JP4022385B2

JP4022385B2 - Radiation detector

Info

Publication number: JP4022385B2
Application number: JP2001330923A
Authority: JP
Inventors: 孝佳弓井; 憲明木村
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Mitsui E&S Holdings Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Mitsui E&S Co Ltd
Priority date: 2001-10-29
Filing date: 2001-10-29
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2021-10-29
Also published as: JP2003130960A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は放射線検出装置に関するものであり、特に内部検査を行うため検査対象物に照射したＸ線の後方散乱を検出する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線はその物質透過能力の高さから、医療分野ではレントゲン装置などに、また産業分野では非破壊検査装置などに、広く利用されている。一般的なＸ線の利用方法は、検査対象物にＸ線を照射し、透過したＸ線を検査対象物の反対側で検出するものである。なお、透過したＸ線をフィルムやＣＣＤに写すことにより、検査対象物の内部の映像化を可能としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したＸ線の利用方法では、Ｘ線の照射装置と検出装置との間に、検査対象物を配置する必要がある。そのため、検査対象物の厚さが厚い場合には、Ｘ線が減衰して検査対象物を透過できないという問題がある。また、検査対象物が巨大構造物などの場合には、照射装置と検出装置との位置合わせが困難であるという問題がある。さらに、検査対象物が密閉構造物などの場合には、そもそも照射装置または検出装置の一方を、検査対象物の反対側に配置することができないという問題がある。そして、いずれの場合もＸ線を検出することができないことから、検査対象物の検査が不可能となる。
【０００４】
そこで、Ｘ線の後方散乱を検出する方法が検討されている。図１０に後方散乱Ｘ線の検出方法の説明図を示す。Ｘ線照射装置２０５により照射されたＸ線２０８の光子は、検査対象物２０２の原子に衝突し、その一部は後方に向かって散乱する。そして、検査対象物２０２の内部が一様でない場合には、一様でない後方散乱Ｘ線２０９を生じる。そこで、検査対象物２０２に対して、Ｘ線照射装置２０５と同じ側にＸ線検出装置２１０を配置し、この後方散乱Ｘ線２０９を検出することにより、検査対象物２０２の内部を検査しようとするものである。
【０００５】
ところで、検査対象物２０２の内部を検査するには、位置情報とともにＸ線２０９の強度を知る必要がある。そこで、ピンホール２２２を設けた板２２０をＸ線検出装置２１０の前方に配置し、これを矢印２０４のように順次移動させつつ、Ｘ線２０９の強度を測定する。しかし、Ｘ線２０８は物質透過能力が高いため、後方散乱するＸ線２０９はごく微弱なものにすぎない。従って、ピンホール２２２の開口面積が小さい場合には、ノイズの影響が大きくなり、後方散乱するＸ線２０９を検出することが困難であるという問題がある。また、検出可能な場合でも、測定に長時間を要するという問題がある。一方、検査結果を映像化する場合に、ピンホール２２２の開口面積が画素の大きさとなるので、開口面積の大きいピンホール板２２０を使用すると、解像度が悪化して検査精度が低下するという問題がある。
【０００６】
本発明は上記問題点に着目し、位置情報とともに微弱な放射線の検出が可能であり、また検査精度の向上が可能な、放射線検出装置の提供を目的とする。また、測定時間の短縮が可能な、放射線検出装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る放射線検出装置は、放射線が入射する放射線検出部と、この放射線検出部の前方に配置され、アダマール行列における１または−１に対応してオープンまたはクローズを定める空間変調パターンに対応した複数の穴列を有し、当該複数の穴列から放射線を透過させる第１マスクと、この第１マスクと相対移動可能に設けられ、前記放射線を遮蔽可能であるとともに、前記第１マスクに形成した前記複数の穴列のうち、１つの穴列を開口する第１スリットを、前記放射線検出部の前方に形成した第１スリット板と、前記第１マスクおよび前記第１スリット板の前方に配置され、アダマール行列における１または−１に対応してオープンまたはクローズを定める空間変調パターン（以下、直交変調パターンと称す）に対応した複数の穴列を有し、当該複数の穴列から放射線を透過させる第２マスクと、この第２マスクと相対移動可能に設けられ、前記放射線を遮蔽可能であるとともに、前記第２マスクに形成した前記複数の穴列のうち、１つの穴列を開口する第２スリットを、前記第１スリットの前方に形成した第２スリット板と、を有する構成とした。
【０００８】
この場合、１つの穴列は複数の穴を有するので、ピンホール板に比べて開口面積が大きくなる。すると、ノイズの影響が小さくなり、高いＳＮ比の確保が可能となる。従って、微弱な放射線を検出することができる。またこれにより、単位時間当たりに検出するＸ線光子の数が多くなり、測定時間を短縮することができる。一方、測定値数列に対して直交変調パターンの復調を行えば、検査対象領域における位置情報とともに放射線の強度を知ることができる。そして、高次の直交変調パターンに対応した穴列を形成すれば、検査対象領域が細分化され、検査結果の映像化において解像度を向上させることが可能となる。従って、検査精度を向上させることができる。以上により、位置情報とともに微弱な放射線を検出することが可能となり、また検査精度を向上させることが可能となる。
【０００９】
また、放射線が入射する複数の放射線検出部と、この放射線検出部の前方に配置され、放射線を透過させる直交変調パターンに対応した、複数の穴列を有する第１マスクと、この第１マスクと相対移動可能に設けられ、前記放射線を遮蔽可能であるとともに、前記第１マスクに形成した前記複数の穴列のうち、全部または複数の穴列を同時に開口する第１スリット群を、前記複数の放射線検出部の前方に形成した第１スリット板と、前記第１マスクおよび前記第１スリット板の前方に配置され、放射線を透過させる直交変調パターンに対応した、複数の穴列を有する第２マスクと、この第２マスクと相対移動可能に設けられ、前記放射線を遮蔽可能であるとともに、前記第２マスクに形成した前記複数の穴列のうち、全部または複数の穴列を同時に開口する第２スリット群を、前記第１スリット群の前方に形成した第２スリット板と、を有する構成とした。
【００１０】
これにより、検査対象領域における複数の直線部分について、位置情報とともに放射線の強度を知ることができる。従って、放射線検出装置または検査対象物をトラバースさせる必要がなく、測定時間を短縮することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係るＸ線検出装置の好ましい実施の形態を、添付図面にしたがって詳細に説明する。なお以下に記載するのは本発明の実施形態の一態様にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１２】
最初に、第１実施形態について説明する。図１に第１実施形態に係るＸ線検出装置の斜視図を示す。第１実施形態に係るＸ線検出装置１０は、Ｘ線が入射するＸ線検出部１５と、このＸ線検出部１５の前方に配置され、Ｘ線を透過させる直交変調パターンに対応した、複数の穴列２２を有する第１マスク２０と、この第１マスク２０と相対移動可能に設けられ、前記Ｘ線を遮蔽可能であるとともに、前記第１マスク２０に形成した前記複数の穴列２２のうち、１つの穴列を開口する第１スリット３２を、前記Ｘ線検出部１５の前方に形成した第１スリット板３０と、前記第１マスク２０および前記第１スリット板３０の前方に配置され、Ｘ線を透過させる直交変調パターンの変調モードに対応した、複数の穴列４２を有する第２マスク４０と、この第２マスク４０と相対移動可能に設けられ、前記Ｘ線を遮蔽可能であるとともに、前記第２マスク４０に形成した前記複数の穴列４２のうち、１つの穴列を開口する第２スリット５２を、前記第１スリット３２の前方に形成した第２スリット板５０と、を有するものである。
【００１３】
第１実施形態に係るＸ線検出装置１０の内部には、Ｘ線検出部１５を設ける。図２にＸ線検出部の説明図を示す。Ｘ線検出部は、シンチレータ１６と光電子増倍管１８とで構成する。シンチレータ１６の内部には、ＮａＩ等の結晶とＴｌ等の不純物との混合物を封入する。一方、光電子増倍管１８の入り口部分には光電面１７を形成するとともに、光電子増倍管１８の内部には陽極１８ｂおよび複数のダイノード１８ａを配置する。Ｘ線が入射すると、シンチレータ１６はそのエネルギーを光に変換し、さらに光電子増倍管１８はその光を光電子に変換し、増幅した上で出力する。これによってＸ線が検出可能となる。なお、シンチレータ１６の長さは、次述する第１マスクにおける穴列２２の長さより長く形成するとともに、シンチレータ１６は穴列２２の下方に配置する。
【００１４】
一方、図１に示すように、Ｘ線検出部１５のシンチレータ上に近接して、第１マスク２０を配置する。第１マスク２０は、ＣｕまたはＮｉ等の金属材料により、例えば厚さ０．１ｍｍ程度の円盤状に形成する。なお、複数枚の金属円盤を積層して第１マスク２０としてもよい。
【００１５】
第１マスク２０には、直交変調パターンに対応した穴列２２を、半径方向に沿って形成する。図５に穴列の形成方法の説明図を示す。本実施形態では、直交変調パターンとして、アダマール系列符号化変調パターンを使用する。アダマール行列は、１または−１のみを行列要素とする直交行列であり、以下の漸化式で定義される。
【数１】

