じる。こ
のような理由から、最近の放射線検査装置は、低光レベ
ルのテレビジョンＲ画情を採用して被検体透過放射線か
らテレビジョン像を作像し、これによって、放射線写真
に相当するテレビジョン表示が形成される。テレビジョ
ン監視装置を放射線源から遠隔のＭ股肉に配置すること
もでき、これは危険な放射線のある場合利点がある。さ
らに、テレビジョン監視は、構成要素の実時間連続監視
、又は「近実時間」検査を可能にする。このような低光
レベルテレビジョン撮像管は、イメージオルシコン型そ
の細帯のものであってよく、また多くの場合、多段像増
感または像増幅を採用する。最近の低光レベル撮像管は
、シリコン増感ターゲット、（ＳＩＴ）、二次電子伝導
（ＳＥＣ）、電荷蓄積、及び像増幅などの各種の精細化
技術、増感技術を採り入れている。

照射被検体のテレビジョン像の形成に関する二つの全体
的な解決は、発明者アール・シー・マクマスタ（Ｒ，Ｃ
，ＨｃＨａｓｔｅｒ　）他の米国特許第３．２８０．２
５３号及び発明者ジエー・エイ・アサールズ（Ｊ、Ａ、
八５ａｒｓ　）他の米国特許第３，６６８．３９６号に
記載されており、そのいずれも本明細書に参考文献とし
て掲げられている。米国特許第３，２８０，２５３号の
装置は、Ｘ線に感応性の単−投撮画情を採用している。

使用に当って、放射線源はＸ線が被検体を透過した後直
接テレビジョン撮像管に向かうように配置され、撮像管
に向けられたＸ線から導出された電子によって撮像管の
ターゲット上に像が形成され、この像は周期的ビーム走
査の使用によって増感され、この場合、Ｘ線はラスタ走
査周期と周期との間に適当な像電位（半導体ターゲラＩ
−の部分上の正電荷の喪失からなる像図形）を作り上げ
る。電子ビームのラスタ走査によるターゲットの断続的
走査の結果、満足な像が作成される。米国特許第３．２
８０，２５３号のこの撮像管は、中間増感段を備えてい
ない。このような単−投撮画情は、その後の、米国特許
第３，６６８．３９６号記載のような高感度撮像管に比
べて比較的低い利得を有する。米国特許第３，２８０．
２５３号の装置は、比較的高エネルギーレベルの入力放
射Ｎｉ１（Ｘ線源からの直接放射線で携帯用中性子源か
らの放射線よりも一般的に高い強度と透過能力のもので
ある）を有するものでありまた米国特許第３，６６８．
３９６号に記載されたような多段撮像管と比べたとき比
較的低レベルの内部１１感を有するものと考えられる。

このような装置は、ある種の応用にとっては有利であり
、また、このような単一段テレビジョン撮像管は、多段
極低レベル撮像管よりも安価でかつ簡単である。

米国特許第３．６６８，３９６号の装置は、りん光スク
リーンを採用して適当な解像度とディテール（ＭＩＩＡ
さ）を持つ広視界を提供し、またそのりん光スクリーン
は中性子Ｉｊｌ源から放出されたガンマ線を受けるとき
シンチレーション発光するように働く。このスクリーン
上のシンチレーション光は、感応性の多段二次電子伝導
撮像管を通して検出されかつ増減される。適当な光増幅
を行うため、この撮像管は、初期増感管部分と中間増感
管部分を含む数段の増感を採用する。当業者にとって明
かなように、米国特許第３．６６８，３９６号の装置に
採用されたような洗練された低光レベル撮像管はきわめ
てＮ雑でかつ高価である。

（発明が解決しようとする問題点）本発明の装置は、比較的低経費かつ簡単な撮像装置であ
ると共に低エネルギーレベル放射線にきわめて高感度な
放射線写真テレビジョン表示を提供しようとするもので
ある。特に、本発明は、「軟」又は熱中性子放射線、す
なわち、高エネルギー中性子とガンマ線が除かれている
放射線に感応性の放射線写真を提供しようとするもので
あって、この種の放射線は、１９８１年１１月１０日登
録、発明者ダブリュー・イー・ダンスＣＷ、Ｅ。

Ｄａｎｃｅ　）他の米国特許第４，３００，０５４号に
開示されているような携帯用放射線発生装置から得られ
、この特許は本明細書に参考文献として掲げられている
。米国特許第４，３００，０５４号の装置は、放射線発
生管から発生した放射エネルギーからの硬ガンマ線を減
衰させる減速流体とフィルタを採用している。特に、低
エネルギーの非同位体放射線源による航空磯及びその他
の構成要素の検査においては、観察の便利上高解像度の
像を作る高性能のテレビジョン放射線写真表示装置が、
必要とされる。このような装置においては、放射線写真
用放射線源として放射性同位体が採用されないのは、こ
のような物質の輸送及び貯蔵に必然的に伴う危険と不便
を回避するためである。

先行技術の放射線写真検査装置の必然的に伴う問題は、
放射線の変動するレベルの下で、高解像度の精細な像を
作ることが困難であるということであった。高エネルギ
ーの放射線ピークは、撮像管を過負荷にしかつブレさせ
、さらに撮像管を破損することさえもある。他の問題は
、熱中性子放射線源及び低エネルギーレベルＸ線から得
られるような非常に低エネルギーレベルの放射線は固有
の装置雑音のために記録が困難であるということであっ
た。被検体に致命的な欠陥が存在しないことを確めるた
めに金属の亀裂及び内部劣化の詳細を示すのに要求され
る精細な像を得ることは、多くの応用において重要であ
る。先行技術の検査装置におけるさらに欠点は、エネル
ギーレベルを好ましくないにかかわらず狭範囲に限定す
ることであった。すなわち、Ｘ線などによって作られる
高エネルギーレベルの放射線に感応する装置は、他方で
中性子線などとして通゛常受は取る低エネルギーレベル
の放射線に使用することができない。先行技術の装置は
低エネルギーレベルの中性子線には使用できなかった。

したがって、本発明の主要な目的は、新しいかつ改善さ
れ放射線写真検査装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、いかなる実質的ガンマ線も伴わな
い熱中性子線を含む低エネルギーレベルの放射線に感応
性の検査装置を提供することにある。本発明のさらに他
の目的は、たとえば、少くとも約１００中性子毎平方ヒ
ンチメートル毎秒の熱中性子線並びに低エネルギーレベ
ル及び高エネルギーレベルのＸ線から導出される高解像
度の像を作成するように動作する検査装置を提供するこ
とにある。

本発明のさらに他の目的は、高解像度テレビジョン像を
作成するのに使用され、かつ中性子線及びＸ線のいずれ
によっても生成される陰影写真から導出されるような像
を作成することのできる検査装置を提供することにある
。

本発明のざらに仙の目的は、多段増感を具備した高度に
複雑な低光レベルテレビジョン撮像管を必要とすること
なく、しかもこのような先行技術の装置に比べて匹敵す
るかこれよりも高い総合放射線感度を備える検査装置を
提供することにある。

本発明のざらに他の目的は、作成されたテレビジョン像
が何らの実質的雑音及びひずみを伴うことなく、高度に
精細な像が表示されることによって、微小な亀裂、空隙
、剥離及びその他の類似の欠陥の正確な検査を可能とす
るような検査装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、実用的で、相対的に直裁的
でかつ安価な構成のものであって、携帯に便利になるこ
ともできる検査装置を提供することにある。

本発明の他の目的及び利点は、本発明の付図を引用する
次の本発明の実施例の詳細な説明と前掲の特許請求の範
囲から明かになるはずである。

（実施例）第１図を参照すると、放射線写真検査装置１０は、第１
外被区分１１Ａと第２外被区分１１Ｂを含む外被を有す
る。以下の説明からよく判るように、第１外被区分１１
Ａは閉鎖して光の侵入を防ぎ、一方、第２外被区分１１
Ｂも閉鎖して実質的にガス不浸透性の室１２を区画する
。第２外被区分１１Ｂは細長い形状のもので、また低光
レベル感応性テレビジョン像管１３を収容できるように
充分に大きな直径を有する。撮像管１３は、（内部三脚
又は他の載持装置によって）第２外被区分１１Ｂ内に同
軸に、かつその光学入力フィルタ４６を第１外被区分１
１Ａの方に向けて、戴持される。撮像管１３は、半導体
ターゲットを有するビーム走査撮像管であり、かつ適当
なものとしては、シリコン増感撮像管（ＳＩＴ）型のも
のであるが、これに代えて、二次電子放出電荷結合デバ
イス（ＣＣＤ）、又は電荷注入デバイス（ＣＩＤ）型の
ような他の電子走査撮像管を採用してもよい。市販され
ているシリコン増感撮像管の例は、アービン・ダイアモ
ンド社（ＡｒＶｉｎＤｉａｍｏｎｄ　ｃｏｒｐｏｒａｔ
ｔｏｎ　ｃｏｍｐａｎｙ　）によって型式番号６０７３
Ｂの下に製造されているものである。

第１外被区分１１Ａ及び第２外被区分１１Ｂは、それぞ
れの外被の臨接端部分内に固定されたフランジ１４Ａ、
１４Ｂを通してボルト締めされることによって接合され
るか、又はその他の方法で接合される。透明な、適当な
ものとしてガラス板１５は、撮像管１３の前面にある第
２外被区分１１Ｂの開口端を封止するように取付けられ
、光をＴｒｉ像管入管入力光ファイバスクリーン４６過
させる、これについては、以下にさらに詳しく説明する
。第１外被区分１１Ａは、適当なものは、全体的にＬ形
を呈し、第２外被区分１１Ｂと反対側のその端において
外被の軸方向に対して直角方向に向いた前面開口１６を
有する。

フランジ１７は開口１６内にこれに垂直に戴持され、ま
たりん光スクリーン２０が、内側に戴持されたフランジ
１７に対向して開口１６内に取付１プられている。外側
型枠部材２１は、開口１６のまわりで第２外被区分１１
Ｂに取外し可能に取付けられ、外被は、好適にはラッチ
機構２２を具備され、これによって放射線ルミネセンス
スクリーンすなわちりん光スクリーン２０に対する型枠
２１の取付は上便利にし、スクリーン２ｏはさらに内側
フランジ１７に密着し、これによって外光が第１外被区
分１１Ａに入るのを防ぐ。開口１６の上側の第一外被区
分１１Ａの端において、反射鏡２３が外被の縦軸から及
びスクリーン２０の面に垂直な軸からそれぞれ４５°傾
斜した面に沿って戴持され、この結果、りん光スクリー
ン２０上に作成された像がこの反射鏡によって外被区分
１１Ａ、１１Ｂの縦軸に沿って、及び撮像管１３に向け
て反射される。被検体２４はスクリーン２０と放射線源
２５との間でスクリーン２０に近接して置かれ、放射線
源２５で適当なのは、熱中性子線源、もしくは低エネル
ギーレベル又は高エネルギーレベルＸ線源であり、また
りん光スクリーン２０上へできるだけ鮮鋭な陰影写真を
作成するために、好適には、これらの放射線を発射する
実質的に点線源である。放射ｔａ源２５の好適なものと
しては、上に掲げた、米国特許１４．３００．０５４号に開示されたような非同位体の
携帯用放射線発生装置であり、これはスクリーンに向け
て熱中性子の規準されたビームを発射する。

テストパターン投射ｔａ３０が第１外被区分内でスクリ
ーンの上方に載持されかつ映像をりん光スクリーン２０
の内面上に形成するように向けられている。この検査装
置の動作の説明から明らかになるように、この検査装置
がこのような投射機を備えるのは、低エネルギー放射線
束の下では、スクリーン２０上に生成されたきわめて低
エネルギーレベルのシンチレーションは撮像管の動作中
に集束電流及びターゲットバイアス電圧の調節を行うに
充分ではないためである。スクリーン上に投射されたテ
ストパターンは、その後（投射像なしで）放射線源を使
った場合の、集束電流とバイアス電圧の両方の調節の便
利上充分な強度を有する。

テストパターン投射１１ｆｉ３０は、デス１〜パターン
透明陽画３１、この透明陽画と投射ｆｆ１３４の前面に
配置された投射ランプ３３との間に置かれた集光レンズ
３２を含む。投射レンズ系３５は、りん光スクリーン２
０に向けられている。テストパターン投射機３０の外被
は、第１外被区分１１Ａの上側部分内に形成された開口
を通してフランジ３６によって取外し可能に固定され、
このフランジはこの外被にボルト締めされる。

テレビジョン撮像管１３は、好適実施例においては、冷
却されることによって可能最大限にわたっであるゆる雑
音を低減させる。第１図に絵図的に示されるように、撮
像管１３は、好適なものとしては冷却環４ｏ内に取付け
られ、冷却環４０は撮像管のターゲット部分の周囲に載
持され、これによって、第２図を参照して以下にさらに
詳しく説明するように、ターゲットを、好適には、温度
−１５から一４０℃の範囲に維持する。冷却環４０は冷
却源４１からの冷却剤、すなわち、液体窒素の循環する
環状路を含み、冷却源は第２外被区分１１Ｂの外部にあ
る。代替実施例では、冷却環４０は、電気的に附勢され
るペルチェ接点を含む。第２外被区分１１Ｂは、好適に
は、その内側面上に形成された絶縁体４２によって絶縁
される。

第２外被区分１１Ｂの囲う室１２は、好適には除湿環境
下に維持されることによってテレビジョン撮像管入力側
とガラス板１５との間に配置されたレンズ構成３９上へ
の凝縮を防止するが、これについては、以下にさらに詳
しく説明する。撮像管１３又はレンズ係３９上への凝縮
を防止するため、第２外被区分１１Ｂ内部は、排気され
るか又は、好適には、窒素源４３からの窒素などの乾燥
剤で充填される。適当な例としては、窒素ｉ［１４３又
はその他乾性で不燃性かつ電気的に絶縁性ガスが、弁４
４と外被区分１１Ｂの壁内に形成された適当な開口内に
載持された取付具４５を通る、連導管とを経由してこの
外被区分内に通じ、一方、出口４８が外被区分１１Ｂの
反対端内に配設されている。装＠１０の使用に先立って
、出口４８を開き、窒素その他のガスを取付具４５を通
して形成された入口を通して、充分な時間長にわたり流
し込んで、室１２内の空気と湿気を排気しかつ同室内を
窒素等で充填する。続いて、室１２は約０．４２Ｋｌ　
ｆ　／　ｃｍ　２まで加圧され、その後、弁４４を閉じ
る。われわれの実験を通して、このような充填は、たと
えば、数ケ月の期間にわたって、さらに充填をする必要
なく、撮像管１３とレンズ系３９上への凝縮を防止する
に充分であることが、判明した。

第２図を参照すると、ここには、検査装置の光学系と回
路がある程度詳細に線図的に示されている。本発明の重
要な特徴は、高出力りん光スクリーン２ｏと高感度低雑
音撮像管１３との組合せであり、この撮像管上へシンチ
レーション光が収集され、ターゲット帰線消去装置によ
って内部的に積分される。銘記しなければならないこと
は、先行技術の写真装置とは対照的に、ターゲット帰線
消去は像強度を増すために採用されるのではなく、代っ
て、統計的目的、すなわち、適当な像を提供するように
ターゲットの電子ビームラスタ走査と走査の間に放射線
写真像を形成するに充分なシンチレーション情報を蓄積
するために採用される。

りん光スクリーン２ｏは、採用された放射線に可能な限
り透明であるが光には不透明な物質で作られた外側板２
ＯＡを含む。この物質は、代表的なものとしてはアルミ
ニウム又は低「Ｚ」かつ低エネルギー熱中性子吸収特性
を持つその他の物質である。便宜上、アルミニウムはく
で作られたじゃへい層２０Ｂがりん光層２０Ｃを保護す
るのに適当なものとして採用され、アルミニウムの外側
板２ＯＡに隣接して配置される。りん光ＩＷ２０Ｃは、
基板２０Ｄ上に適切に塗布又は堆積され、基板はガラス
などのような透明物質である。これに代えて、りん光Ｈ
２０Ｃを最初の外側板２ＯＡの内側面上に堆積してもよ
い、この場合保護ガラス基板２０Ｄはあってもなくても
よい。

この放射線写真検査装置は、作像するスクリーン上に比
較的高強度のりん光Ｍ２０Ｇを使用するという点におい
て先行技術の写真装置と異なり、このりん光層は比較的
低利得撮像管１３の使用及び帰線消去期間中にターゲッ
ト上のシンチレーションを積分することを可能にする。

好適なものとしては、りん光層は、フッ化リチウム中の
非放射性リチウム同位体を、適当に硫化亜鉛と化合させ
たものの薄層を含むものであって、基板上に堆積される
。先行技術においては、リチウムを塁にしたりん層が粗
い低解像度の作像目的に使用されていたが、この層は、
放射線に晒されると、本来的に光散乱と拡散を生じ、こ
のことが、過去において、通常の又は高解像度の作像へ
のその使用を妨げてきた。本発明の放射線写真検査装置
においては、先行技術の難点を約０．６４ｓ以下、好適
には約０．５１ｓ以下の非常に薄い物質層を用いること
によって除去する。リチウム粉末はリチウム結合材、適
当なものとしては中性子−りん光変換物質と混合される
か、フッ化リチウムの粉末と硫化亜鉛の粉末の混合物を
結合材好ましくはリチウムを含む結合材と混合したもの
を含むか、また別のやり方ではリチウム粉末は薄い透明
被覆材料によって基板上の適所に保持される。最大光出
力を供給するには、結合材の量は重量で１０〜１５％に
制限するのが望ましい。物質を基板上に薄膜に積層する
に当って各種の方法が知られ、利用され、これらには、
たとえば薄膜クロマトグラフィー、沈殿タンク内コロイ
ド懸垂等々があるが、推奨される方法は少量の結合材を
含む溶液中に粉末混合物の懸垂を形成させ、次いでその
結果中じたスラリを基板に「塗布」又は載せることによ
って添加し、次いで「医用へら」のような刃又はナイフ
状の縁を表面を横断して引くことによって基板の端から
端までスラリを一様に拡げることである。一様な厚さを
維持するために、基板は平坦でかつ機械仕上げ面に堅牢
に固定されていなければならない。被覆の厚さを、この
技術を使用して、０．０２５ｍの範囲内で制御すること
ができる。

先に提唱したように、たとえば、０．２５馴から０．５
１ｍの薄い被覆が満足なものとされているが、好適には
０．３０ＩｎＩｎから０．６４５の厚さの被覆が採用さ
れる。

中性子線に対して使用されるとき、中性子がリチウムと
反応してリチウム分子の原子核変換によってアルファ粒
子を生成し、またアルファ粒子が硫化亜鉛と反応して光
エネルギーのシンチレーションを起こす。フッ化リチウ
ム成分は、したがって、放射線をアルファ粒子に変換す
る変換要素であり、また硫化亜鉛成分はアルファ粒子エ
ネルギーから光を発生させる発光要素である、ただし、
この物質を基板上に０．２５＃から０．５１ｍの公称厚
さの薄膜内に横たえた場合においてである。

りん光像２０Ｃは、受けた放射線を低光レベルの可視光
線に変換する放射線変換物質として重要である。

レンズ系３９は、対物レンズ系であってりん光層２０Ｃ
の像をＲ像管の入力光ファイバスクリーン４６上に形成
するように配置される。撮像管１３はそれ自体光ファイ
バを基にした「レンズ」である入力光ファイバスクリー
ン４６を備え、この入力部はおう面内部光作像層４７を
有しこの層はシンチレーションから導出された光を電子
エネルギーに変換し、これらの電子は“電界発生装置に
よって加速されて増感部分５ｏを通って撮像管ターゲッ
ト５１に達する。ターゲラ！−５１は、半導体、適当な
ものとしてはシリコン溝成体を含む。

冷却環４０は、好適には、帰線消去期間中の背頂雑音及
びびずみを最小化するに充分な一１５℃から一４０℃の
低温にターゲットを維持する。当業者に一般に知られて
いるように、このような撮像管１３は線図的に示された
ラスタ走査部分５３を組込んでおり、また代表的なもの
としては帰線消去格子５４を採用しこれで帰線消去バイ
アスをかけてラスタ走査回路の故障の際にターゲット５
１の走査を防止する（電子ビームによってターゲット５
１上の一定の場所が引き続き衝撃される結果ターゲット
５１が損傷するのを防止する目的）ためである。撮像装
置は、普通は、内部ラスタ走査回路を備え、この回路は
ラスタ走査を行うものであって、ラスタ発生器及び走査
回路を含む。このような内部ラスタ走査回路は、一般に
、外部同期信号又はトリが信号に応答して動作して、電
子ビームによるターゲットのテレビジョン走査を行わせ
る。映像又は画像処理装置５６は、適当なものとしては
ファンチフス社（Ｑｕａｎｔｅｘ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉ
ｏｎ　）によって型式番号ＤＳ−２０の下に製造されて
いる型式の装置であり、時限信号と同期信号を発生し、
及び記憶、処理、映像表示装置のプレイバック（再生）
を行うのに用いられる。その出力は映像監視装置５７に
送られる結果、順次の走査フレームの一つまたは二つ以
上の積分を通して蓄積された像の監視をできるようにす
る。映像処理装置５６のビーム帰線消去発生部分内にあ
る内部時限兼制御回路は時限信号を発し、この時限信号
は選択された時間幅の論理信号であって論理駆動回路５
８を通して送られ、この駆動回路の代表的なものとして
開放コレクタＴＴＬ駆動回路が採用され、この論理信号
をその撮像管走査故障ビーム遮断装置７１への印加前に
反転させ、その後撮像管１３へ送る映像処理装置のビー
ム帰線消去信号発生装置６４は調節可能であって帰線消
去期間を変動させる、また帰線消去信号の格子５４への
印加中、電子走査ビームはバイアスを解かれる。帰線消
去期間中、電子の電荷は、りん光スクリーン上のシンチ
レーション像に対応する図形に従ってシリコンのターゲ
ット内に蓄積される。

帰線消去時間が切れた時点において、電子ビームはバイ
アスされておらず、したがって偏向駆動装置５９によっ
て操作されるに従ってターゲット５１を走査することを
許されるがこの偏向駆動装置はラスタ発生器を含み、こ
の発生器は普通、撮像管外部の偏向ヨーク６ｏに接続さ
れる。偏向駆動装置５９はビーム帰線消去信号発生装置
６４の出力信号とターゲット出力電圧６１から導出され
る映像情報の記憶とに同期させられる。ターゲット出力
電圧６１は、映像前値増幅器６２によって増幅されて、
映像処理装置５６に送られる。ターゲット５１の出力側
とターゲット電源との間に接続された負荷抵抗器６３は
バイアスをターゲットにかける。映像処理装置５６は、
非帰線消去期間中にわたって発生されたフレームを蓄積
して出力を映像監視装置５７に送るように鮎き、映像監
視装置は被検体の詳細な内部欠陥を精細に評価すること
ができるに足る高解像度のものである。映像処理装置は
、このように、周期的に電子ビーム発生装置を動作させ
、その結果の像を読み取り、読み取った像を処理するこ
とによってフレームを逐次積分し、これらのフレームを
平均することを通して明確性を向上し、次いで処理後の
像を監視装置へ読み出す。普通、電子走査ビームは、検
査時間の大きな部分にわたって帰線消去される。たとえ
ば、像記憶の期間は走査期間の１００倍程度であるが、
ある場合、すなわち、低エネルギーレベル放射線検査の
場合、シンチレーション出力のいかん、によっては走査
周期に相対する記憶期間はもつと長くなることさえある
。

熱中性子線又は低エネルギーレベルＸ線からのりん光ス
クリーン上のシンチレーションによって発生されるきわ
めて低レベルのエネルギーは、従来は、帰線消去期間中
の半導体ターゲット上の統計的情報の蓄積用には、採用
されなかった、また低レベルのエネルギーはＲ画情１３
のバイアスと集束に関しては問題が多い。このような理
由から、テストパターン投射機３０が、初期的にバイア
スを調節するために使用されるのである。

（発明の効果）したがって、本発明の重要な特徴は、踊像管１３内のタ
ーゲット５１上の有意なシンチレーション情報を記憶し
かつ統計的に蓄積するその能力であり、この場合電子電
荷記憶図形がある時間長にわたって個々のシンチレーシ
ョン現像から半導体ターゲット上に築き上げられ遂には
統計的に満足な像が走査されるのであって、像が外部回
路から導出されるようなことはない。このことは、多段
増感部分を採用するものに比較して安価で、堅牢な構成
の撮像管１３の使用を可能にし、これによって、多段光
増感の使用から通常結果する雑音とひずみを最小化する
。したがって、高出力リン光スクリーンとターゲット走
査の帰線消去の組合せは、低経費かつ簡単な構成要素で
高解像度の像を生む。本発明の装置の重要な利点は、低
エネルギーレベルの放射線から明解な像を作るその能力
及び装置の内部構成、すなわち、りん光スクリーンの構
成又は撮像管等を取り換えることなくＸ線源又は中性子
線源のいずれから導出された像も作成するその能力であ
る。きわめて明解な像がきわめて低エネルギーレベルの
放射線から得られる。

われわれの実験においては、満足する高解像度放射線写
真像が、たとえば、約１００中性子毎平方センナメート
ル毎秒の熱中性子線レベルから、並びにきわめて低エネ
ルギーレベル及びきわめて高レベルのＸ線（たとえば、
０．５ｎｌＡ、　７６２ｍｍにおいて４　Ｑ　ｋｅＶか
ら１ＱＨｅＶ）から導出されて作像されている。しかも
、撮像管のレンズ系又はスクリーンの機械的変形を伴わ
ないで、このような各種の放射線源から像が得られる。

テストパターン投射ｌｌｌ３０が閉じた外被区分１１Ａ
内に内向きに向けられたりん光スクリーン２０と組合せ
のために、実際に放射線写真を撮るに先立って、機械的
に、すなわち、レンズ系３９を撮像管１３に相対して配
置することによって、及びターゲットバイアスと撮像管
の電子集束の調節によって、いずれにしても正確に便利
に焦点調節ができる。

本発明の一実施例をその変形と共に付図を参照して説明
したけれども、本発明の範囲から逸脱することなく本発
明の構成要素の配置及び構成にさらに各種の変形が可能
なことは明かである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の放射線写真検査装置の部分的に線図
を含んだ断面図、第２図は、本発明のテレビジョン撮像管の、ビーム帰線
消去信号発生装置、映像処理装置及び映ｍ監視装置と組
合せた、縮図、である。［記号の説明コ１０：放射線写真検査袋Ｕ１１Ａ、１１Ｂ：第１、第２駆分外被１２：ガス不浸透性の室１３：撮像管１５ニガラス板１６二開口１７：フランジ２０：りん光スクリーン２０Ａ：（スクリーン）外側板２０Ｂ：しやへい層２０Ｃ：りん光層２０Ｄ　：保護ガラス基板２３：反射鏡２４：被検体２５：放射線源３０：投射機３１：テストパターン３９：レンズ系４０：冷却環４１：冷却源４３：窒素源４６：光学入力、スクリーン４７：米作像層４９：５０：増感部５１：ターゲット５３：ラスタ走査部分５４：帰線消去格子５６：映像処理装置５７：映像監視装置５８：論理駆動回路５９：偏向駆動装置

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被検体の陰影像又は透過像を作成する放射線写真
検査装置であつて、熱中性子を被検体に透過するように向けて発射する放射
線源装置と、被検体を透過するように向けて発射された中性子線のり
ん光スクリーン上への入射に応答してシンチレーション
図形を発生するリチウムを基にしたりん光装置を含むも
のであつて被検体を透過した中性子線を受けるように配
置された前記りん光スクリーンと、前記りん光スクリーンに向けられたテレビジョン撮像管
の入力部分を有し、かつ前記りん光スクリーン上に発生
したシンチレーション図形に対応する電荷図形を形成す
る半導体ターゲットと該半導体ターゲット上に形成され
た前記電荷図形に対応する出力信号を発生するように前
記半導体ターゲットを走査するラスタ走査装置とを有す
るテレビジョン撮像管と、被検体の陰影写真像に対応する電荷図形の蓄積を可能に
するために選択された時限において前記ターゲットの走
査を中断させ、かつ前記中断に続いて前記ターゲットの
走査を可能ならしめるように前記ラスタ走査装置を制御
する制御装置と、前記ターゲットの逐次ラスタ走査から
導出される情報を処理しかつ前記陰影シンチレーション
図形に対応するテレビジョン表示をする処理及び表示装
置とを包含することを特徴とする前記放射線写真検査装置
。
（２）特許請求の範囲第１項記載の放射線写真検査装置
において、前記りん光スクリーンのシンチレーションか
ら導出された電荷図形が蓄積される期間にわたつて固有
の装置雑音を最小化するために前記撮像管の半導体ター
ゲット領域を冷却する冷却装置が具備されていることを
特徴とする前記放射線写真検査装置。
（３）特許請求の範囲第２項記載の放射線写真検査装置
において、前記テレビジョン撮像管を囲う外被が具備さ
れていることと、前記冷却装置は前記外被内で前記撮像
管の前記半導体ターゲット領域を冷却するように動作す
ることを特徴とする前記放射線写真検査装置。
（４）特許請求の範囲第３項記載の放射線写真検査装置
において、前記冷却装置は前記外被の内部を冷却するよ
うに動作することを特徴とする前記放射線写真検査装置
。
（５）特許請求の範囲第４項記載の放射線写真検査装置
であつて、乾燥剤で以つて前記外被の内部を充填する充
填装置をさらに含むことを特徴とする前記放射線写真検
査装置。
（６）特許請求の範囲第５項記載の放射線写真検査装置
において、前記乾燥剤は窒素又は六フッ化硫黄であるこ
とを特徴とする前記放射線写真検査装置。
（７）特許請求の範囲第１項記載の放射線写真検査装置
において、中性子源から導出されたシンチレーション図
形の高解像度像を形成するために前記テレビジョン撮像
管の適当なバイアスと集束を選択できるように前記りん
光スクリン上にテストパターンを形成する装置が具備さ
れていることを特徴とする前記放射線写真検査装置。
（８）特許請求の範囲第１項記載の放射線写真検査装置
において、前記外被は前記テレビジョン撮像管の光学軸
から平行変位した面上に前記りん光スクリーンを支持す
るように配設されていることと、反射装置が前記りん光
スクリーンからのシンチレーション図形を前記テレビジ
ョン撮像管に向けて反射するように前記外被内に配設さ
れていることを特徴とする前記放射線写真検査装置。
（９）特許請求の範囲第８項記載の放射線写真検査装置
において、テストパターン投射機が前記りん光スクリー
ンと整列して前記外被内に配置されていることと、前記
撮像管のレンズの光学軸は前記りん光スクリーンと前記
テストパターン投射機との間に延びていることとを特徴
とする前記放射線写真検査装置。
（１０）放射線写真検査装置であつて、被検体を照射する放射線源装置と、被検体を透過し又は迂回した放射線から導出された陰影
写真又は透過シンチレーション図形を作成するためにフ
ッ化リチウムを基にした放射線変換装置を有するリン光
スクリーンと、シンチレーション図形のテレビジョン像を作成するため
のものであつて半導体ターゲットを有するテレビジョン
撮像管と、前記りん光スクリーン上の陰影写真又はシンチレーショ
ン図形に対応して前記半導体ターゲット上に電荷図形を
形成するに充分な時間長にわたつて前記半導体ターゲッ
トのラスタ走査を中断する帰線消去装置と、を包含することを特徴とする前記放射線写真作像装置。
（１１）特許請求の範囲第１０項記載の放射線写真検査
装置において、前記りん光スクリーンは約１ｍｍ未満の
厚さのフッ化リチウムを基にしたりん光物質の層を含む
ことを特徴とする前記放射線写真検査装置。
（１２）特許請求の範囲第１１項記載の放射線写真検査
装置において、前記りん光層は約０．２５ｍｍから０．
５１ｍｍの厚さのものであることを特徴とする前記放射
線写真検査装置。
（１３）特許請求の範囲第１０項記載の放射線写真検査
装置において、前記りん光層はフッ化リチウムとりん光
物質との化合物を含むことを特徴とする前記放射線写真
検査装置。
（１４）特許請求の範囲第１２項記載の放射線写真検査
装置において、前記りん光物質は硫化亜鉛であることを
特徴とする前記放射線写真検査装置。
（１５）特許請求の範囲第１０項記載の放射線写真検査
装置において、前記放射線源装置は熱中性子発生装置を
含むことを特徴とする前記放射線写真検査装置。
（１６）特許請求の範囲第１５項記載の放射線写真検査
装置において、放射線源装置は非同位体放射線発生装置
を含むことを特徴とする前記放射線写真検査装置。
（１７）特許請求の範囲第１５項記載の放射線写真検査
装置において、前記熱中性子線発生装置は放射線発生装
置と中性子線の発生を終端させる装置を含むことを特徴
とする前記放射線写真検査装置。
（１８）特許請求の範囲第１６項記載の放射線写真検査
装置において、前記放射線源装置は前記放射線発生装置
を被検体と前記りん光物質とに整列させて位置決めする
位置決め装置を含むことと、被検体は前記放射線源装置
と前記りん光物質との間に整列させられることを特徴と
する前記放射線写真検査装置。
（１９）特許請求の範囲第１８項記載の放射線写真検査
装置において、前記位置決め装置は被検体と前記りん光
物質とに整列をとつて前記放射線発生装置を位置決めす
る方向性ブーム装置を含むことを特徴とする前記放射線
写真検査装置。
（２０）被検体のテレビジョン放射線写真検査方法であ
つて、放射線によるりん光スクリーンの衝撃に応答して
アルファ粒子の放出を起こさせる放射線変換装置とアル
ファ粒子の放出に応答してシンチレーション発光を行う
りん光装置を含む前記りん光スクリーンを配設すること
と、前記りん光スクリーン上にシンチレーション図形を
生成するために被検体を通してかつ前記りん光スクリー
ンに向けて放射線を発射することと、前記シンチレーシ
ョン図形に対応する電荷図形を生成する半導体ターゲッ
トと該ターゲットのラスタ走査装置とを有するテレビジ
ョン撮像管を前記りん光スクリーンに向けて配設するこ
とと、前記電荷図形を助長するために選択された時間長
にわたつて前記ターゲットのラスタ走査を中断すること
と、前記中断に後続して前記ターゲットをラスタ走査す
ることとを包含することを特徴とする前記放射線写真作
像方法。
（２１）特許請求の範囲第２０項記載の放射線写真検査
方法において、前記放射線源装置は熱中性子線源である
ことを特徴とする前記放射線写真検査方法。