JPS6253800B2 - - Google Patents
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- JPS6253800B2 JPS6253800B2 JP7810178A JP7810178A JPS6253800B2 JP S6253800 B2 JPS6253800 B2 JP S6253800B2 JP 7810178 A JP7810178 A JP 7810178A JP 7810178 A JP7810178 A JP 7810178A JP S6253800 B2 JPS6253800 B2 JP S6253800B2
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Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、アイソトープ白色Ｘ線源に係り、特
に広帯域エネルギーレベルにおいて一様強度のＸ
線が得られるものに関する。
に広帯域エネルギーレベルにおいて一様強度のＸ
線が得られるものに関する。
まず本発明の背景について説明する。Ｘ線を利
用して物体の応力を測定しうることは周知であ
る。この応力測定は、物体の結晶内に考えられる
原子面の間隔をｄとし、波長λのＸ線がその面と
θなる角度で入射し散乱Ｘ線もその面とθなる角
をなすとき、それらの間に 2d・sinθ＝ｎ・λ（ｎは整数） なる関係が成立することを利用してなされるもの
である。この応力測定を行う方法として、波長λ
が一定（エネルギーが一定）のＸ線を用い、入射
角θを変化させて最大検出出力が得られる角度を
求め、その角度から面間隔ｄを求め、その面間隔
の値、又はある応力条件における面間隔d1と測定
される応力付加状態における面間隔d2との差から
応力を測定する方法と、入射角θを一定とし、Ｘ
線として白色Ｘ線を用い、最大検出出力から面間
隔ｄ又は前記差から応力を求める方法がある。
用して物体の応力を測定しうることは周知であ
る。この応力測定は、物体の結晶内に考えられる
原子面の間隔をｄとし、波長λのＸ線がその面と
θなる角度で入射し散乱Ｘ線もその面とθなる角
をなすとき、それらの間に 2d・sinθ＝ｎ・λ（ｎは整数） なる関係が成立することを利用してなされるもの
である。この応力測定を行う方法として、波長λ
が一定（エネルギーが一定）のＸ線を用い、入射
角θを変化させて最大検出出力が得られる角度を
求め、その角度から面間隔ｄを求め、その面間隔
の値、又はある応力条件における面間隔d1と測定
される応力付加状態における面間隔d2との差から
応力を測定する方法と、入射角θを一定とし、Ｘ
線として白色Ｘ線を用い、最大検出出力から面間
隔ｄ又は前記差から応力を求める方法がある。
本発明は後者の応力測定において用いられるも
のである（ただし本発明はこの応力測定にのみ使
用されるものではない）ので、その応力測定の手
法と従来のＸ線源の問題点について次に説明す
る。第１図は白色Ｘ線源を用いる応力測定装置の
概略構成を示している。ＡはＸ線源であつて、原
子番号の大きな金属、例えばタングステンなどを
ターゲツトとし、これに大きな加速電圧により加
速された電子を衝突させて連続Ｘ線を発生させる
ものであつて、応力測定対象物Ｂに対するＸ線の
入射角θは一定となるように設置される。Ｃは対
象物Ｂの反射面から反射角θの位置に設置された
検出器であつて、この検出器に入射するＸ線をそ
れぞれ電気信号に変換して出力するものであり、
第２図に示すように、Ｘ線のエネルギーが大（波
長λが小）であれば検出出力は大である。Ｄは検
出器Ｃの検出出力、すなわち、第３図に示すよう
に、入力Ｘ線のエネルギーレベルに応じた検出出
力を入力し、予め設定されている検出レベルΔ
Li，ΔLj……のものが一定時間当り何個得られた
かを検出し、各レベルごとの数の信号を出力す
る。Ｅはレコーダであつて、第４図に示すよう
に、Ｘ線の各エネルギーレベルに対応するＸ線の
個数を曲線ａに描く。この曲線ａのピークから波
長λを求め、このλから前記面間隔ｄを求める。
のである（ただし本発明はこの応力測定にのみ使
用されるものではない）ので、その応力測定の手
法と従来のＸ線源の問題点について次に説明す
る。第１図は白色Ｘ線源を用いる応力測定装置の
概略構成を示している。ＡはＸ線源であつて、原
子番号の大きな金属、例えばタングステンなどを
ターゲツトとし、これに大きな加速電圧により加
速された電子を衝突させて連続Ｘ線を発生させる
ものであつて、応力測定対象物Ｂに対するＸ線の
入射角θは一定となるように設置される。Ｃは対
象物Ｂの反射面から反射角θの位置に設置された
検出器であつて、この検出器に入射するＸ線をそ
れぞれ電気信号に変換して出力するものであり、
第２図に示すように、Ｘ線のエネルギーが大（波
長λが小）であれば検出出力は大である。Ｄは検
出器Ｃの検出出力、すなわち、第３図に示すよう
に、入力Ｘ線のエネルギーレベルに応じた検出出
力を入力し、予め設定されている検出レベルΔ
Li，ΔLj……のものが一定時間当り何個得られた
かを検出し、各レベルごとの数の信号を出力す
る。Ｅはレコーダであつて、第４図に示すよう
に、Ｘ線の各エネルギーレベルに対応するＸ線の
個数を曲線ａに描く。この曲線ａのピークから波
長λを求め、このλから前記面間隔ｄを求める。
このような応力測定装置において、Ｘ線源Ａか
ら出射されるＸ線は、各エネルギーレベルのもの
の強度（Ｘ線は粒子とも把握されるから、強度は
各エネルギーレベルにおけるＸ線の個数と考える
ことができる）は一定でなければならない。仮
に、エネルギーレベルが大である程強度が大とな
るようなＸ線を出射するＸ線源を使用したとすれ
ば、レコーダＥには、前記曲線ａよりピークおよ
びエネルギーレベルが図面上若干右に偏位したよ
うな曲線ｂが得られる。反対にエネルギーレベル
が小である程強度が大であるようなものを使用す
ると曲線のピークは曲線ａより図面上左に偏位す
る。従つて正しい波長λが得られなくなるので、
Ｘ線源としてはなるべく各エネルギーレベルの強
度が一定のものであることが望ましい。
ら出射されるＸ線は、各エネルギーレベルのもの
の強度（Ｘ線は粒子とも把握されるから、強度は
各エネルギーレベルにおけるＸ線の個数と考える
ことができる）は一定でなければならない。仮
に、エネルギーレベルが大である程強度が大とな
るようなＸ線を出射するＸ線源を使用したとすれ
ば、レコーダＥには、前記曲線ａよりピークおよ
びエネルギーレベルが図面上若干右に偏位したよ
うな曲線ｂが得られる。反対にエネルギーレベル
が小である程強度が大であるようなものを使用す
ると曲線のピークは曲線ａより図面上左に偏位す
る。従つて正しい波長λが得られなくなるので、
Ｘ線源としてはなるべく各エネルギーレベルの強
度が一定のものであることが望ましい。
このような広帯域のエネルギーレベルにおいて
一定強度を得る従来のＸ線源としては、金属に電
子を衝突させる構成のものが用いられている。し
かし、この従来のＸ線源は、管求、高電圧大容量
安定源装置、及び水冷却装置などが必要となり、
装置全体が非常に大がかりなものとなるという欠
点がある。装置をコンパクトかつ安価ならしめる
にはアイソトープを利用することが望ましいが、
アイソトープは一般にエネルギー強度が一定でな
い。
一定強度を得る従来のＸ線源としては、金属に電
子を衝突させる構成のものが用いられている。し
かし、この従来のＸ線源は、管求、高電圧大容量
安定源装置、及び水冷却装置などが必要となり、
装置全体が非常に大がかりなものとなるという欠
点がある。装置をコンパクトかつ安価ならしめる
にはアイソトープを利用することが望ましいが、
アイソトープは一般にエネルギー強度が一定でな
い。
本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、
所定の幅のエネルギーレベルの範囲においては一
定強度のＸ線が得られる、コンパクトな白色Ｘ線
源を得ることを目的とする。
所定の幅のエネルギーレベルの範囲においては一
定強度のＸ線が得られる、コンパクトな白色Ｘ線
源を得ることを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明のアイソト
ープ白色Ｘ線源は、エネルギーレベルが大となる
ほど強度が小さくなる連続エネルギースペクトル
を有する制動Ｘ線を自然放射するアイソトープ
と、上記制動Ｘ線を通過せしめるスクリーンによ
つて構成し、上記のスクリーンはエネルギーレベ
ルが大となるほど吸収係数が小さくなる物質によ
つて構成する。
ープ白色Ｘ線源は、エネルギーレベルが大となる
ほど強度が小さくなる連続エネルギースペクトル
を有する制動Ｘ線を自然放射するアイソトープ
と、上記制動Ｘ線を通過せしめるスクリーンによ
つて構成し、上記のスクリーンはエネルギーレベ
ルが大となるほど吸収係数が小さくなる物質によ
つて構成する。
上記のように構成すると、アイソトープのエネ
ルギースペクトルの強度が大となる低エネルギー
レベルではスクリーンによる吸収が多く、その反
対に、スペクトル強度が小となる高エネルギーレ
ベルでは吸収が少ないので、低エネルギー領域か
ら高エネルギー領域までの間、ほぼ均一な強度の
白色Ｘ線が得られる。
ルギースペクトルの強度が大となる低エネルギー
レベルではスクリーンによる吸収が多く、その反
対に、スペクトル強度が小となる高エネルギーレ
ベルでは吸収が少ないので、低エネルギー領域か
ら高エネルギー領域までの間、ほぼ均一な強度の
白色Ｘ線が得られる。
本発明を実施する場合、アイソトープの連続ス
ペクトル特性と、スクリーン物質の吸収特性とを
マツチさせなければならないが、実際問題として
は、先ず前記のような傾向の放射特性を有するア
イソトープと、前記のような傾向の吸収特性を有
するスクリーン物質とを選定した後、エネルギー
スペクトル上のエネルギーν１と同ν２とを設定
して、次記の計算によつてスクリーンの厚さを定
めると良い。
ペクトル特性と、スクリーン物質の吸収特性とを
マツチさせなければならないが、実際問題として
は、先ず前記のような傾向の放射特性を有するア
イソトープと、前記のような傾向の吸収特性を有
するスクリーン物質とを選定した後、エネルギー
スペクトル上のエネルギーν１と同ν２とを設定
して、次記の計算によつてスクリーンの厚さを定
めると良い。
エネルギーがν１の入射Ｘ線強度をI10、スク
リーンの線吸収係数をμ１、スクリーン通過後の
透過Ｘ線強度をI1とすると、スクリーン厚さをｘ
として、 I1＝I10・ｅ-〓1X ……(1) 同様に、エネルギーがν２の入射Ｘ線強度を
I20、スクリーンの線吸収係数をμ２、スクリー
ン通過後の透過Ｘ線強度をI2とすると、 I2＝I20・ｅ-〓2X ……(2) ∴I1／I2＝Ｉ１０／Ｉ２０ｅ-(〓1-〓2)X……(3) ここで、スクリーン通過後の透過Ｘ線強度I1＝
I2ならしめるには、上記(3)式の左辺I1／I2＝１な
らしめれば良い。すなわち、 I10／I20＝ｅ(〓1-〓2)X ……(4) 上記(4)式から ｘ＝ｌｎＩ１０／Ｉ２０／μ１−μ２…
…(5) 上記の(5)式によつて求められるスクリーン厚さ
ｘとすることにより、エネルギーν１と同ν２と
において透過Ｘ線強度が等しくなる。
リーンの線吸収係数をμ１、スクリーン通過後の
透過Ｘ線強度をI1とすると、スクリーン厚さをｘ
として、 I1＝I10・ｅ-〓1X ……(1) 同様に、エネルギーがν２の入射Ｘ線強度を
I20、スクリーンの線吸収係数をμ２、スクリー
ン通過後の透過Ｘ線強度をI2とすると、 I2＝I20・ｅ-〓2X ……(2) ∴I1／I2＝Ｉ１０／Ｉ２０ｅ-(〓1-〓2)X……(3) ここで、スクリーン通過後の透過Ｘ線強度I1＝
I2ならしめるには、上記(3)式の左辺I1／I2＝１な
らしめれば良い。すなわち、 I10／I20＝ｅ(〓1-〓2)X ……(4) 上記(4)式から ｘ＝ｌｎＩ１０／Ｉ２０／μ１−μ２…
…(5) 上記の(5)式によつて求められるスクリーン厚さ
ｘとすることにより、エネルギーν１と同ν２と
において透過Ｘ線強度が等しくなる。
ν１、ν２以外の点で、透過Ｘ線強度は厳密に
は一定とならないが、実用上一定と見做し得る程
度に均一となる。
は一定とならないが、実用上一定と見做し得る程
度に均一となる。
本発明において制動Ｘ線とは、放射性アイソト
ープから放射される、連続スペクトルを有するＸ
線をいい、この制動Ｘ線は、荷電粒子が、原子核
のクローン場などの強い電場を通過する際に負の
加速度を受けて発生するものである。
ープから放射される、連続スペクトルを有するＸ
線をいい、この制動Ｘ線は、荷電粒子が、原子核
のクローン場などの強い電場を通過する際に負の
加速度を受けて発生するものである。
次に本発明の一実施例を第５図ないし第７図に
より説明する。第５図において、１は放射性アイ
ソトープ２を封入したＸ線遮へい体よりなる容
器、３は該容器の開口部を閉塞してアイソトープ
２の漏出を防ぐＸ線吸収率の小さい窓、４は容器
１の開口端面に当てて固定した遮へい体でなる板
材であり、該板材の中央には穴５が開けられ、該
穴５にはＸ線を一部吸収するスクリーン６が該穴
を閉塞するように固定されている。７はＸ線を平
行ビーム化するソーラスリツト８を内部に設けた
筒状遮へい体であり、その一端は遮へい体４の開
口部と合致するように固定されている。上記筒状
の遮へい体７及びソーラスリツト８の斜視図を第
１０図に示す。この筒状遮へい体７は、Ｘ線の不
特定方向の散乱を防止するためのものである。
より説明する。第５図において、１は放射性アイ
ソトープ２を封入したＸ線遮へい体よりなる容
器、３は該容器の開口部を閉塞してアイソトープ
２の漏出を防ぐＸ線吸収率の小さい窓、４は容器
１の開口端面に当てて固定した遮へい体でなる板
材であり、該板材の中央には穴５が開けられ、該
穴５にはＸ線を一部吸収するスクリーン６が該穴
を閉塞するように固定されている。７はＸ線を平
行ビーム化するソーラスリツト８を内部に設けた
筒状遮へい体であり、その一端は遮へい体４の開
口部と合致するように固定されている。上記筒状
の遮へい体７及びソーラスリツト８の斜視図を第
１０図に示す。この筒状遮へい体７は、Ｘ線の不
特定方向の散乱を防止するためのものである。
Ｘ線を発生するアイソトープ２としては、白色
Ｘ線として使用されるエネルギー範囲及び半減期
（長いもの程安定線源として使用できる）の観点
からKr85（半減期10.4年）が最も適しており、第
６図にそのエネルギースペクトラムを示す。この
図に示すように、Kr85から放射される制動Ｘ線は
エネルギーレベルが大となる程強度が小となる。
しかしスクリーン６において吸収されるＸ線の量
は低エネルギーのもの程大きい。即ち、スクリー
ン６を通過した後のＸ線強度はスクリーンの材料
及び厚さを適当に選ぶことによつて平坦化され
る。スクリーンの材料として、アルミニウム箔を
選択した場合、アルミニウムのＸ線吸収係数は第
７図のようになるから、Ｘ線応力測定に必要な10
〜100keVのＸ線の平坦化を図る場合には約0.2mm
のアルミニウムの箔でスクリーンを作れば平坦な
白色Ｘ線を得ることができる。
Ｘ線として使用されるエネルギー範囲及び半減期
（長いもの程安定線源として使用できる）の観点
からKr85（半減期10.4年）が最も適しており、第
６図にそのエネルギースペクトラムを示す。この
図に示すように、Kr85から放射される制動Ｘ線は
エネルギーレベルが大となる程強度が小となる。
しかしスクリーン６において吸収されるＸ線の量
は低エネルギーのもの程大きい。即ち、スクリー
ン６を通過した後のＸ線強度はスクリーンの材料
及び厚さを適当に選ぶことによつて平坦化され
る。スクリーンの材料として、アルミニウム箔を
選択した場合、アルミニウムのＸ線吸収係数は第
７図のようになるから、Ｘ線応力測定に必要な10
〜100keVのＸ線の平坦化を図る場合には約0.2mm
のアルミニウムの箔でスクリーンを作れば平坦な
白色Ｘ線を得ることができる。
第８図はアイソトープとして、常温において気
体ではなく固体のもの９を用いた本発明の他の実
施例である。固体のアイソトープは半減期の長い
核種がないために安定した強度の線源は得難いと
いう一面はあるが、密封が容易であるから製作が
しやすいという利点がある。
体ではなく固体のもの９を用いた本発明の他の実
施例である。固体のアイソトープは半減期の長い
核種がないために安定した強度の線源は得難いと
いう一面はあるが、密封が容易であるから製作が
しやすいという利点がある。
上記実施例においては、Ｘ線を一部吸収する物
質がアルミニウム箔である場合について述べたが
たとえばすず箔等の他の金属箔を用いることもで
きる。しかし、Kr85と組合わせた場合、アルミニ
ウム箔を用いたものが出力Ｘ線として強度の一様
のものが得られる。その理由は、すず箔等の他の
金属の場合は、エネルギーレベルの低い領域にお
けるＸ線の吸収係数が急激に大となるからであ
る。
質がアルミニウム箔である場合について述べたが
たとえばすず箔等の他の金属箔を用いることもで
きる。しかし、Kr85と組合わせた場合、アルミニ
ウム箔を用いたものが出力Ｘ線として強度の一様
のものが得られる。その理由は、すず箔等の他の
金属の場合は、エネルギーレベルの低い領域にお
けるＸ線の吸収係数が急激に大となるからであ
る。
また、アルミニウム箔等の金属の代りに、液体
又は気体を用いることができる。液体又は気体の
場合は、Ｘ線の吸収係数が金属に比べて小さいか
ら、第９図の実施例に示すように、Ｘ線吸収用の
液体１０は金属を用いる場合の厚さよりも長い吸
収経路が形成されるようなものとしなければなら
ない。液体又は気体を用いる場合は、その吸収係
数がエネルギーレベルが小となるに従つて大とな
る度合は、金属の場合に比べて小であり、エネル
ギーレベルの変化に対する吸収係数の変化はほぼ
一次関係で表現されるから、より低エネルギーレ
ベルにわたるＸ線が得られる。
又は気体を用いることができる。液体又は気体の
場合は、Ｘ線の吸収係数が金属に比べて小さいか
ら、第９図の実施例に示すように、Ｘ線吸収用の
液体１０は金属を用いる場合の厚さよりも長い吸
収経路が形成されるようなものとしなければなら
ない。液体又は気体を用いる場合は、その吸収係
数がエネルギーレベルが小となるに従つて大とな
る度合は、金属の場合に比べて小であり、エネル
ギーレベルの変化に対する吸収係数の変化はほぼ
一次関係で表現されるから、より低エネルギーレ
ベルにわたるＸ線が得られる。
また、Ｘ線吸収物質としては、１種類のみでな
く、複数種類のものを組合わせて使用することに
より、強度がより一様化するようにすることも可
能である。
く、複数種類のものを組合わせて使用することに
より、強度がより一様化するようにすることも可
能である。
以上述べたように、本発明は、アイソトープと
吸収物質との組合わせにより広帯域エネルギーの
白色Ｘ線を得ることが出来、しかも、従来装置で
必要とされていた管球、高電圧大容量安定電源装
置、及び水冷却装置が不要となるので、非常に小
形に製作しうる。また、小形化により、複雑な形
状の被測定物あるいは大形構造物のＸ線応力測定
が容易となる。
吸収物質との組合わせにより広帯域エネルギーの
白色Ｘ線を得ることが出来、しかも、従来装置で
必要とされていた管球、高電圧大容量安定電源装
置、及び水冷却装置が不要となるので、非常に小
形に製作しうる。また、小形化により、複雑な形
状の被測定物あるいは大形構造物のＸ線応力測定
が容易となる。
第１図は本発明の適用対象の一つであるＸ線応
力測定装置の一例を示す構成図、第２図は第１図
の検出器におけるＸ線のエネルギーと検出出力と
の関係を示す図、第３図は第１図の検出器の出力
を示す図、第４図は第１図のレコーダにおける記
録例を示す図、第５図は本発明による白色Ｘ線源
の一実施例を示す断面図、第６図はKr85のＸ線エ
ネルギースペクトラム、第７図はアルミニウムの
Ｘ線吸収係数、第８図は本発明による白色Ｘ線源
の他の実施例を示す断面図、第９図は本発明によ
る白色Ｘ線源のさらに別の実施例を示す断面図で
ある。第１０図は、ソーラスリツトを備えた筒状
の遮へい体の斜視図である。 １……容器、２……アイソトープ（気体）、３
……窓、６……スクリーン、８……ソーラスリツ
ト、９……アイソトープ（固体）、１０……スク
リーン（液体）。
力測定装置の一例を示す構成図、第２図は第１図
の検出器におけるＸ線のエネルギーと検出出力と
の関係を示す図、第３図は第１図の検出器の出力
を示す図、第４図は第１図のレコーダにおける記
録例を示す図、第５図は本発明による白色Ｘ線源
の一実施例を示す断面図、第６図はKr85のＸ線エ
ネルギースペクトラム、第７図はアルミニウムの
Ｘ線吸収係数、第８図は本発明による白色Ｘ線源
の他の実施例を示す断面図、第９図は本発明によ
る白色Ｘ線源のさらに別の実施例を示す断面図で
ある。第１０図は、ソーラスリツトを備えた筒状
の遮へい体の斜視図である。 １……容器、２……アイソトープ（気体）、３
……窓、６……スクリーン、８……ソーラスリツ
ト、９……アイソトープ（固体）、１０……スク
リーン（液体）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ エネルギーレベルが大となるほど強度が小さ
くなる連続エネルギースペクトルを有する制動Ｘ
線を自然放射するアイソトープと、上記制動Ｘ線
を通過せしめるスクリーンとよりなり、上記スク
リーンはエネルギーレベルが大となるほど吸収係
数が小さくなる物質によつて構成されたものであ
ることを特徴とするアイソトープ白色Ｘ線源。 ２ 前記アイソトープがKr85であり、かつ前記ス
クリーンがアルミニウム箔であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のアイソトープ白色
Ｘ線源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7810178A JPS556230A (en) | 1978-06-29 | 1978-06-29 | Isotope white xxray source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7810178A JPS556230A (en) | 1978-06-29 | 1978-06-29 | Isotope white xxray source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS556230A JPS556230A (en) | 1980-01-17 |
| JPS6253800B2 true JPS6253800B2 (ja) | 1987-11-12 |
Family
ID=13652476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7810178A Granted JPS556230A (en) | 1978-06-29 | 1978-06-29 | Isotope white xxray source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS556230A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51146236A (en) * | 1975-06-10 | 1976-12-15 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | Auxiliary radiation process in cleaning of electrography copying machi ne |
-
1978
- 1978-06-29 JP JP7810178A patent/JPS556230A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS556230A (en) | 1980-01-17 |
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