JPH0961379A - 軟ｘ線断層撮影法 - Google Patents
軟ｘ線断層撮影法Info
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- JPH0961379A JPH0961379A JP7217134A JP21713495A JPH0961379A JP H0961379 A JPH0961379 A JP H0961379A JP 7217134 A JP7217134 A JP 7217134A JP 21713495 A JP21713495 A JP 21713495A JP H0961379 A JPH0961379 A JP H0961379A
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- 230000005469 synchrotron radiation Effects 0.000 claims abstract description 26
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Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 軽元素材料中の不純物，欠陥，密度などの空
間分布を高いコントラストで撮影することができる軟Ｘ
線断層撮影法を提供する。 【解決手段】 軟Ｘ線断層撮影法は、１Åを越えて１０
Åまでの間にある比較的長い波長を有する軟Ｘ線を用い
て物体の断層像を撮影することを特徴とする。
間分布を高いコントラストで撮影することができる軟Ｘ
線断層撮影法を提供する。 【解決手段】 軟Ｘ線断層撮影法は、１Åを越えて１０
Åまでの間にある比較的長い波長を有する軟Ｘ線を用い
て物体の断層像を撮影することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、工業材料中の不純
物，欠陥，密度などの空間分布を非破壊的に調べるため
の断層撮影（ＣＴ：コンピュータ・トモグラフィ）法に
関するものである。
物，欠陥，密度などの空間分布を非破壊的に調べるため
の断層撮影（ＣＴ：コンピュータ・トモグラフィ）法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】主に０．１Åから１Åまでの範囲内の波
長を有するＸ線を用いた従来の断層撮影法として、Ｘ線
管球からのＸ線を用いるものや、ＳＲ科学技術情報Ｖｏ
ｌ．４，Ｎｏ．１２（１９９４）ｐｐ．１１−１７に紹
介されているように放射光から得られた単色Ｘ線を用い
るものがある。
長を有するＸ線を用いた従来の断層撮影法として、Ｘ線
管球からのＸ線を用いるものや、ＳＲ科学技術情報Ｖｏ
ｌ．４，Ｎｏ．１２（１９９４）ｐｐ．１１−１７に紹
介されているように放射光から得られた単色Ｘ線を用い
るものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来は、前述のよう
に、Ｘ線断層写真法として０．１Å〜１Åの範囲内の比
較的短い波長を有するＸ線を用いているので、プラスチ
ックやゴムなどの軽元素材料中の欠陥などを高いコント
ラストで撮影することができなかった。
に、Ｘ線断層写真法として０．１Å〜１Åの範囲内の比
較的短い波長を有するＸ線を用いているので、プラスチ
ックやゴムなどの軽元素材料中の欠陥などを高いコント
ラストで撮影することができなかった。
【０００４】このような先行技術における課題に鑑み、
本発明は、ゴムやプラスチックなどの軽元素材料中にお
いても不純物，欠陥，密度などの空間分布を非破壊的に
調べることができるＸ線断層撮影法を提供することを目
的としている。
本発明は、ゴムやプラスチックなどの軽元素材料中にお
いても不純物，欠陥，密度などの空間分布を非破壊的に
調べることができるＸ線断層撮影法を提供することを目
的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による軟Ｘ線断層
写真法においては、１Åを越えて１０Åまでの範囲内に
ある波長を有する軟Ｘ線を用いて物体の断層像を撮影す
ることを特徴としている。
写真法においては、１Åを越えて１０Åまでの範囲内に
ある波長を有する軟Ｘ線を用いて物体の断層像を撮影す
ることを特徴としている。
【０００６】その軟Ｘ線は、シリコンの（１１１）面を
用いて単色化されることが好ましい。
用いて単色化されることが好ましい。
【０００７】軟Ｘ線は、シンクロトロン放射光から得る
ことができる。シンクロトロン放射光は、蓄積電子エネ
ルギが１ＧｅＶ以下の小型のシンクロトロン放射光装置
から得ることが好ましい。
ことができる。シンクロトロン放射光は、蓄積電子エネ
ルギが１ＧｅＶ以下の小型のシンクロトロン放射光装置
から得ることが好ましい。
【０００８】軟Ｘ線は、Ｘ線管球から得ることもでき
る。本発明による軟Ｘ線断層写真法においては、１Åを
越えて１０Åまでの範囲内にある波長を有する軟Ｘ線を
用いて断層撮影されるので、プラスチックやゴムなどの
軽元素材料内における不純物，欠陥，密度などの空間分
布を高いコントラストで非破壊的に検知することができ
る。
る。本発明による軟Ｘ線断層写真法においては、１Åを
越えて１０Åまでの範囲内にある波長を有する軟Ｘ線を
用いて断層撮影されるので、プラスチックやゴムなどの
軽元素材料内における不純物，欠陥，密度などの空間分
布を高いコントラストで非破壊的に検知することができ
る。
【０００９】シリコンの（１１１）面を用いることによ
って、所望の波長を有する軟Ｘ線を抽出することができ
る。
って、所望の波長を有する軟Ｘ線を抽出することができ
る。
【００１０】シンクロトロン放射光は種々の波長を有す
るＸ線を含む白色Ｘ線であるので、シリコンの（１１
１）面を用いることによって所望の波長を有する軟Ｘ線
を得ることができる。
るＸ線を含む白色Ｘ線であるので、シリコンの（１１
１）面を用いることによって所望の波長を有する軟Ｘ線
を得ることができる。
【００１１】１ＧｅＶ以下の蓄積電子エネルギを有する
小型のシンクロトロン放射光装置からの放射光は短い波
長のＸ線を含まないので、シリコンの（１１１）面を用
いて単色化された軟Ｘ線を得る場合に、その単色Ｘ線の
波長の整数分の１の波長を有する高次の回折Ｘ線が混入
することを防止することができる。
小型のシンクロトロン放射光装置からの放射光は短い波
長のＸ線を含まないので、シリコンの（１１１）面を用
いて単色化された軟Ｘ線を得る場合に、その単色Ｘ線の
波長の整数分の１の波長を有する高次の回折Ｘ線が混入
することを防止することができる。
【００１２】軟Ｘ線はＸ線管球から得ることもでき、こ
の場合にはＸ線発生源が小型化されて軟Ｘ線断層撮影法
が簡易なものになる。
の場合にはＸ線発生源が小型化されて軟Ｘ線断層撮影法
が簡易なものになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、Ｘ線の波長がＸ線の物質
透過率に及ぼす影響を示すグラフである。図１のグラフ
において、横軸は物質の密度または原子番号を表わし、
縦軸はその物質を透過するＸ線についての単位長さあた
りの透過率（％）を表わしている。また、曲線１Ａは、
０．１Å〜１Åの範囲内の波長λを有するＸ線の透過率
の典型例を表わし、曲線１Ｂは１Å〜１０Åの範囲内の
波長λを有するＸ線の透過率の典型例を表わしている。
透過率に及ぼす影響を示すグラフである。図１のグラフ
において、横軸は物質の密度または原子番号を表わし、
縦軸はその物質を透過するＸ線についての単位長さあた
りの透過率（％）を表わしている。また、曲線１Ａは、
０．１Å〜１Åの範囲内の波長λを有するＸ線の透過率
の典型例を表わし、曲線１Ｂは１Å〜１０Åの範囲内の
波長λを有するＸ線の透過率の典型例を表わしている。
【００１４】Ｘ線断層写真は、透過物体の断面における
Ｘ線透過率の分布を表わすものである。すなわち、Ｘ線
透過率の違いが、断面像の濃淡として読取られる。
Ｘ線透過率の分布を表わすものである。すなわち、Ｘ線
透過率の違いが、断面像の濃淡として読取られる。
【００１５】今、図１に示されているように、互いに密
度が少し異なる同じ元素からなる２つの物質ＡとＢがあ
るとすれば、０．１Å〜１Åの範囲内の波長を有する硬
Ｘ線を用いた場合には、符号Ｔ1 で示されているように
単位長さあたりのＸ線透過率にほとんど差がないので、
物質ＡとＢの判別は極めて困難である。しかし、１Å〜
１０Åの範囲内の波長を有する軟Ｘ線を用いれば、符号
Ｔ2 で示されているように両物質ＡとＢとの間において
Ｘ線透過率の差が大きくなるので、それらの物質の判別
を容易にすることができる。
度が少し異なる同じ元素からなる２つの物質ＡとＢがあ
るとすれば、０．１Å〜１Åの範囲内の波長を有する硬
Ｘ線を用いた場合には、符号Ｔ1 で示されているように
単位長さあたりのＸ線透過率にほとんど差がないので、
物質ＡとＢの判別は極めて困難である。しかし、１Å〜
１０Åの範囲内の波長を有する軟Ｘ線を用いれば、符号
Ｔ2 で示されているように両物質ＡとＢとの間において
Ｘ線透過率の差が大きくなるので、それらの物質の判別
を容易にすることができる。
【００１６】このとき、シリコン単結晶などを用いた回
折現象を利用して単色化された軟Ｘ線を用いることによ
って、密度や原子番号の差に基づくコントラスト分解能
を高めることができる。
折現象を利用して単色化された軟Ｘ線を用いることによ
って、密度や原子番号の差に基づくコントラスト分解能
を高めることができる。
【００１７】また、シンクロトロン放射光は強度の高い
白色Ｘ線を含んでいるので、シンクロトロン放射光から
単色化されたＸ線を用いることによって短い時間で断層
写真を撮影することができる。
白色Ｘ線を含んでいるので、シンクロトロン放射光から
単色化されたＸ線を用いることによって短い時間で断層
写真を撮影することができる。
【００１８】ところで、シンクロトロン放射光は、それ
を射出するシンクロトロン放射光装置における蓄積電子
エネルギによって異なる放射光スペクトル分布を有して
いる。
を射出するシンクロトロン放射光装置における蓄積電子
エネルギによって異なる放射光スペクトル分布を有して
いる。
【００１９】図２は、シンクロトロン放射光装置の蓄積
電子エネルギとシンクロトロン放射光に含まれるＸ線の
特性との関係を示すグラフである。図２のグラフにおい
て、横軸はシンクロトロン放射光に含まれるＸ線の波長
（Å）を表わし、縦軸はそれぞれの波長のＸ線強度（相
対値）を表わしている。また、曲線２Ａは１ＧｅＶを越
える蓄積電子エネルギを有する中型または大型のシンク
ロトロン放射光装置からの放射光を表わし、曲線２Ｂは
１ＧｅＶ以下の蓄積電子エネルギを有する小型のシンク
ロトロン放射光装置からの放射光を表わしている。一
方、結晶を用いた回折現象によって図２に示されている
ような白色Ｘ線の単色化を行なう場合、所望の単色波長
の１／２，１／３などの高次の波長を有するＸ線が高次
反射によって必ず含まれることになる。
電子エネルギとシンクロトロン放射光に含まれるＸ線の
特性との関係を示すグラフである。図２のグラフにおい
て、横軸はシンクロトロン放射光に含まれるＸ線の波長
（Å）を表わし、縦軸はそれぞれの波長のＸ線強度（相
対値）を表わしている。また、曲線２Ａは１ＧｅＶを越
える蓄積電子エネルギを有する中型または大型のシンク
ロトロン放射光装置からの放射光を表わし、曲線２Ｂは
１ＧｅＶ以下の蓄積電子エネルギを有する小型のシンク
ロトロン放射光装置からの放射光を表わしている。一
方、結晶を用いた回折現象によって図２に示されている
ような白色Ｘ線の単色化を行なう場合、所望の単色波長
の１／２，１／３などの高次の波長を有するＸ線が高次
反射によって必ず含まれることになる。
【００２０】たとえば、図２において４Åの波長を有す
る単色Ｘ線を得ようとする場合、小型のシンクロトロン
放射光装置からの放射光内には４Åの１／２または１／
３などの波長を有するＸ線は少ししか含まれていないの
で、４Åの波長を有する軟Ｘ線のみを主に抽出すること
ができるが、中型または大型のシンクロトロン放射光装
置からの放射光内には高次反射を生じ得る高い強度の短
波長Ｘ線が含まれているので、単色化のための結晶を通
過した後においても、従来用いられていた０．１Å〜１
Åの範囲内の短い波長を有する硬Ｘ線が含まれることを
避けることができない。
る単色Ｘ線を得ようとする場合、小型のシンクロトロン
放射光装置からの放射光内には４Åの１／２または１／
３などの波長を有するＸ線は少ししか含まれていないの
で、４Åの波長を有する軟Ｘ線のみを主に抽出すること
ができるが、中型または大型のシンクロトロン放射光装
置からの放射光内には高次反射を生じ得る高い強度の短
波長Ｘ線が含まれているので、単色化のための結晶を通
過した後においても、従来用いられていた０．１Å〜１
Åの範囲内の短い波長を有する硬Ｘ線が含まれることを
避けることができない。
【００２１】したがって、軟Ｘ線断層撮影法には、１Ｇ
ｅＶ以下の蓄積電子エネルギを有する小型のシンクロト
ロン放射光装置を利用することが望ましい。
ｅＶ以下の蓄積電子エネルギを有する小型のシンクロト
ロン放射光装置を利用することが望ましい。
【００２２】なお、Ｘ線管球からの白色Ｘ線を単色化し
て軟Ｘ線断層撮影法に用いることもできる。この場合、
Ｘ線管球からは白色Ｘ線の強度はシンクロトロン放射光
装置からの白色Ｘ線に比べて強度が低いが、Ｘ線発生装
置がコンパクトであるので、軟Ｘ線断層撮影を簡易に行
なうことが可能になる。
て軟Ｘ線断層撮影法に用いることもできる。この場合、
Ｘ線管球からは白色Ｘ線の強度はシンクロトロン放射光
装置からの白色Ｘ線に比べて強度が低いが、Ｘ線発生装
置がコンパクトであるので、軟Ｘ線断層撮影を簡易に行
なうことが可能になる。
【００２３】図３は、本発明による軟Ｘ線断層撮影法の
実施例を示している。図３において、シンクロトロン１
の電子軌道上に設けられた偏向電磁石２の作用によっ
て、ビームライン３内にシンクロトロン放射光が射出さ
れる。シンクロトロン１としては、住友電気工業播磨研
究所に設置されている超電導小型ＳＲ装置ＮＩＪＩ−３
を用いることができる。ビームライン３内には、あらゆ
る波長のＸ線を含む白色Ｘ線が導入され、２結晶分光器
４によって単色化される。単色化された軟Ｘ線は試料回
転装置５内へ導入される。試料回転装置５内には、Ｘ線
によって透過されて断層写真を撮影されるべき試料が試
料回転機構上に設置されている。試料回転装置５内の試
料を透過したＸ線は、軟Ｘ線撮像装置６内へ導かれ、断
層写真が撮影される。
実施例を示している。図３において、シンクロトロン１
の電子軌道上に設けられた偏向電磁石２の作用によっ
て、ビームライン３内にシンクロトロン放射光が射出さ
れる。シンクロトロン１としては、住友電気工業播磨研
究所に設置されている超電導小型ＳＲ装置ＮＩＪＩ−３
を用いることができる。ビームライン３内には、あらゆ
る波長のＸ線を含む白色Ｘ線が導入され、２結晶分光器
４によって単色化される。単色化された軟Ｘ線は試料回
転装置５内へ導入される。試料回転装置５内には、Ｘ線
によって透過されて断層写真を撮影されるべき試料が試
料回転機構上に設置されている。試料回転装置５内の試
料を透過したＸ線は、軟Ｘ線撮像装置６内へ導かれ、断
層写真が撮影される。
【００２４】図３に示されているような軟Ｘ線断層撮影
システムを用いて３Åの波長を有する軟Ｘ線によってポ
リエチレンの断層像を撮影して再生したところ、１０μ
ｍの直径を有する球状の空孔を観測することができた。
なお、従来の硬Ｘ線断層写真法においては、同様の撮影
条件において２００μｍ程度の直径を有する大きな空孔
しか観測することができない。
システムを用いて３Åの波長を有する軟Ｘ線によってポ
リエチレンの断層像を撮影して再生したところ、１０μ
ｍの直径を有する球状の空孔を観測することができた。
なお、従来の硬Ｘ線断層写真法においては、同様の撮影
条件において２００μｍ程度の直径を有する大きな空孔
しか観測することができない。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、本発明による軟Ｘ線断層
撮影法を用いれば、１Åを越えて１０Åまでの範囲内に
ある比較的長い波長を有する軟Ｘ線を用いて断層撮影さ
れるので、コントラスト分解能が向上する。したがっ
て、本発明による軟Ｘ線断層撮影法によって、ポリエチ
レンなどの軽元素材料中の空孔や繊維またはセラミック
スやゴム製品中の微小な欠陥や密度の不均一を高い精度
で観測することが可能になる。
撮影法を用いれば、１Åを越えて１０Åまでの範囲内に
ある比較的長い波長を有する軟Ｘ線を用いて断層撮影さ
れるので、コントラスト分解能が向上する。したがっ
て、本発明による軟Ｘ線断層撮影法によって、ポリエチ
レンなどの軽元素材料中の空孔や繊維またはセラミック
スやゴム製品中の微小な欠陥や密度の不均一を高い精度
で観測することが可能になる。
【図１】異なる密度または原子番号を有する物質を透過
するＸ線の単位長さあたりの透過率に及ぼすＸ線の波長
の影響を表わしたグラフである。
するＸ線の単位長さあたりの透過率に及ぼすＸ線の波長
の影響を表わしたグラフである。
【図２】シンクロトロン放射光装置の蓄積電子エネルギ
の相違が放射光に含まれるＸ線の波長と強度に及ぼす影
響を示すグラフである。
の相違が放射光に含まれるＸ線の波長と強度に及ぼす影
響を示すグラフである。
【図３】本発明による軟Ｘ線断層撮影法を実施するため
の軟Ｘ線断層撮影システムを概略的に示すブロック図で
ある。
の軟Ｘ線断層撮影システムを概略的に示すブロック図で
ある。
１ シンクロトロン ２ 偏向電磁石 ３ ビームライン ４ ２結晶分光器 ５ 試料回転装置 ６ 軟Ｘ線撮像装置
Claims (5)
- 【請求項１】 １Åを越えて１０Åまでの範囲内にある
波長を有する軟Ｘ線を用い、物体の断層像を撮影するこ
とを特徴とする軟Ｘ線断層撮影法。 - 【請求項２】 前記軟Ｘ線はシリコンの（１１１）面を
用いて単色化されていることを特徴とする請求項１に記
載の軟Ｘ線断層撮影法。 - 【請求項３】 前記軟Ｘ線はシンクロトロン放射光から
得られることを特徴とする請求項２に記載の軟Ｘ線断層
撮影法。 - 【請求項４】 前記シンクロトロン放射光は蓄積電子エ
ネルギが１ＧｅＶ以下の小型のシンクロトロン放射光装
置から得られたものであることを特徴とする請求項３に
記載の軟Ｘ線断層撮影法。 - 【請求項５】 前記軟Ｘ線はＸ線管球から得られたもの
であることを特徴とする請求項１または２に記載の軟Ｘ
線断層撮影法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21713495A JP3582166B2 (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 軟ｘ線断層撮影法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21713495A JP3582166B2 (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 軟ｘ線断層撮影法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0961379A true JPH0961379A (ja) | 1997-03-07 |
| JP3582166B2 JP3582166B2 (ja) | 2004-10-27 |
Family
ID=16699396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21713495A Expired - Fee Related JP3582166B2 (ja) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | 軟ｘ線断層撮影法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3582166B2 (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62254045A (ja) * | 1986-02-24 | 1987-11-05 | エクソン リサ−チ アンド エンヂニアリング コムパニ− | 電気−光学式のｘ線検出器を使用した三次元断層撮影装置 |
| JPH02205760A (ja) * | 1989-02-03 | 1990-08-15 | Hitachi Ltd | 多重波長ｘ線断層撮影装置 |
| JPH0688791A (ja) * | 1992-09-07 | 1994-03-29 | Fujitsu Ltd | 蛍光ｘ線分析装置 |
| JPH06235704A (ja) * | 1993-02-09 | 1994-08-23 | Nippon Steel Corp | 単色ｘ線ｃｔ装置 |
| JPH07190962A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ｘ線照射装置 |
-
1995
- 1995-08-25 JP JP21713495A patent/JP3582166B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62254045A (ja) * | 1986-02-24 | 1987-11-05 | エクソン リサ−チ アンド エンヂニアリング コムパニ− | 電気−光学式のｘ線検出器を使用した三次元断層撮影装置 |
| JPH02205760A (ja) * | 1989-02-03 | 1990-08-15 | Hitachi Ltd | 多重波長ｘ線断層撮影装置 |
| JPH0688791A (ja) * | 1992-09-07 | 1994-03-29 | Fujitsu Ltd | 蛍光ｘ線分析装置 |
| JPH06235704A (ja) * | 1993-02-09 | 1994-08-23 | Nippon Steel Corp | 単色ｘ線ｃｔ装置 |
| JPH07190962A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ｘ線照射装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3582166B2 (ja) | 2004-10-27 |
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