ただし、数式１においてｋは次数を示し、Ｈ^(k)はＮ×Ｎ個（Ｎ＝２^k）の要素を持つ行列となる。なおアダマール行列では、第１行の行列要素はすべて１であるが、他の行の行列要素には、１と−１とがＮ／２個ずつ含まれる。
【００１６】
ところで、あるデータ数列Ｘ^(k)をアダマール変換した場合の測定値数列Ｙ^(k)は、以下の式で表される。
【数２】

ただし、Ｘ^(k)およびＹ^(k)は、Ｎ個の要素を持つ列ベクトルである。ここで、Ｈ^(k)は直交行列であるから、Ｈ^(k)の逆行列は、規格化因子を除けばＨ^(k)自信に等しい。すなわち次式が成り立つ。
【数３】

従って、測定値数列をアダマール逆変換してデータ数列Ｘ^(k)を求めるには、以下の式に従えばよい。
【数４】

【００１７】
なお、図３（１）にｋ＝３の場合のアダマール行列を示し、以下には例として、このアダマール行列に従った穴列の形成方法を説明する。まずアダマール行列を各行に切り分け、行列要素の１をオープンとし−１をクローズとして、図３（１）右側に示すような複数の変調パターン２２ａを作成する。そして、変調パターン２２ａに従って、図３（２）に示す穴列２２を、第１マスク２０の半径方向に沿って形成する。同様にして、複数の変調パターン２に従って形成した複数の穴列を、第１マスク２０の周方向に所定間隔をおいて配置する。なお、各穴はメタルエッチングにより形成する。
【００１８】
なお、穴列２２の長さを長くすれば、検査対象物の内部検査可能領域を長くすることができる。また、高次のアダマール行列を使用して、穴列２２の数および穴列２２に含まれる穴の数を共に増加させれば、検査結果を映像化した場合の解像度が向上し、検査精度を向上させることができる。
【００１９】
また、図１に示すように、第１マスク２０の表面上には、第１スリット板３０を配置する。第１スリット板３０は、第１マスク２０と同様に金属材料により形成する。なお図１では、２枚の金属板を積層して第１スリット板３０としている。
【００２０】
第１スリット板３０には、上記第１マスクにおける複数の穴列２２のうち、いずれか１つの穴列を開口する第１スリット３２を形成する。第１スリット３２の長さは、穴列２２の長さより長く形成する。また、第１スリット３２は前記Ｘ線検出部の上方に配置する。なお、第１スリット３２はメタルエッチングにより形成する。
【００２１】
また、上記第１マスク２０に形成した複数の穴列２２を、第１スリット３２により順次開口すべく、第１マスク２０を回転駆動する回転駆動手段を設ける。回転駆動手段として、例えばステッピングモータ２４（図５参照）を設ける。
【００２２】
一方、第１スリット板３０から所定間隔をおいて、第１マスク２０と同軸上に、第２マスク４０を配置する。この第２マスク４０は、第１マスクと同形状に形成する。すなわち、第２マスク４０にも直交変調パターンに従った穴列４２を形成する。
【００２３】
また、第２マスク４０の表面上には、第２スリット板５０を配置する。第２スリット板５０には、第２マスク４０における複数の穴列４２のうち、いずれか１つの穴列を開口する第２スリット５２を形成する。なお第２スリット５２は、第１スリット板３０における第１スリット３２と同位相となる位置に形成する。
【００２４】
さらに、上記第２マスク４０に形成した複数の穴列４２を、第２スリット５２により順次開口すべく、第２マスク４０を回転駆動する回転駆動手段を設ける。回転駆動手段として、例えばステッピングモータ４４（図５参照）を設ける。
【００２５】
そして、上述したＸ線検出装置１０を構成する各部材は、円筒状のカバー部材６０の内部に配置する。なお、前記第１スリット板３０および前記第２スリット板５０は、このカバー部材６０に固定する。そして前記第１マスク２０は、前記第１スリット板３０に対して相対移動可能とする。また前記第２マスク４０は、前記第２スリット板５０に対して相対移動可能とする。なお、カバー部材６０はＸ線を遮蔽可能な材料で形成する。一方、各マスクまたは各スリット板も、Ｘ線を遮蔽可能な材料で形成するか、またはＸ線を遮蔽可能な薬品を表面に塗布する。これにより、穴列以外からのＸ線の入射がなくなり、検査精度を向上させることができる。
【００２６】
本実施形態に係るＸ線検出装置を使用した、検査対象物の内部検査装置の構成は、以下のとおりである。図４に内部検査装置の構成図を示し、図５に内部検査装置のブロック図を示す。この検査装置１は、検査対象物２にＸ線８を照射して、Ｘ線のコンプトン散乱を検出するものである。コンプトン散乱とは、Ｘ線の光子が検査対象物の原子における軌道電子と衝突し、エネルギーを失うとともに、入射方向に対して角度φの方向に進路を変更する現象である。なお、角度φは０〜１８０°となりうるので、光子は後方にも散乱する。
【００２７】
コンプトン散乱は、比較的低エネルギーのＸ線でも発生しうるので、本実施形態では低エネルギーのＸ線照射装置５を使用することができる。なお、Ｘ線照射装置５はＸ線制御回路６に接続する。一方、検査対象物２に対してＸ線照射装置５と同じ側に、上述したＸ線検出装置１０を配置して、Ｘ線の後方散乱９を検出する。なお、Ｘ線検出装置１０を構成するステッピングモータ２４，４４は、モータ制御部１２に接続する。モータ制御部１２は、コンピュータ１３からの命令に基づいて、ステッピングモータ２４，４４の動作を制御する。また、Ｘ線検出装置１０を構成するＸ線検出部１５は、ＩＶコンバータ１１ａおよびアンプ１１ｂを介してコンピュータ１３に接続し、Ｘ線測定データの処理を可能とする。
【００２８】
上述した検査装置におけるＸ線検出装置の使用方法について、図４および図５を用いて説明する。また、図６に内部検査方法のフローチャートを示す。
まず、Ｘ線照射装置５から検査対象物２に向けて、Ｘ線を照射する（Ｓ７０）次に、第１マスク２０を初期位置に設定する（Ｓ７２）。すなわち、第１マスク２０における最初の穴列を、第１スリット下に位置させて開口する。同様に、第２マスク４０を初期位置に設定する（Ｓ７３）。すなわち、第２マスク４０における最初の穴列を、第２スリット下に位置させて開口する。
【００２９】
ステップ７０で照射されたＸ線８は、検査対象物２において後方散乱する。そして後方散乱したＸ線９は、第２スリット板５０における第２スリットおよび第２マスク４０における穴列を通って、Ｘ線検出装置１０に入射する。さらに入射したＸ線は、第１スリット板３０における第１スリット３２および第１マスク２０における穴列を通って、Ｘ線検出部１５に到達する。ここで、Ｘ線検出部１５により到達したＸ線を測定する（Ｓ７４）。測定したＸ線は、コンピュータ１３に送信して保存する。
【００３０】
次に、第２マスク４０に形成された全ての穴列を使用して、Ｘ線の測定を行ったか判断する（Ｓ７６）。そして、未使用の穴列が残っている場合には、穴列を変更する（Ｓ７８）。具体的には、第２ステッピングモータにより第２マスク４０を回転駆動して、未使用の穴列を第２スリット５２下に位置させる。そして、上記と同様にＸ線を測定する（Ｓ７４）。なお通常は、図３（２）の矢印２８の方向に第２マスクを回転させ、各穴列を順次第２スリット下に位置させて、Ｘ線を測定すればよい。
【００３１】
一方、ステップ７６において、第２マスク４０に形成された全ての穴列を使用して、Ｘ線の測定が終了したと判断した場合には、第１マスク２０に形成された全ての穴列を使用して、Ｘ線の測定を行ったか判断する（Ｓ８２）。そして、未使用の穴列が残っている場合には、穴列を変更する（Ｓ８４）。具体的には、第１ステッピングモータにより第１マスク２０を回転駆動して、未使用の穴列を第１スリット３２下に位置させる。そして、上記と同様にＸ線を測定する。なお通常は、図３（２）の矢印２８の方向に第１マスクを回転させ、各穴列を順次第１スリット下に位置させて、Ｘ線を測定すればよい。Ｘ線の測定は、第２マスク４０に形成した全ての穴列との組み合わせについて行う。なお、以上には第１マスクの各穴列ごとに第２マスクを１回転させて測定を行う場合について述べたが、逆に第２マスクの各穴列ごとに第１マスクを１回転させて測定を行うこともできる。
【００３２】
そして、ステップ８２において、第１マスク２０に形成した全ての穴列を使用して、Ｘ線の測定が終了したと判断した場合には、コンピュータ１３により、測定値に対してアダマール逆変換の演算を行う（Ｓ８６）。
【００３３】
さらに、Ｘ線の入射角度を算出する。図８にＸ線入射角度の算出方法の説明図を示す。図８に示すように、第２マスクのｉ番目の穴と第１マスクのｊ番目の穴を通ってＸ線が入射した場合の、Ｘ線の入射角度θは次式から求めることができる。
【数５】

ただし、ｄは第１マスクと第２マスクとの距離、△ｘは穴間のピッチである。この全ての組み合わせについて、信号強度に応じた重み付けをして、映像領域に投影する。これによって得られるデータは、Ｘ線検出装置を通してみた検査対象物の断面データに相当する。そこから任意の距離を切り出すことにより、検査対象物の所望の深さにおける断面データを得ることができる。
【００３４】
次に、検査対象領域全体の検査が終了したか判断し（Ｓ８８）、未検査の領域が残っている場合には、Ｘ線検出装置をトラバースさせる（Ｓ９０）。図７にＸ線検出装置のトラバースの説明図を示す。図７における直線２ｂは、スリット５２を検査対象物２に投影した直線である。そして、上記で求めたデータ数列は、直線２ｂ上における位置情報とともにＸ線の強度を示すデータとなる。ここで、検査対象領域が平面２ａの場合には、Ｘ線検出装置１０または検査対象物２を矢印４の方向にトラバースして、平面２ａ内の他の直線部分についてもデータ数列を求める。
【００３５】
一方、ステップ８８において、検査対象領域全体の検査が終了したと判断した場合には、各データ数列の映像化を行う（Ｓ９２）。具体的には、コンピュータ１３の映像表示手段において、検査対象領域に対応する領域を設定し、Ｘ線が強い部分を濃い色で表示するとともに、弱い部分を薄い色で表示する。これにより、検査対象物の内部構造が色の濃淡で表示される。
【００３６】
上記のように、本実施形態に係るＸ線検出装置を使用すれば、微弱なＸ線を測定することができる。この点、検査対象物に対してＸ線照射装置と同じ側に検出装置を配置し、後方散乱するＸ線を測定して、内部検査を行う方法が検討されている。ところが、後方散乱するＸ線はごく微弱であるため、ピンホール板の開口面積が小さい場合には、ノイズの影響が大きくなり、Ｘ線の測定が困難であるという問題がある。また、検出可能な場合でも測定に長時間を要する。一方、検査結果を映像化する場合に、ピンホールの開口面積が画素の大きさとなるので、開口面積の大きいピンホール板を使用すると、解像度が悪化して検査精度が低下するという問題がある。
【００３７】
しかし、第１実施形態に係るＸ線検出装置は、アダマール行列に対応する穴列を形成し、この穴列を通過するＸ線を測定する構成とした。この場合、１つの穴列は複数の穴を有するので、ピンホール板に比べて開口面積が大きくなる。すると、ノイズの影響が小さくなり、高いＳＮ比の確保が可能となる。例えば、ピンホール板を使用する場合に対して、ＳＮ比はＮ²／４倍となる。従って、微弱なＸ線を検出することができる。またこれにより、単位時間当たりに検出するＸ線光子の数が多くなり、測定時間を短縮することができる。例えば、ピンホール板を使用する場合に対して、測定時間は４／Ｎ²となる。
【００３８】
一方、測定値数列に対してアダマール逆変換を行えば、検査対象領域における位置情報とともにＸ線の強度を知ることができる。そして、高次のアダマール行列に対応した穴列を形成すれば、検査対象領域が細分化され、検査結果の映像化において解像度を向上させることが可能となる。従って、検査精度を向上させることができる。以上により、位置情報とともに微弱な放射線を検出することが可能となり、また検査精度を向上させることが可能となる。
【００３９】
これにより、検査対象物に対してＸ線照射装置と同じ側に検出装置を配置し、後方散乱するＸ線を測定して、内部検査を行うことができる。このような内部検査方法は、例えば航空機の翼（ハニカム構造内のはがれ、割れなど）、石油コンビナートの球形タンク、原子炉の炉壁、または船のボディなど、大型構造物の表面付近を精細に検査する用途に適している。
【００４０】
また、直交変調パターンにアダマール系列符号化変調パターンを使用することにより、測定値数列をデータ数列に逆変換するための逆行列を求める必要がない。従って、簡単にデータ数列を求めることができる。
【００４１】
次に、第２実施形態について説明する。図９に第２実施形態に係るＸ線検出装置の斜視図を示す。第２実施形態に係るＸ線検出装置１１０は、Ｘ線が入射する複数のＸ線検出部１１５と、このＸ線検出部１１５の前方に配置され、Ｘ線を透過させる直交変調パターンに対応した、複数の穴列１２２を有する第１マスク１２０と、この第１マスク１２０と相対移動可能に設けられ、前記Ｘ線を遮蔽可能であるとともに、前記第１マスク１２０に形成した前記複数の穴列１２２のうち、全部または複数の穴列を同時に開口する第１スリット群１３２を、前記複数のＸ線検出部１１５の前方に形成した第１スリット板１３０と、前記第１マスク１２０および前記第１スリット板１３０の前方に配置され、Ｘ線を透過させる直交変調パターンに対応した、複数の穴列１４２を有する第２マスク１４０と、この第２マスク１４０と相対移動可能に設けられ、前記Ｘ線を遮蔽可能であるとともに、前記第２マスク１４０に形成した前記複数の穴列１４２のうち、全部または複数の穴列を同時に開口する第２スリット群１５２を、前記第１スリット群１３２の前方に形成した第２スリット板１５０と、を有するものである。なお、第１実施形態と同様の構成となる部分については、その説明を省略する。
【００４２】
Ｘ線検出装置１１０の内部には、複数のＸ線検出部１１５を設ける。図９では、８個のＸ線検出部１１５を周方向等間隔に配置した例を示している。なお、各Ｘ線検出部１１５の構造は第１実施形態と同様である。
【００４３】
その複数のＸ線検出部１１５の上に近接して、第１実施形態と同様の第１マスク１２０を配置する。その第１マスク１２０の表面上には、第１マスク１２０における複数の穴列１２２のうち、全部または複数の穴列を同時に開口する第１スリット群１３２を形成した、第１スリット板１３０を配置する。なお、第１スリット群を構成する各スリットは、前記複数のＸ線検出部１１５の上方にそれぞれ形成する。なお、第１マスク１２０の回転駆動手段は第１実施形態と同様である。
【００４４】
一方、第１スリット板１３０から所定間隔をおいて、第１実施形態と同様の第２マスク１４０を配置する。その第２マスク１４０の表面上には、第２マスク１４０における複数の穴列１４２のうち、全部または複数の穴列を同時に開口する第２スリット群１５２を形成した、第２スリット板１５０を配置する。なお、第２スリット群１５２を構成する各スリットは、第１スリット群１３２を構成する各スリットと同位相となる位置に、それぞれ形成する。なお、第２マスク１４０の回転駆動手段は第１実施形態と同様である。
【００４５】
上記のＸ線検出装置を使用した、検査対象物の内部検査方法について、図６を用いて説明する。なお、第１実施形態と同様の構成となる部分については、その説明を省略する。
【００４６】
第２実施形態では、図６におけるステップ７０のＸ線照射から、ステップ８６のアダマール逆変換までを行うことにより、第２スリット群を構成する各スリットを、検査対象領域に投影した直線部分について、それぞれデータ数列が求められる。そのため、ステップ９０のトラバースを行うことなく、ステップ９２の映像化を行うことができる。なお、第２スリット群を構成する各スリットの間隔が広く、十分な解像度が得られない場合には、Ｘ線検出装置を周方向にトラバースさせることにより、検査対象領域の他の直線部分についてのデータ数列を求めてもよい。
【００４７】
上記のように、第２実施形態に係るＸ線検出装置は、複数のＸ線検出部と、各Ｘ線検出部の上方に形成したスリット群とを有する構成とした。これにより、検査対象領域の複数の直線部分について、データ数列を求めることができる。従って、Ｘ線検出装置または検査対象物をトラバースさせる必要がなく、測定時間を短縮することができる。
【００４８】
【発明の効果】
上記目的を達成するため、本発明に係る放射線検出装置は、放射線が入射する放射線検出部と、この放射線検出部の前方に配置され、放射線を透過させる直交変調パターンに対応した、複数の穴列を有する第１マスクと、この第１マスクと相対移動可能に設けられ、前記放射線を遮蔽可能であるとともに、前記第１マスクに形成した前記複数の穴列のうち、１つの穴列を開口する第１スリットを、前記放射線検出部の前方に形成した第１スリット板と、前記第１マスクおよび前記第１スリット板の前方に配置され、放射線を透過させる直交変調パターンに対応した、複数の穴列を有する第２マスクと、この第２マスクと相対移動可能に設けられ、前記放射線を遮蔽可能であるとともに、前記第２マスクに形成した前記複数の穴列のうち、１つの穴列を開口する第２スリットを、前記第１スリットの前方に形成した第２スリット板と、を有する構成としたので、位置情報とともに微弱な放射線を検出することが可能となり、また検査精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るＸ線検出装置の斜視図である。
【図２】Ｘ線検出部の説明図である。
【図３】穴列の形成方法の説明図である。
【図４】内部検査装置の構成図である。
【図５】内部検査装置のブロック図である。
【図６】内部検査方法のフローチャートである。
【図７】Ｘ線検出装置のトラバースの説明図である。
【図８】Ｘ線入射角度の算出方法の説明図である。
【図９】第２実施形態に係るＸ線検出装置の斜視図である。
【図１０】後方散乱Ｘ線の検出方法の説明図である。
【符号の説明】
１………内部検査装置、２………検査対象物、２ａ………平面、２ｂ………直線、３………欠陥、４………矢印、５………Ｘ線照射装置、６………Ｘ線制御回路、８………照射Ｘ線、９………後方散乱Ｘ線、１０………Ｘ線検出装置、１２………モータ制御部、１３………コンピュータ、１５………Ｘ線検出部、１６………シンチレータ、１７………光電面、１８………光電子増倍管、１８ａ………ダイノード、１８ｂ………陽極、２０………第１マスク、２２………穴列、２２ａ………変調モード、２４………ステッピングモータ、２８………矢印、３０………第１スリット板、３２………第１スリット、４０………第２マスク、４２………穴列、４４………ステッピングモータ、５０………第２スリット板、５２………第２スリット、６０………カバー部材、１１５………Ｘ線検出部、１２０………第１マスク、１２２………穴列、１３０………第１スリット板、１３２………第１スリット群、１４０………第２マスク、１４２………穴列、１５０………第２スリット板、１５２………第２スリット群、２０２………検査対象物、２０４………矢印、２０５………Ｘ線照射装置、２０８………照射Ｘ線、２０９………後方散乱Ｘ線、２１０………Ｘ線検出装置、２２０………ピンホール板、２２２………ピンホール。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a radiation detection apparatus, and more particularly to an apparatus for detecting backscattering of X-rays irradiated on an inspection object for performing an internal inspection.
[0002]
[Prior art]
X-rays are widely used for X-ray devices in the medical field and non-destructive inspection devices in the industrial field because of their high material transmission ability. A general method of using X-rays is to irradiate an inspection object with X-rays and detect the transmitted X-ray on the opposite side of the inspection object. The transmitted X-ray is transferred to a film or a CCD, thereby enabling visualization of the inside of the inspection object.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the X-ray utilization method described above, it is necessary to place an inspection object between the X-ray irradiation device and the detection device. Therefore, when the inspection object is thick, there is a problem that the X-rays attenuate and cannot pass through the inspection object. Further, when the inspection object is a huge structure or the like, there is a problem that it is difficult to align the irradiation device and the detection device. Furthermore, when the inspection object is a sealed structure or the like, there is a problem that one of the irradiation device and the detection device cannot be disposed on the opposite side of the inspection object. In any case, since X-rays cannot be detected, the inspection object cannot be inspected.
[0004]
Therefore, methods for detecting X-ray backscattering have been studied. FIG. 10 is an explanatory diagram of a method for detecting backscattered X-rays. The photons of the X-ray 208 irradiated by the X-ray irradiation apparatus 205 collide with the atoms of the inspection object 202, and a part of them is scattered backward. If the inside of the inspection object 202 is not uniform, non-uniform backscattered X-rays 209 are generated. Therefore, an X-ray detection device 210 is arranged on the same side as the X-ray irradiation device 205 with respect to the inspection target 202, and this backscattered X-ray 209 is detected to inspect the inside of the inspection target 202. To do.
[0005]
By the way, in order to inspect the inside of the inspection object 202, it is necessary to know the intensity of the X-ray 209 together with the position information. Accordingly, the plate 220 provided with the pinhole 222 is disposed in front of the X-ray detection device 210, and the intensity of the X-ray 209 is measured while sequentially moving the plate 220 as indicated by an arrow 204. However, since the X-ray 208 has a high material transmission capability, the back-scattered X-ray 209 is very weak. Therefore, when the opening area of the pinhole 222 is small, there is a problem that the influence of noise becomes large and it is difficult to detect the back-scattered X-ray 209. In addition, even when detection is possible, there is a problem that measurement takes a long time. On the other hand, when the inspection result is visualized, the opening area of the pinhole 222 becomes the size of the pixel. Therefore, when the pinhole plate 220 having a large opening area is used, the resolution is deteriorated and the inspection accuracy is lowered. is there.
[0006]
The present invention pays attention to the above problems, and an object of the present invention is to provide a radiation detection apparatus capable of detecting weak radiation together with position information and improving inspection accuracy. It is another object of the present invention to provide a radiation detection apparatus that can shorten the measurement time.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a radiation detection apparatus according to the present invention is disposed in front of a radiation detection unit on which radiation is incident, and the radiation detection unit, Spatial modulation that defines open or closed corresponding to 1 or -1 in Hadamard matrix Compatible with patterns Multiple Hole column Have radiation through the plurality of hole arrays A first mask, a first mask provided so as to be movable relative to the first mask, capable of shielding the radiation, and opening one hole row among the plurality of hole rows formed in the first mask; A slit is disposed in front of the first slit plate formed in front of the radiation detection unit, the first mask and the first slit plate, Spatial modulation that defines open or closed corresponding to 1 or -1 in Hadamard matrix pattern (Hereafter referred to as orthogonal modulation pattern) Compatible with Multiple Hole column Have radiation through the plurality of hole arrays A second mask, a second mask provided so as to be relatively movable with respect to the second mask, capable of shielding the radiation, and opening one hole row among the plurality of hole rows formed in the second mask. The slit has a second slit plate formed in front of the first slit.
[0008]
In this case, since one hole row has a plurality of holes, the opening area is larger than that of the pinhole plate. Then, the influence of noise is reduced, and a high SN ratio can be ensured. Therefore, weak radiation can be detected. This also increases the number of X-ray photons detected per unit time, thereby reducing the measurement time. On the other hand, if the orthogonal modulation pattern is demodulated with respect to the sequence of measured values, the intensity of radiation can be known together with the position information in the inspection target region. If a hole array corresponding to a higher-order orthogonal modulation pattern is formed, the inspection target area is subdivided, and the resolution can be improved in imaging the inspection result. Therefore, the inspection accuracy can be improved. As described above, it is possible to detect weak radiation together with position information, and it is possible to improve inspection accuracy.
[0009]
Also, a plurality of radiation detectors that receive radiation, a first mask that is disposed in front of the radiation detectors and has a plurality of hole rows corresponding to orthogonal modulation patterns that transmit radiation, and the first mask A plurality of the plurality of hole rows formed in the first mask, the first slit group being provided so as to be capable of relative movement and simultaneously opening all or a plurality of hole rows, A first slit plate formed in front of a radiation detection unit, and a second mask having a plurality of hole rows arranged in front of the first mask and the first slit plate and corresponding to an orthogonal modulation pattern that transmits radiation And the second mask is provided so as to be movable relative to the second mask, can shield the radiation, and includes all or a plurality of hole rows among the plurality of hole rows formed in the second mask. The second slit group which sometimes open, and configured to have a second slit plate formed in front of the first slit group.
[0010]
Thereby, it is possible to know the intensity of the radiation along with the position information for a plurality of straight line portions in the examination target region. Therefore, it is not necessary to traverse the radiation detection apparatus or the inspection object, and the measurement time can be shortened.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of an X-ray detection apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that what is described below is only one aspect of the embodiment of the present invention, and the present invention is not limited thereto.
[0012]
First, the first embodiment will be described. FIG. 1 is a perspective view of the X-ray detection apparatus according to the first embodiment. The X-ray detection apparatus 10 according to the first embodiment includes a plurality of X-ray detection units 15 that receive X-rays and a plurality of orthogonal modulation patterns that are disposed in front of the X-ray detection unit 15 and transmit X-rays. Of the plurality of hole rows 22 formed in the first mask 20. The first mask 20 has a plurality of hole rows 22, and is provided so as to be relatively movable with respect to the first mask 20. Among them, a first slit 32 that opens one hole row is disposed in front of the first slit plate 30 formed in front of the X-ray detection unit 15, the first mask 20, and the first slit plate 30. The second mask 40 having a plurality of hole arrays 42 corresponding to the modulation mode of the orthogonal modulation pattern that transmits X-rays, and the second mask 40 are provided so as to be movable relative to the second mask 40 and can shield the X-rays. And the second machine Among the plurality of row of holes 42 formed in the click 40, the second slit 52 for opening the one row of holes, a second slit plate 50 which is formed in front of the first slit 32, and has a.
[0013]
An X-ray detection unit 15 is provided inside the X-ray detection apparatus 10 according to the first embodiment. FIG. 2 is an explanatory diagram of the X-ray detection unit. The X-ray detection unit includes a scintillator 16 and a photomultiplier tube 18. Inside the scintillator 16, a mixture of crystals such as NaI and impurities such as Tl is sealed. On the other hand, a photocathode 17 is formed at the entrance of the photomultiplier tube 18, and an anode 18b and a plurality of dynodes 18a are arranged inside the photomultiplier tube 18. When X-rays are incident, the scintillator 16 converts the energy into light, and the photomultiplier tube 18 converts the light into photoelectrons and amplifies and outputs the light. As a result, X-rays can be detected. The scintillator 16 is formed longer than the hole row 22 in the first mask described below, and the scintillator 16 is disposed below the hole row 22.
[0014]
On the other hand, as shown in FIG. 1, the first mask 20 is disposed close to the scintillator of the X-ray detection unit 15. The first mask 20 is formed of a metal material such as Cu or Ni in a disk shape with a thickness of about 0.1 mm, for example. A plurality of metal disks may be stacked to form the first mask 20.
[0015]
A hole array 22 corresponding to the orthogonal modulation pattern is formed in the first mask 20 along the radial direction. FIG. 5 is an explanatory diagram of a method for forming a hole row. In this embodiment, a Hadamard sequence coded modulation pattern is used as the orthogonal modulation pattern. The Hadamard matrix is an orthogonal matrix having only 1 or −1 as matrix elements, and is defined by the following recurrence formula.
[Expression 1]

However, in Equation 1, k represents the order, and H ^(k) N × N (N = 2) ^k ). In the Hadamard matrix, the matrix elements in the first row are all 1, but the matrix elements in the other rows include N / 2 pieces of 1 and -1.
[0016]
By the way, a certain data sequence X ^(k) Measured value sequence Y when Hadamard transform is performed ^(k) Is represented by the following equation.
[Expression 2]

However, X ^(k) And Y ^(k) Is a column vector with N elements. Where H ^(k) Is an orthogonal matrix, so H ^(k) The inverse matrix of H is H except for the normalization factor ^(k) Equal to confidence. That is, the following equation holds.
[Equation 3]

Therefore, Hadamard inverse transform is performed on the measured value sequence, and the data sequence X ^(k) Is obtained by the following equation.
[Expression 4]

[0017]
FIG. 3A shows a Hadamard matrix in the case of k = 3, and a method for forming a hole array according to this Hadamard matrix will be described below as an example. First, the Hadamard matrix is divided into rows, the matrix element 1 is open and -1 is closed, and a plurality of modulation patterns 22a as shown on the right side of FIG. Then, according to the modulation pattern 22 a, the hole array 22 shown in FIG. 3B is formed along the radial direction of the first mask 20. Similarly, a plurality of hole rows formed according to the plurality of modulation patterns 2 are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the first mask 20. Each hole is formed by metal etching.
[0018]
In addition, if the length of the hole row 22 is increased, the internal inspectable area of the inspection object can be increased. Further, if both the number of hole rows 22 and the number of holes included in the hole row 22 are increased using a higher-order Hadamard matrix, the resolution when the inspection result is visualized is improved, and the inspection accuracy is improved. Can be improved.
[0019]
Further, as shown in FIG. 1, a first slit plate 30 is disposed on the surface of the first mask 20. The first slit plate 30 is formed of a metal material as with the first mask 20. In FIG. 1, two metal plates are laminated to form the first slit plate 30.
[0020]
The first slit plate 30 is formed with a first slit 32 that opens any one of the plurality of hole rows 22 in the first mask. The length of the first slit 32 is longer than the length of the hole row 22. The first slit 32 is disposed above the X-ray detector. The first slit 32 is formed by metal etching.
[0021]
In addition, in order to sequentially open the plurality of hole rows 22 formed in the first mask 20 through the first slits 32, a rotation driving unit that rotates the first mask 20 is provided. For example, a stepping motor 24 (see FIG. 5) is provided as the rotation driving means.
[0022]
On the other hand, the second mask 40 is arranged coaxially with the first mask 20 at a predetermined interval from the first slit plate 30. The second mask 40 is formed in the same shape as the first mask. That is, the hole array 42 according to the orthogonal modulation pattern is also formed in the second mask 40.
[0023]
A second slit plate 50 is disposed on the surface of the second mask 40. The second slit plate 50 is formed with a second slit 52 that opens any one of the plurality of hole rows 42 in the second mask 40. The second slit 52 is formed at a position that is in phase with the first slit 32 in the first slit plate 30.
[0024]
Further, a rotation driving means for rotating the second mask 40 is provided so that the plurality of hole rows 42 formed in the second mask 40 are sequentially opened by the second slits 52. For example, a stepping motor 44 (see FIG. 5) is provided as the rotation driving means.
[0025]
And each member which comprises the X-ray detection apparatus 10 mentioned above is arrange | positioned inside the cylindrical cover member 60. FIG. The first slit plate 30 and the second slit plate 50 are fixed to the cover member 60. The first mask 20 is movable relative to the first slit plate 30. The second mask 40 is movable relative to the second slit plate 50. The cover member 60 is formed of a material that can shield X-rays. On the other hand, each mask or each slit plate is also made of a material capable of shielding X-rays, or a chemical capable of shielding X-rays is applied to the surface. Thereby, the incidence of X-rays from other than the hole array is eliminated, and the inspection accuracy can be improved.
[0026]
The configuration of the inspection object internal inspection device using the X-ray detection device according to the present embodiment is as follows. FIG. 4 shows a configuration diagram of the internal inspection apparatus, and FIG. 5 shows a block diagram of the internal inspection apparatus. The inspection apparatus 1 irradiates an inspection object 2 with X-rays 8 and detects Compton scattering of X-rays. Compton scattering is a phenomenon in which X-ray photons collide with orbital electrons in the atoms of the inspection object, lose energy, and change the course in the direction of the angle φ with respect to the incident direction. Since the angle φ can be 0 to 180 °, the photons are scattered back.
[0027]
Since Compton scattering can occur even with relatively low energy X-rays, the low-energy X-ray irradiation apparatus 5 can be used in this embodiment. The X-ray irradiation apparatus 5 is connected to the X-ray control circuit 6. On the other hand, the X-ray detection device 10 described above is arranged on the same side as the X-ray irradiation device 5 with respect to the inspection object 2 to detect backscattering 9 of X-rays. Note that the stepping

motors

24 and 44 constituting the X-ray detection apparatus 10 are connected to the motor control unit 12. The motor control unit 12 controls the operation of the stepping

motors

24 and 44 based on a command from the computer 13. Further, the X-ray detection unit 15 constituting the X-ray detection apparatus 10 is connected to the computer 13 via the IV converter 11a and the amplifier 11b, and enables processing of X-ray measurement data.
[0028]
The usage method of the X-ray detection apparatus in the inspection apparatus mentioned above is demonstrated using FIG. 4 and FIG. FIG. 6 shows a flowchart of the internal inspection method.
First, X-rays are irradiated from the X-ray irradiation device 5 toward the inspection object 2 (S70). Next, the first mask 20 is set to an initial position (S72). That is, the first hole row in the first mask 20 is opened below the first slit. Similarly, the second mask 40 is set to the initial position (S73). That is, the first hole row in the second mask 40 is opened below the second slit.
[0029]
The X-ray 8 irradiated in step 70 is backscattered on the inspection object 2. Then, the back-scattered X-ray 9 enters the X-ray detection apparatus 10 through the second slit in the second slit plate 50 and the hole array in the second mask 40. Further, the incident X-rays reach the X-ray detector 15 through the first slit 32 in the first slit plate 30 and the hole array in the first mask 20. Here, the X-rays reached by the X-ray detector 15 are measured (S74). The measured X-ray is transmitted to the computer 13 and stored.
[0030]
Next, it is determined whether X-ray measurement has been performed using all the hole arrays formed in the second mask 40 (S76). If an unused hole row remains, the hole row is changed (S78). Specifically, the second mask 40 is rotationally driven by the second stepping motor, and the unused hole row is positioned below the second slit 52. Then, X-rays are measured in the same manner as described above (S74). Normally, the X-ray may be measured by rotating the second mask in the direction of the arrow 28 in FIG. 3 (2) and sequentially positioning each hole row below the second slit.
[0031]
On the other hand, when it is determined in step 76 that the X-ray measurement is completed using all the hole rows formed in the second mask 40, all the hole rows formed in the first mask 20 are determined. In step S82, it is determined whether X-ray measurement has been performed. If an unused hole row remains, the hole row is changed (S84). Specifically, the first mask 20 is rotationally driven by the first stepping motor, and the unused hole row is positioned below the first slit 32. Then, X-rays are measured in the same manner as described above. Normally, the X-ray may be measured by rotating the first mask in the direction of the arrow 28 in FIG. 3 (2) and sequentially positioning each hole row below the first slit. X-ray measurement is performed for all combinations of hole arrays formed in the second mask 40. In the above, the case where the measurement is performed by rotating the second mask once for each hole row of the first mask has been described, but conversely, the first mask is rotated once for each hole row of the second mask. Measurements can also be made.
[0032]
In step 82, when it is determined that the X-ray measurement is completed using all the hole arrays formed in the first mask 20, the computer 13 calculates the Hadamard inverse transform on the measurement value. (S86).
[0033]
Further, the incident angle of X-rays is calculated. FIG. 8 is an explanatory diagram of a method for calculating the X-ray incident angle. As shown in FIG. 8, the incident angle θ of the X-ray when the X-ray is incident through the i-th hole of the second mask and the j-th hole of the first mask can be obtained from the following equation.
[Equation 5]

Here, d is the distance between the first mask and the second mask, and Δx is the pitch between the holes. All the combinations are weighted according to the signal intensity and projected onto the video area. The data thus obtained corresponds to the cross-sectional data of the inspection object viewed through the X-ray detection apparatus. By cutting an arbitrary distance therefrom, cross-sectional data at a desired depth of the inspection object can be obtained.
[0034]
Next, it is determined whether the inspection of the entire region to be inspected has been completed (S88). If an uninspected region remains, the X-ray detection apparatus is traversed (S90). FIG. 7 is an explanatory diagram of the traverse of the X-ray detection apparatus. A straight line 2 b in FIG. 7 is a straight line obtained by projecting the slit 52 onto the inspection object 2. The data number sequence obtained above is data indicating the intensity of the X-ray together with the position information on the straight line 2b. Here, when the inspection target region is the plane 2a, the X-ray detection apparatus 10 or the inspection target 2 is traversed in the direction of the arrow 4 to obtain a data sequence for the other straight line portions in the plane 2a.
[0035]
On the other hand, if it is determined in step 88 that the inspection of the entire inspection target region has been completed, each data sequence is visualized (S92). Specifically, in the video display means of the computer 13, an area corresponding to the inspection target area is set, and a portion where the X-ray is strong is displayed in a dark color and a weak portion is displayed in a light color. As a result, the internal structure of the inspection object is displayed in shades of color.
[0036]
As described above, if the X-ray detection apparatus according to this embodiment is used, weak X-rays can be measured. In this regard, a method has been studied in which a detection device is disposed on the same side as the X-ray irradiation device with respect to the inspection object, and X-rays scattered back are measured to perform an internal inspection. However, since the X-rays scattered back are very weak, there is a problem that, when the opening area of the pinhole plate is small, the influence of noise increases and it is difficult to measure the X-rays. Even when detection is possible, the measurement takes a long time. On the other hand, when the inspection result is visualized, the opening area of the pinhole becomes the size of the pixel. Therefore, when a pinhole plate having a large opening area is used, there is a problem that the resolution is deteriorated and the inspection accuracy is lowered.
[0037]
However, the X-ray detection apparatus according to the first embodiment is configured to form a hole array corresponding to the Hadamard matrix and measure X-rays passing through the hole array. In this case, since one hole row has a plurality of holes, the opening area is larger than that of the pinhole plate. Then, the influence of noise is reduced, and a high SN ratio can be ensured. For example, when using a pinhole plate, the SN ratio is N ² / 4 times. Therefore, weak X-rays can be detected. This also increases the number of X-ray photons detected per unit time, thereby reducing the measurement time. For example, when using a pinhole plate, the measurement time is 4 / N ² It becomes.
[0038]
On the other hand, if Hadamard inverse transformation is performed on the measurement value sequence, it is possible to know the X-ray intensity together with the position information in the examination region. If a hole sequence corresponding to a higher-order Hadamard matrix is formed, the region to be inspected is subdivided, and the resolution can be improved in imaging the inspection result. Therefore, the inspection accuracy can be improved. As described above, it is possible to detect weak radiation together with position information, and it is possible to improve inspection accuracy.
[0039]
Thereby, a detection apparatus can be arrange | positioned with respect to a test | inspection object on the same side as an X-ray irradiation apparatus, X-ray | X_line which backscatters can be measured, and an internal test | inspection can be performed. Such internal inspection methods can be used to finely detect the vicinity of large structures such as aircraft wings (peeling or cracking in honeycomb structures), spherical tanks in oil complexes, reactor walls, or ship bodies. Suitable for inspection purposes.
[0040]
Further, by using the Hadamard sequence coded modulation pattern as the orthogonal modulation pattern, there is no need to obtain an inverse matrix for inversely converting the measurement value sequence into the data sequence. Therefore, the data sequence can be easily obtained.
[0041]
Next, a second embodiment will be described. FIG. 9 is a perspective view of the X-ray detection apparatus according to the second embodiment. The X-ray detection apparatus 110 according to the second embodiment corresponds to a plurality of X-ray detection units 115 on which X-rays are incident and an orthogonal modulation pattern that is disposed in front of the X-ray detection unit 115 and transmits X-rays. The first mask 120 having a plurality of hole rows 122 and the plurality of hole rows provided in the first mask 120 while being capable of moving relative to the first mask 120 and shielding the X-rays. The first slit plate 130 in which a first slit group 132 that simultaneously opens all or a plurality of hole rows out of 122 is formed in front of the plurality of X-ray detection units 115, the first mask 120, and the first mask. A second mask 140 that is disposed in front of the slit plate 130 and has a plurality of hole rows 142 corresponding to an orthogonal modulation pattern that transmits X-rays, and is provided so as to be movable relative to the second mask 140 The second slit group 152 that can shield the X-ray and simultaneously opens all or a plurality of hole rows among the plurality of hole rows 142 formed in the second mask 140 is formed as the first slit. And a second slit plate 150 formed in front of the group 132. Note that the description of the same configuration as in the first embodiment is omitted.
[0042]
A plurality of X-ray detection units 115 are provided inside the X-ray detection apparatus 110. FIG. 9 shows an example in which eight X-ray detection units 115 are arranged at equal intervals in the circumferential direction. The structure of each X-ray detection unit 115 is the same as that in the first embodiment.
[0043]
A first mask 120 similar to that of the first embodiment is disposed on the plurality of X-ray detection units 115 in proximity to each other. On the surface of the first mask 120, a first slit plate 130 in which a first slit group 132 that simultaneously opens all or a plurality of hole rows among the plurality of hole rows 122 in the first mask 120 is disposed. To do. In addition, each slit which comprises a 1st slit group is each formed above the said several X-ray detection part 115. FIG. Note that the rotation driving means of the first mask 120 is the same as in the first embodiment.
[0044]
On the other hand, a second mask 140 similar to that of the first embodiment is disposed at a predetermined interval from the first slit plate 130. On the surface of the second mask 140, a second slit plate 150 in which a second slit group 152 that simultaneously opens all or a plurality of hole rows among the plurality of hole rows 142 in the second mask 140 is disposed. To do. In addition, each slit which comprises the 2nd slit group 152 is each formed in the position used as the same phase as each slit which comprises the 1st slit group 132. Note that the rotation driving means of the second mask 140 is the same as in the first embodiment.
[0045]
An internal inspection method for an inspection object using the above-described X-ray detection apparatus will be described with reference to FIG. Note that the description of the same configuration as in the first embodiment is omitted.
[0046]
In the second embodiment, by performing from the X-ray irradiation of step 70 in FIG. 6 to the Hadamard inverse transformation of step 86, each slit constituting the second slit group is projected on the inspection target region with respect to the straight line portion. Each data sequence is determined. Therefore, the imaging in step 92 can be performed without performing the traversing in step 90. In addition, when the space | interval of each slit which comprises a 2nd slit group is wide, and sufficient resolution is not obtained, by traversing an X-ray detection apparatus to the circumferential direction, about other linear parts of an inspection object area | region A data sequence may be obtained.
[0047]
As described above, the X-ray detection apparatus according to the second embodiment is configured to include a plurality of X-ray detection units and a slit group formed above each X-ray detection unit. Thereby, the data sequence can be obtained for a plurality of straight line portions of the inspection target region. Therefore, it is not necessary to traverse the X-ray detection apparatus or the inspection object, and the measurement time can be shortened.
[0048]
【The invention's effect】
In order to achieve the above object, a radiation detection apparatus according to the present invention includes a radiation detection unit that receives radiation and a plurality of hole arrays that are arranged in front of the radiation detection unit and correspond to an orthogonal modulation pattern that transmits radiation. And a first mask having a plurality of hole rows formed in the first mask, wherein the first mask is provided so as to be relatively movable with respect to the first mask. A first slit plate having a first slit formed in front of the radiation detector, and a plurality of holes corresponding to an orthogonal modulation pattern that is disposed in front of the first mask and the first slit plate and transmits radiation. A second mask having a row, and is provided so as to be relatively movable with respect to the second mask, and can shield the radiation, and one of the plurality of hole rows formed in the second mask. Since the second slit that opens the hole array has a second slit plate formed in front of the first slit, it is possible to detect weak radiation together with position information, and to improve inspection accuracy. It becomes possible to improve.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an X-ray detection apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram of an X-ray detection unit.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a hole row forming method.
FIG. 4 is a configuration diagram of an internal inspection device.
FIG. 5 is a block diagram of an internal inspection device.
FIG. 6 is a flowchart of an internal inspection method.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a traverse of the X-ray detection apparatus.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a method for calculating an X-ray incident angle.
FIG. 9 is a perspective view of an X-ray detection apparatus according to a second embodiment.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a backscattered X-ray detection method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ..... Internal inspection apparatus, 2 ..... Inspection object, 2a ..... Plane, 2b ..... Straight line, 3 ..... Defect, 4 ..... Arrow, 5 ......... X-ray irradiation apparatus, 6 ..... X-ray control circuit, 8 ..... Irradiation X-ray, 9 ..... Backscattered X-ray, 10 ..... X-ray detector, 12 ..... Motor controller, 13 ..... Computer, 15 ... ...... X-ray detector, 16... Scintillator, 17... Photocathode, 18... Photomultiplier tube, 18 a ...... Dynode, 18 b ...... Anode, 20. ......... hole row, 22a ......... modulation mode, 24 ......... stepping motor, 28 ......... arrow, 30 ......... first slit plate, 32 ......... first slit, 40 ......... second mask , 42... Hole array, 44... Stepping motor, 50 ... second slit plate, 52 ... second slit, 6 ......... Cover member, 115 ... X-ray detector, 120 ......... First mask, 122 ......... Hole array, 130 ...... First slit plate, 132 ......... First slit group, 140 ... ...... Second mask, 142 ......... Hole row, 150 ......... Second slit plate, 152 ......... Second slit group, 202 ......... Inspection object, 204 ......... Arrow, 205 ......... X X-ray irradiation apparatus, 208... X-ray irradiation, 209... Backscattered X-ray, 210... X-ray detection apparatus, 220.

Claims

A radiation detector that receives radiation;
It has a plurality of hole rows arranged in front of this radiation detection unit and corresponding to a spatial modulation pattern that defines open or closed corresponding to 1 or −1 in the Hadamard matrix , and transmits radiation from the plurality of hole rows. A first mask;
A first slit that is provided so as to be movable relative to the first mask, is capable of shielding the radiation, and opens one hole row among the plurality of hole rows formed in the first mask. A first slit plate formed in front of the radiation detector;
A plurality of holes arranged in front of the first mask and the first slit plate and having a plurality of hole rows corresponding to a spatial modulation pattern defining open or closed corresponding to 1 or −1 in a Hadamard matrix; A second mask that transmits radiation from the rows ;
The second mask is provided so as to be relatively movable with respect to the second mask, can shield the radiation, and has a second slit that opens one hole row among the plurality of hole rows formed in the second mask. A second slit plate formed in front of one slit;
A radiation detection apparatus comprising:

A plurality of radiation detectors that receive radiation; and
It has a plurality of hole rows arranged in front of this radiation detection unit and corresponding to a spatial modulation pattern that defines open or closed corresponding to 1 or −1 in the Hadamard matrix , and transmits radiation from the plurality of hole rows. A first mask;
A first slit group provided so as to be movable relative to the first mask, capable of shielding the radiation, and simultaneously opening all or a plurality of hole rows among the plurality of hole rows formed in the first mask. A first slit plate formed in front of the plurality of radiation detection units,
A plurality of holes arranged in front of the first mask and the first slit plate and having a plurality of hole rows corresponding to a spatial modulation pattern defining open or closed corresponding to 1 or −1 in a Hadamard matrix; A second mask that transmits radiation from the rows ;
A second slit group provided so as to be movable relative to the second mask, capable of shielding the radiation, and simultaneously opening all or a plurality of hole rows among the plurality of hole rows formed in the second mask. A second slit plate formed in front of the first slit group;
A radiation detection apparatus comprising: