JP5060548B2 - ラジオグラフィ測定装置及びラジオグラフィ測定方法 - Google Patents

ラジオグラフィ測定装置及びラジオグラフィ測定方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5060548B2
JP5060548B2 JP2009511689A JP2009511689A JP5060548B2 JP 5060548 B2 JP5060548 B2 JP 5060548B2 JP 2009511689 A JP2009511689 A JP 2009511689A JP 2009511689 A JP2009511689 A JP 2009511689A JP 5060548 B2 JP5060548 B2 JP 5060548B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
neutron
scintillator layer
radiography
rays
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009511689A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2008132849A1 (ja
Inventor
光一 日塔
清春 角川
主税 小長井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2009511689A priority Critical patent/JP5060548B2/ja
Publication of JPWO2008132849A1 publication Critical patent/JPWO2008132849A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5060548B2 publication Critical patent/JP5060548B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T3/00Measuring neutron radiation
    • G01T3/06Measuring neutron radiation with scintillation detectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/29Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J31/00Cathode ray tubes; Electron beam tubes
    • H01J31/08Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
    • H01J31/50Image-conversion or image-amplification tubes, i.e. having optical, X-ray, or analogous input, and optical output
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2231/00Cathode ray tubes or electron beam tubes
    • H01J2231/50Imaging and conversion tubes
    • H01J2231/50005Imaging and conversion tubes characterised by form of illumination
    • H01J2231/5001Photons
    • H01J2231/50031High energy photons
    • H01J2231/50036X-rays
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2231/00Cathode ray tubes or electron beam tubes
    • H01J2231/50Imaging and conversion tubes
    • H01J2231/50005Imaging and conversion tubes characterised by form of illumination
    • H01J2231/50042Particles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2231/00Cathode ray tubes or electron beam tubes
    • H01J2231/50Imaging and conversion tubes
    • H01J2231/50057Imaging and conversion tubes characterised by form of output stage
    • H01J2231/50089Having optical stage before electrical conversion
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2231/00Cathode ray tubes or electron beam tubes
    • H01J2231/50Imaging and conversion tubes
    • H01J2231/505Imaging and conversion tubes with non-scanning optics
    • H01J2231/5053Imaging and conversion tubes with non-scanning optics electrostatic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J31/00Cathode ray tubes; Electron beam tubes
    • H01J31/08Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
    • H01J31/50Image-conversion or image-amplification tubes, i.e. having optical, X-ray, or analogous input, and optical output
    • H01J31/501Image-conversion or image-amplification tubes, i.e. having optical, X-ray, or analogous input, and optical output with an electrostatic electron optic system
    • H01J31/502Image-conversion or image-amplification tubes, i.e. having optical, X-ray, or analogous input, and optical output with an electrostatic electron optic system with means to interrupt the beam, e.g. shutter for high speed photography
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J31/00Cathode ray tubes; Electron beam tubes
    • H01J31/08Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
    • H01J31/50Image-conversion or image-amplification tubes, i.e. having optical, X-ray, or analogous input, and optical output
    • H01J31/508Multistage converters
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J31/00Cathode ray tubes; Electron beam tubes
    • H01J31/08Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
    • H01J31/50Image-conversion or image-amplification tubes, i.e. having optical, X-ray, or analogous input, and optical output
    • H01J31/56Image-conversion or image-amplification tubes, i.e. having optical, X-ray, or analogous input, and optical output for converting or amplifying images in two or more colours

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)

Description

本発明は、X線、γ線、中性子線等の放射線を用いたラジオグラフィに使用されるラジオグラフィ測定装置及びラジオグラフィ測定方法に関する。
X線、γ線等の放射線が物質を透過する際には、その構成物質の種類や形状によって吸収や散乱が異なってくる。これを映像として写真やビデオ、デジタルファイル等として記録すれば、物質の破損状態、変化、充填状況等を把握することができる。これは一般にX線ではレントゲン写真として人体の内部の状態を診察する方法として用いられている。測定したい物体あるいは試料を破壊せずに内部の状態を測定するこの方法はラジオグラフィまたは非破壊放射線撮影法と呼ばれている。
医療診断や工業用非破壊検査などに利用されるX線やγ線撮影では、通常、撮影系の感度を向上させるために、イメージインテンシファイア(Image Intensifier)を使用している。イメージインテンシファイアは、放射線とシンチレータとの反応で発光させた光を電気信号として観測する。イメージインテンシファイアの感度を向上させるためには、このシンチレータと放射線の反応する領域を大きくすることが考えられる。しかし一方、反応領域を大きくすると測定の位置分解能は反応領域が大きくなった分だけ悪くなる。すなわち、感度と分解能は互いに良くしようとするとどちらかが犠牲にならざるを得ない。そこで、従来はシンチレータの反応領域すなわち発光領域を大きくせずに、光センサで電気信号に変換した後に電気増幅する方法が使用されている。X線やγ線のイメージインテンシファイアはまさしく電子増幅機能をイメージセンサに組み込んだ物である。
他に低感度でも高解像度を得る方法としては、照射時間を長くして積分機能により測定する方法が用いられる。これらの方法としては、フィルムや輝尽性蛍光シート等を用いた方法であるが、これらの方法は、リアルタイム性が無く、現像や読み取りなどの間接的な操作が無ければデータとして得ることができない。
一方、測定したい放射線の種類やエネルギーの違い、紫外線や光の波長による違いを測定しようとした場合には、それぞれの種類に合わせて別々に測定しなければならない。例えば、中性子とX線を測定しようとすると、それぞれの放射線に対して反応するシンチレータを変えなければ測定ができない。そこで、放射線の種類毎に夫々感度を有する複数のシンチレータでかつ、夫々が異なる色に発光する複数のシンチレータを用いて、混在する放射線を色によって区別できるようにした技術が提案されている(例えば特許文献1参照。)。
しかし、上記の方法においても感度を向上させるための方法については規定されておらず、さらに高感度で混在する放射線を測定できるようにすることが望まれる。従来の考え方では、反応するシンチレータの反応領域を拡大させるかシンチレータの発光を光検出器で読み込む場合にX線のイメージインテンシファイアやマイクロチャネルプレートなど電気的に増幅する方法が主に考えられていた。
この電気増幅を考えた場合のマイクロチャネルプレートでは、チャンネル間の間隔が分解能になる。そのため、ミクロンサイズでのチャンネル間隔のマイクロチャネルプレートを作る必要があり、更にチャンネル間の増幅特性をそろえなければならない課題がある。また、X線イメージインテンシファイアにおいては、増幅させるための電子レンズによる電場における等電位線の関係から入力面の反応シンチレータと光電変換面は曲面にしなければ画像を結像することができない。
X線の透過像は、画像の濃淡がX線経路の電子数の情報を有しているため、重い金属などに感度が良い。一方、中性子を利用した場合には、中性子と質量がほぼ等しい水素との散乱反応が顕著であり、水素を含む水、プラスチックなどに感度が高い。また、ガドリニウム、カドミウム、あるいはボロンなど特定の中性子吸収材料の画像化にも適している。
中性子による透視イメージングの構成は、基本的にはX線と同じであり、X線に変わり中性子に反応する蛍光板をカメラシステムで観察することになる。この蛍光板には、ZnS:6LiFやGdS:Tbが使われ、カメラシステムにはSIT管カメラやCCDカメラが用いられている。X線に比べると歴史は浅く、中性子源の制約もあるが中性子ラジオグラフィとして非破壊検査や可視化計測など研究開発や応用利用で多くの論文や国際会議の報告がある。
中性子イメージインテンシファイアについて国内で使われた例は無いが、海外では1970年代後半にRolls Royce社がイギリスのAWREEのHERALD炉やAERE HarwellのDIDO炉で冷中性子源(0.004eV)にてガスタービンエンジンの燃料や潤滑オイルのリアルタイム中性子イメージングを中性子イメージインテンシファイアで行っている。最近の中性子リアルタイムイメージングは、ドイツHMI(Hahn−Meitner−Institut Berlin)の冷中性子(Flux:3×10n/cms)にてリチウム電池やエアークラフトエンジンなど産業分野での利用について発表しているが、LiZnSシンチレータとCCDカメラとの組合せ構成でイメージインテンシファイアではない。
中性子用のイメージインテンシファイアを構成するには、入力反応面の蛍光体を中性子で反応する蛍光体に変える必要がある。このような蛍光体としては、6Liの(n,α)反応により発光するZnS:6LiFやGdの(n,γ)反応により発光するGdS:Tb等が考えられる。以前市販されていたTHOMSON TUBES ELECTRONIQUES社のNEUTRON−RADIATION IMAGE INTENSIFIER TUBEは、入力反応面にGdS:Tbを用いていた。この蛍光体は、X線用のイメージインテンシファイアにも用いられており、中性子とX線またはγ線と混在する場では同様に反応してしまい、中性子とX線を区別して測定することができていない。
特開平11−271453号公報
上述したように、従来の技術では、放射線が混在する場、例えばX線と中性子線とが混在するような場合、中性子線のみによる透過画像をリアルタイムで観測したり、中性子線のみによる透過画像とX線のみによる透過画像を区別してリアルタイムで同時に観測するようなことはできなかった。
実際、放射線の透過画像はX線やγ線と中性子線では大きく異なり、観測できる材質も異なる。特に金属材料中にある水素系材料の挙動等は中性子線でなければ鮮明に観測できず、逆にアルミニウムや金属系の構造等については、X線やγ線が適している。また、これらを、互いに同時にリアルタイムで観測できれば、リアルタイムでの相関関係が得られるようになり、挙動や構造解析に有効となる。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、複数種の放射線が混在している場合等においても、リアルタイムかつ高感度でラジオグラフィを行うことのできるラジオグラフィ測定装置及びラジオグラフィ測定方法を提供しようとするものである。
(課題を解決するための手段)
本発明に係るラジオグラフィ測定装置は、放射線の入射窓にコーティングされた、濃縮ボロンカーバイトからなる10μm以下の厚さの中性子反応体層と、前記中性子反応体層の上に形成され、前記中性子反応体層と中性子との反応により放出されるα線によって発光する針状性の第1のシンチレータ層と、前記第1のシンチレータ層の上に形成された光電変換層と、前記光電変換層から放出された電子を加速する電子レンズと、前記電子レンズによって加速された電子によって発光する第2のシンチレータ層と、前記第2のシンチレータ層の発光を撮像するカメラとを具備したことを特徴とする。
本発明に係るラジオグラフィ測定方法は、放射線の入射窓にコーティングされた、濃縮ボロンカーバイトからなる10μm以下の厚さの中性子反応体層と、前記中性子反応体層の上に形成され、前記中性子反応体層と中性子との反応により放出されるα線によって発光する針状性の第1のシンチレータ層と、前記第1のシンチレータ層の上に形成された光電変換層と、によって、入射した中性子から電子を発生させ、この電子を電子レンズによって加速し、加速された電子によって第2のシンチレータ層を発光させ、当該第2のシンチレータ層の発光をカメラによって撮像することを特徴とする。
本発明の一実施形態に係るラジオグラフィ測定装置の構成を模式的に示す図。 図1のラジオグラフィ測定装置の要部断面構成を示す図。 他の実施形態に係るラジオグラフィ測定装置の構成を示し、(a)は概略縦断面図、(b)は正面図。 (a)から(c)は各々図3のラジオグラフィ測定装置によって得られた撮影画像の例を示す写真。 (a)は従来のラジオグラフィ測定装置の要部断面図、(b)は(a)のA部拡大断面図。 従来のラジオグラフィ測定装置の要部拡大断面図。
以下、本発明のラジオグラフィ測定装置及びラジオグラフィ測定方法の詳細を図面を参照して実施形態について説明する。
図1は、本実施形態にかかるラジオグラフィ測定装置の全体の構成を模式的に示すものである。図1に示すように、ラジオグラフィ測定装置1は、イメージインテンシファイア2を具備している。イメージインテンシファイア2は、放射線3が入射する入射窓20と、入射窓20において発生した電子を集束する電子レンズ21と、電子レンズ21で集束された電子によって発光するシンチレータ層からなる出力蛍光面 22とを具備している。電子レンズ21は、集束電極25、陽極26等から構成されている。
上記イメージインテンシファイア2の出力蛍光面22の後方には、ミラー4とカメラ5が設けられており、出力蛍光面22の発光を、カメラ5によって撮像するよう構成されている。出力蛍光面22を構成するシンチレータ層(第2のシンチレータ層)としては、緑色などの単色に発光するモノクロのシンチレータ層、又は、RGBの各色に発光するカラーシンチレータ層を使用することができる。本実施形態では、出力蛍光面22は、電子レンズ21によって加速された電子にて多色に発光するカラーシンチレータ層から構成されている。また、カメラ5は、カラーシンチレータ層からなる出力蛍光面 22の発光をカラー画像として撮像するため、カラーカメラが用いられている。
ここで、図5を参照して従来からあるX線を対象としたイメージインテンシファイアの構成を説明する。図5(a)に示すように、入射窓20には、アルミニウム基板200が設けられており、アルミニウム基板200の内側には、シンチレータ層201が形成されている。X線を対象としたイメージインテンシファイアの場合、シンチレータ層201としてX線と反応し易いCsIシンチレータが用いられている。また、解像度を良くする工夫として針状性の構造となっている。そして、図5(b)に示すように、シンチレータ層201の上には、シンチレータ層201で発生した光から電子を発生させる光電変換層202が形成されている。
一方、中性子線に対するイメージインテンシファイアの場合、中性子と効率よく反応する材料を使用する必要がある。図6は、(n,γ)反応を利用したタイプのシンチレータ層211を用いた場合の構成を示している。この場合、シンチレータ層211に酸硫化ガドリニウムを母剤とし、テルビウムを賦活した材料(GdS:Tb)を用いている。この材料は、従来のX線用のイメージインテンシファイアの開発当初に、針状性シンチレータCsIが開発される前に用いられていたものであり、X線と反応するが、中性子については、Gdの(n,γ)反応により同時に発生する内部転換電子でテルビウムを発光させるメカニズムとなる。
しかし、このシンチレータを反応体として用いる場合には、シンチレータの密度が高く、X線との反応も生じるため、中性子線と、X線やγ線とを区別して測定することが難しい。例えば、一般的な中性子照射エリアとして原子炉の照射ポートや加速器の照射ポート、カリホルニウム(Cf)RI線源などでは中性子の他に必ずγ線やX線が混在してしまう。この混在するγ線もかなりの強度を有する場合がある。従って、中性子によるイメージインテンシファイアを構成した場合に、混在したγ線の影響を除くことが難しい。
本実施形態では、図2に示すように、入射窓20のアルミニウム基板200の内側には、直接中性子反応体層220がコーティングされている。そして、この中性子反応体層220の内側に、シンチレータ層(第1のシンチレータ層)201が形成され、シンチレータ層201の内側に光電変換層202が形成されている。本実施形態において、中性子反応体層220は、濃縮ボロンカーバイト(10C)から構成されている。この濃縮ボロンカーバイトは、濃縮ボロン(10B)の(n,α)反応により、中性子からα線を発生させる。そして、このα線でシンチレータ層201を発光させる。
濃縮ボロンと中性子との反応の効率は高く、中性子反応体層220(濃縮ボロンカーバイト膜)は、この膜内で中性子と反応してα線を透過させるため、膜厚は極力薄く、数μmから厚くても10μm程度とすることが望ましい。この濃縮ボロン膜を形成するためには、粉末状の濃縮ボロンカーバイトを一旦ペレット状に高温高圧で焼き固め、電子銃にて蒸発させ蒸着する方法を用いることができ、その膜厚の制御を行うことができる。
上記のα線と反応させるシンチレータ層201としては、針状性のCsIを用いることができるが、α線の飛程から、シンチレータ層201の厚さは数μmから百μm以下とするのが望ましい。このシンチレータ層201は蒸着によって形成することができる。この濃縮ボロンカーバイトとCsIシンチレータの組合せは、従来の酸硫化ガドリニウムのシンチレータを用いるタイプに比べて膜の厚さを極力薄くでき、X線やγ線の影響を極力少なくすることができる。酸硫化ガドリニウムのシンチレータを用いた場合には、蛍光発光させる内部転換電子の飛程がα線に比べて長くなるため、中性子での感度を上げようとするとシンチレータ層の厚さとして100から200μm程度の厚さが必要となるが、濃縮ボロンカーバイトの反応体は、それ自体発光することもなく、α線を出し、その飛程は数ミクロン程度となる。従って、シンチレータ層201の厚さは、酸硫化ガドリニウムのシンチレータを用いた場合に比べて約2桁近く薄くできる。
また、図5に示したような一般のX線用のイメージインテンシファイアでは、シンチレータ層201の厚さが約400μm程度であり、γ線タイプの場合には1から2mmである。したがって、図2に示した実施形態の場合、シンチレータ層201の厚さを薄くすることによって、X線やγ線に対する感度は極端に少なくできる。本実施形態の装置を用いた測定では、特にX線やγ線に対して感度を極力抑えることができることから、測定対象物がX線やγ線を出す場合に、中性子で透過画像を測定し、検査することが可能となる。
また、濃縮ボロンカーバイトの代わりに、中性子反応体層220として金属ガドリニウム(Gd)をコーティングし、その上に電子線にて発光するCsIからなるシンチレータ層201を設ける方法も考えられる。この場合、金属ガドリニウム層(中性子反応体層220)の厚さは、濃縮ボロンカーバイトよりも厚く十数μmから数十μm以下とすることが望ましい。
上記の実施態では、中性子用のイメージインテンシファイアとして、バックグランドとなるX線やγ線の影響を極力小さくして測定できる構成を示した。以下には、中性子とX線またはγ線を同時にリアルタイムで測定することのできる構成とした実施形態について説明する。
図6に示した(n,γ)タイプの場合、反応体となるシンチレータ層211(GdS:Tb)の厚さを厚くすることでγ線にも対応が可能となる。しかし、中性子の発光は入力側で発光し、シンチレータ層211内を光が透過するため、シンチレータ層211の自己吸収が大きくなり、透過の割合が悪くなり、中性子の検出効率が悪くなる。また、粉体状のシンチレータ(GdSS:Tb)を厚くすると発光した光が散乱して空間分解能が低下する。
そこで、本実施形態では、図2に示した(n,α)反応タイプにて中性子反応体層220の濃縮ボロンカーバイト(10C)の厚さは、前述した実施形態と同様に数μmから厚くても10μm程度とし、シンチレータ層201(針状性シンチレータ層CsI)を0.4mm以上に結晶成長させて製作する。特に高エネルギーのγ線に対しては、シンチレータ層201(針状性シンチレータ層CsI)の厚さを1mm以上にすることが望ましい。
これにより、中性子は、濃縮ボロンと反応し、X線やγ線はCsIシンチレータと反応する。濃縮ボロンと反応した中性子によるα線は、シンチレータ層201の入射側の入り口近辺で反応するが、CsIの針状性結晶のため、光が拡散し難く、画質がぼけることは少ない。
以上のようイメージインテンシファイア2を構成した場合、前述した実施形態とは異なりX線にもγ線に反応してしまう。そこで、図3(a)に示すラジオグラフィ測定装置1aのように、回転円盤6をイメージインテンシファイア2の入射窓20の前にセットする。この回転円盤6は、図3(b)に示すように、90度毎に開口からなる(何も無い)窓60と中性子吸収体が入った窓61が設けられており、図示しない駆動機構によって回転されることにより、窓60,61が交互にイメージインテンシファイア2の入射窓20の前にセットされるようになっている。これによって中性子の通過状態を遮断、開放する開閉機構が構成されている。
この窓60,61のセットされる状況を、図示しないセンサ等によって検出し、カラーカメラ5の画像取込のタイミングを一致させる。例えば、カラーカメラ5の1/30秒に1コマを何も無い窓60に同期させ、次の1/30秒に中性子吸収体が入った窓61と同期させる。すなわち、何も無い窓60の時は中性子線とγ線が入射し、中性子吸収体の入った窓61ではγ線のみがイメージインテンシファイア2に入射する。このγ線のみの画像を、中性子線とγ線が混在しているイメージインテンシファイアの画像から引き算することで中性子のみの画像を得ることができ、中性子線画像とγ線画像を、それぞれ独立してリアルタイムに観測することが可能となる。上記中性子吸収体としては、例えば、ボロンカーバイトやリチウムを含むシート、Cd板、Gd板やGdを含む化合物をシート状に加工したもの等を使用することができる。なお、図3のラジオグラフィ測定装置1aにおいて、前述した図1のラジオグラフィ測定装置1と対応する部分には、対応する符号を付して、重複した説明は省略する。
図4に、図3に示したラジオグラフィ測定装置1aによって、中性子ラジオグラフィ用のインジケータとアクリル樹脂に彫刻した文字並びにスケールにボロンカーバイト(BC)の粉末を埋め込んだメジャー等を撮影した画像の一例を示す。図4(a)は中性子とγ線が混在した状況で撮影された結果で、中性子吸収体となるカドミウム(Cd)ディスクやCdバー、ボロンナイトライド(BN)ディスク、アクリルステップ、メジャーのBC文字とγ線の吸収体となる鉛ステップ等が全て写っている。
この画像だけでは、中性子吸収の材質等を識別することができないが、中性子吸収体を入れた窓61を通して(中性子を遮蔽した状況)撮影した図4(b)の結果では、アクリルステップやBCの文字、BNディスク等は写らず、鉛のステップ、Cdディスク、Cdバーのみが写っている。この結果を元に図4(a)から図4(b)の画像を引き算すると、図4(c)の中性子のみの画像が得られ、中性子吸収体となるCdディスクやCdバー、BNディスク、アクリルステップ、メジャーのBC文字が確認できる。鉛ステップはこの画像では写らなくなる。従来は、フィルム等により、上記のような、中性子とγ線の同時ラジオグラフィを行った例はあるが、この場合静止画しか得られなかった。これに対して本実施形態によれば、動画によりリアルタイムで中性子とγ線の同時ラジオグラフィを行うことができる。
更に、以上は中性子とγ線について記したが、窓の中の吸収体を低エネルギーX線の吸収体としてγ線とのエネルギー差分法にも利用が可能となる。ここで、エネルギー差分法とは、異なる大小のエネルギーのX線やγ線による透過画像から互いの画像を差し引いたり、割り算することにより材質の異なる物質を同定したり、人体では血管と骨など動いている組織でのリアルタイム画像としてそれぞれ異なる材質のみを抽出する手法である。
このエネルギー差分法を用いる場合、X線では管電流の値を一定とすると、X線のエネルギーに相当する管電圧の値を大小変化させる。このとき、透過輝度値は管電圧の高い方が高くなる。管電圧の差により透過輝度値の差が大きくなるため、そのまま演算することは難しい。そこで、対象物のない背景の透過輝度値をなるべく等しくするためには、高いエネルギーすなわち管電圧の高い状態の時に透過輝度値を下げるためのフィルターを線源とイメージインテンシファイアの間に設ける。このフィルターは、タングステンや鉛などのX線吸収体が望ましい。このフィルターを挿入した状況とフィルターを外して管電圧を下げた状況を瞬時に切り替えなければリアルタイムで差分状況が確認できない。そこで、図3に示した回転円盤6に、何もない窓又は厚さが薄いX線吸収窓と、厚さの厚いX線吸収窓をタングステンや鉛や金属板にて作成し、カメラと同期を取って撮影できるようにする。
また、上記の実施形態の方法によれば、測定対象物が高線量な場合、例えば再処理燃料や高レベル廃棄物などでその内部の状況や密度などを測定する場合においても、何もない窓で測定対象物からの線量による画像と、中性子あるいはγ線による透過画像と比較してバックグランドの線量による影響を少なくし、ノイズの少ない画像を得ることが可能となる。
本発明のラジオグラフィ測定装置及びラジオグラフィ測定方法は、医療診断や工業用非破壊検査の分野等で利用することができる。したがって、産業上の利用可能性を有する。

Claims (9)

  1. 放射線の入射窓にコーティングされた、濃縮ボロンカーバイトからなる10μm以下の厚さの中性子反応体層と、
    前記中性子反応体層の上に形成され、前記中性子反応体層と中性子との反応により放出されるα線によって発光する針状性の第1のシンチレータ層と、
    前記第1のシンチレータ層の上に形成された光電変換層と、
    前記光電変換層から放出された電子を加速する電子レンズと、
    前記電子レンズによって加速された電子によって発光する第2のシンチレータ層と、
    前記第2のシンチレータ層の発光を撮像するカメラと
    を具備したことを特徴とするラジオグラフィ測定装置。
  2. 請求項1に記載のラジオグラフィ測定装置であって、
    前記第2のシンチレータ層は、前記電子レンズによって加速された電子によって多色に発光するカラーシンチレータ層であり、
    前記カメラは、前記カラーシンチレータ層の発光を撮像するカラーカメラである
    ことを特徴とするラジオグラフィ測定装置。
  3. 請求項1又は2に記載のラジオグラフィ測定装置であって、
    前記中性子反応体層が、蒸着により形成されたものであることを特徴とするラジオグラフィ測定装置。
  4. 請求項1〜3いずれか1項記載のラジオグラフィ測定装置であって
    記入射窓の前に、中性子吸収体が設けられた状態と、前記中性子吸収体が設けられていない状態とを所定時間毎に繰り返して形成する開閉機構を有し、
    前記カメラにより、前記開閉機構に同期させた画像を得ることによって、前記中性子吸収体が設けられた状態の画像と、前記中性子吸収体がない状態の画像を交互に取得できるように構成されたことを特徴とするラジオグラフィ測定装置。
  5. 請求項記載のラジオグラフィ測定装置において、
    前記開閉機構が、開口からなる窓と、中性子吸収体を設けた窓とを交互に配置された円形の基板と、
    前記基板を回転させる駆動機構と、
    前記基板の回転状況を検知する機構とを具備したことを特徴とするラジオグラフィ測定装置。
  6. 請求項1〜3いずれか1項記載のラジオグラフィ測定装置であって
    記入射窓の前に、X線吸収体が設けられた状態と、前記X線吸収体が設けられていない状態とを所定時間毎に繰り返して形成する開閉機構を有し、
    前記カメラにより、前記開閉機構に同期させた画像を得ることによって、前記X線吸収体が設けられた状態の画像と、前記X線吸収体がない状態の画像を交互に取得できるように構成されたことを特徴とするラジオグラフィ測定装置。
  7. 請求項記載のラジオグラフィ測定装置において、
    前記開閉機構が、開口からなる窓と、X線子吸収体を設けた窓とを交互に配置された円形の基板と、
    前記基板を回転させる駆動機構と、
    前記基板の回転状況を検知する機構とを具備したことを特徴とするラジオグラフィ測定装置。
  8. 放射線の入射窓にコーティングされた、濃縮ボロンカーバイトからなる10μm以下の厚さの中性子反応体層と、
    前記中性子反応体層の上に形成され、前記中性子反応体層と中性子との反応により放出されるα線によって発光する針状性の第1のシンチレータ層と、
    前記第1のシンチレータ層の上に形成された光電変換層と、
    によって、入射した中性子から電子を発生させ、
    この電子を電子レンズによって加速し、加速された電子によって第2のシンチレータ層を発光させ、当該第2のシンチレータ層の発光をカメラによって撮像することを特徴とするラジオグラフィ測定方法。
  9. 請求項に記載のラジオグラフィ測定方法であって、
    前記第2のシンチレータ層は、前記電子レンズによって加速された電子にて多色に発光するカラーシンチレータ層であり、
    前記カメラは、前記カラーシンチレータ層の発光を撮像するカラーカメラである
    ことを特徴とするラジオグラフィ測定方法
JP2009511689A 2007-04-24 2008-04-24 ラジオグラフィ測定装置及びラジオグラフィ測定方法 Expired - Fee Related JP5060548B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009511689A JP5060548B2 (ja) 2007-04-24 2008-04-24 ラジオグラフィ測定装置及びラジオグラフィ測定方法

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007114394 2007-04-24
JP2007114394 2007-04-24
PCT/JP2008/001079 WO2008132849A1 (ja) 2007-04-24 2008-04-24 ラジオグラフィ測定装置及びラジオグラフィ測定方法
JP2009511689A JP5060548B2 (ja) 2007-04-24 2008-04-24 ラジオグラフィ測定装置及びラジオグラフィ測定方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2008132849A1 JPWO2008132849A1 (ja) 2010-07-22
JP5060548B2 true JP5060548B2 (ja) 2012-10-31

Family

ID=39925320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009511689A Expired - Fee Related JP5060548B2 (ja) 2007-04-24 2008-04-24 ラジオグラフィ測定装置及びラジオグラフィ測定方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20100116993A1 (ja)
EP (1) EP2144089A4 (ja)
JP (1) JP5060548B2 (ja)
KR (1) KR101124549B1 (ja)
CN (1) CN101669042A (ja)
WO (1) WO2008132849A1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012133796A1 (ja) * 2011-03-31 2012-10-04 国立大学法人北海道大学 シンチレータプレート、放射線計測装置、放射線イメージング装置およびシンチレータプレート製造方法
JP5710352B2 (ja) * 2011-04-15 2015-04-30 株式会社東芝 中性子検出器
DK2726640T3 (da) * 2011-06-30 2022-02-21 European Spallation Source Eric En fremgangsmåde til at fremstille en neutrondetektorkomponent omfattende et borkarbidlag til anvendelse i en neutrondetekterende indretning
JP2014235921A (ja) * 2013-06-04 2014-12-15 株式会社東芝 イメージ管およびその製造方法
KR101712357B1 (ko) * 2015-10-20 2017-03-06 한국기초과학지원연구원 다중 라디오그래피 장치
JP6862427B2 (ja) 2016-04-06 2021-04-21 株式会社東芝 シンチレータアレイ
JP6682422B2 (ja) 2016-12-01 2020-04-15 株式会社東芝 放射線検出器
KR101864964B1 (ko) * 2016-12-19 2018-06-05 한국기초과학지원연구원 피검체보다 축소된 방사선 투과 이미지를 제공하는 방사선 라디오 그래피 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61165678A (ja) * 1985-01-18 1986-07-26 Hitachi Ltd 中性子検出器
JPH08338876A (ja) * 1995-06-13 1996-12-24 Mitsubishi Electric Corp 粒子計量器、粒子計量方法および原子力プラント
JPH11219676A (ja) * 1997-11-21 1999-08-10 Toshiba Electronic Engineering Corp 放射線イメージ管およびその製造方法
JP2004309179A (ja) * 2003-04-02 2004-11-04 Nagase Landauer Ltd 中性子線測定線量計及び測定方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2799780A (en) * 1953-09-03 1957-07-16 Isomet Corp Neutron scintillation counter
US2910592A (en) * 1953-09-09 1959-10-27 Texaco Development Corp Scintillation type detector
US2845530A (en) * 1953-09-28 1958-07-29 Elmer J Wade Pulse sorter
US2950393A (en) * 1956-11-20 1960-08-23 Bendix Corp Gamma compensated neutron detector
US3603828A (en) * 1969-01-28 1971-09-07 Sheldon Edward E X-ray image intensifier tube with secondary emission multiplier tunnels constructed to confine the x-rays to individual tunnels
US5550378A (en) * 1993-04-05 1996-08-27 Cardiac Mariners, Incorporated X-ray detector
US5519225A (en) * 1994-10-03 1996-05-21 General Electric Company System and method for using a dual modality detector for inspecting objects
JPH11271453A (ja) * 1998-03-25 1999-10-08 Toshiba Corp 放射線弁別測定方法および放射線弁別測定装置
US6011266A (en) * 1998-04-15 2000-01-04 Lockheed Martin Energy Research Corporation Apparatus and method for the simultaneous detection of neutrons and ionizing electromagnetic radiation
US6771730B1 (en) * 1998-11-25 2004-08-03 Board Of Regents Of University Of Nebraska Boron-carbide solid state neutron detector and method of using the same
EP1578375B1 (en) * 2002-11-13 2018-01-03 Proportional Technologies, Inc. Boron coated straw neutron detector
JP4208687B2 (ja) * 2003-09-29 2009-01-14 株式会社東芝 イメージセンサ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61165678A (ja) * 1985-01-18 1986-07-26 Hitachi Ltd 中性子検出器
JPH08338876A (ja) * 1995-06-13 1996-12-24 Mitsubishi Electric Corp 粒子計量器、粒子計量方法および原子力プラント
JPH11219676A (ja) * 1997-11-21 1999-08-10 Toshiba Electronic Engineering Corp 放射線イメージ管およびその製造方法
JP2004309179A (ja) * 2003-04-02 2004-11-04 Nagase Landauer Ltd 中性子線測定線量計及び測定方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090133111A (ko) 2009-12-31
JPWO2008132849A1 (ja) 2010-07-22
CN101669042A (zh) 2010-03-10
WO2008132849A1 (ja) 2008-11-06
EP2144089A1 (en) 2010-01-13
EP2144089A4 (en) 2016-11-30
KR101124549B1 (ko) 2012-03-20
US20100116993A1 (en) 2010-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5060548B2 (ja) ラジオグラフィ測定装置及びラジオグラフィ測定方法
US20090032718A1 (en) Color scintillator and image sensor
JP5247988B2 (ja) 検出器アセンブリおよびその製造方法
EP0947855B1 (en) Method and apparatus for simultaneous measurement of different radiations
US7547895B2 (en) Imaging assembly and inspection method
JP2010181412A (ja) 放射線弁別測定方法および放射線弁別測定装置
JP5554322B2 (ja) 放射線画像検出器
JP5710352B2 (ja) 中性子検出器
JP2007327967A (ja) 放射線弁別測定装置
JP2008051626A (ja) ラインセンサ、ラインセンサユニット及び放射線非破壊検査システム
JP2006258618A (ja) 放射線検出器用蛍光体シートおよびそれを用いた放射線検出器
JP2017018527A (ja) 放射線検出器、および、放射線撮像システム
JP2007248283A (ja) シンチレータ、蛍光板及びそれを用いたx線検出器
Nagarkar et al. New structured scintillators for neutron radiography
US20050002490A1 (en) Rare earth activated lutetium oxyorthosilicate phosphor for direct X-ray detection
JP2006329905A (ja) ラインセンサ、ラインセンサユニット及び放射線非破壊検査システム
Marshall et al. Novel neutron detector material: Microcolumnar Li x Na 1–x I: Eu
JP2000235078A (ja) 放射線検出用構造体と、それを用いた放射線検出器および放射線検査装置
US4256965A (en) High energy fluoroscopic screen
Nagarkar et al. Development of microcolumnar LaBr [sub] 3 [/sub]: Ce scintillator
JP5481152B2 (ja) 中性子顕微鏡及び中性子透過拡大画像形成方法
Chuirazzi et al. Feasibility Testing of Delayed Scintillator Screens for Indirect Digital Neutron Radiography of Irradiated Nuclear Fuel
Stade et al. Imaging plates as detector for neutron radiography
Galbraith et al. Advances in Pipeline Radiography
Zhao Design and evaluation of a screen-CCD imaging system for medical radiology

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101210

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110301

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110427

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120710

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120803

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150810

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5060548

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150810

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees