(57)【要約】【課題】デュアル・エネルギー検出器及び放射線検査システムを提供すること。【解決手段】  デュアル・エネルギー検出器は、検出器モジュールマウントと複数の検出器モジュールとを有する。検出器モジュールは、検出器モジュールマウント上に並置され、独立して照射される高及び低エネルギー検出器アレイを含む。本願は、検出器モジュールマウントの必要な厚さ寸法が減少するように、高及び低エネルギー検出器アレイが接続されるフォトダイオード及びプリント回路基板の配置を簡素化し、それによってデュアル・エネルギー検出器の設置及び使用を容易にする。一方で、本願の放射線ビームは、互いに並置された高及び低エネルギー検出器アレイに独立して照射され、高及び低エネルギー検出器アレイの選択中の相互制限を一定程度低減する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デュアル・エネルギー検出器であって、当該デュアル・エネルギー検出器は、
検出器モジュールマウント（３）と、
複数の検出器モジュール（４）と、を有しており、
前記検出器モジュールは、前記検出器モジュールマウント（３）上に並置され、独立して照射される高エネルギー検出器アレイ（４３）及び低エネルギー検出器アレイ（４１）を含む、
デュアル・エネルギー検出器。
【請求項２】
各検出器モジュール（４）の前記高エネルギー検出器アレイ（４３）及び前記低エネルギー検出器アレイ（４１）は、互いに隣接して配置される、請求項１に記載のデュアル・エネルギー検出器。
【請求項３】
前記複数の検出器モジュール（４）は、前記検出器モジュールマウント（３）の同一の取付け面に隣接して配置される、請求項１に記載のデュアル・エネルギー検出器。
【請求項４】
前記複数の検出器モジュール（４）は、前記検出器モジュールマウント（３）上に直線的な順序で配置される、請求項３に記載のデュアル・エネルギー検出器。
【請求項５】
前記複数の検出器モジュール（４）は、前記検出器モジュールマウント（３）の取付け面上に複数の列で設けられ、前記検出器モジュール（４）の各列が、並列に隣接して配置される、請求項３に記載のデュアル・エネルギー検出器。
【請求項６】
前記高エネルギー検出器アレイ（４３）及び／又は前記低エネルギー検出器アレイ（４１）に含まれる様々な検出器ユニットの中に重金属スペーサ（４７）が設けられる、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のデュアル・エネルギー検出器。
【請求項７】
放射線源に近接した前記高エネルギー検出器アレイ（４３）の一方の側にフィルタ（４４）が設けられる、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のデュアル・エネルギー検出器。
【請求項８】
前記高エネルギー検出器アレイ（４３）の感知媒体の密度が、前記低エネルギー検出器アレイ（４１）の感知媒体の密度よりも高く、及び／又は前記高エネルギー検出器アレイ（４３）の感知媒体の実効原子番号が、前記低エネルギー検出器アレイ（４１）の感知媒体の実効原子番号より高い、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のデュアル・エネルギー検出器。
【請求項９】
前記低エネルギー検出器アレイ（４１）の感知媒体のシンチレーション効率が、前記高エネルギー検出器アレイ（４３）の感知媒体のシンチレーション効率よりも高い、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のデュアル・エネルギー検出器。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のデュアル・エネルギー検出器を含む、放射線検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は、２０１６年１２月２３日に出願された中国特許出願番号第２０１６１１２０５０８７．１について優先権を主張するものであり、この文献は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本願は、放射線検査の分野に関し、具体的にはデュアル・エネルギー検出器及び放射線検査システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
既存の放射線検査システムでは、システムの一方の側に配置された放射線源によって放射された放射線ビームは、コリメータを通過した後に、「セクタ」ビーム面を形成することができる。検出器モジュールは、システムの他方の側に配置され、検査対象物が、放射線ビームと検出器モジュールとの間にある。図１に示されるように、放射線源ａ１によって放射された放射線ビームａ５は、検査対象物ａ２を透過した後に、検出器モジュールマウントａ３上の複数の検出器モジュールａ４に向けて放射される。既存の検出器モジュールは、通常、一定数の高エネルギー検出器アレイ及び低エネルギー検出器アレイから構成される。全ての検出器モジュールは、放射線源の点に向けて向き合わせされる。
【０００４】
図２に示されるように、デュアル・エネルギー検出器の場合に、低エネルギー検出器アレイａ４１及び高エネルギー検出器アレイａ４５は、一般に、前後の位置関係で設けられる。ここで、低エネルギー検出器アレイａ４１は、放射線源ａ１の近くの一方の側に配置される一方、高エネルギー検出器アレイａ４５は、放射線源ａ１から離れた一方の側に配置される。放射線ビームａ５は、高エネルギー検出器アレイａ４５に到達する前に、低エネルギー検出器アレイａ４１を透過する。低エネルギー検出器アレイａ４１は、比較的低エネルギー線のエネルギーを多く吸収し、高エネルギー検出器アレイａ４５は、比較的高エネルギー線のエネルギーを多く吸収する。最後に、このような２つの信号を解析して、被検物質の実効原子番号の情報を得る。低エネルギー検出器アレイａ４１の後方にはフォトダイオードａ４２とプリント回路基板ａ４３とが設けられ、高エネルギー検出器アレイａ４５の後方にはフォトダイオードａ４６とプリント回路基板ａ４７とが設けられる。使用時には、低エネルギー検出器アレイａ４１は、低エネルギー信号の取得に加えて、フィルタａ４４による高エネルギー検出器アレイａ４５のフィルタリング機能も担う。
【０００５】
この既存のデュアル・エネルギー検出器の構造は、現在非常に普遍的であり、具体的な実装形態では、以下の問題がある。
【０００６】
１．各検出器モジュールは、設置場所で固定した向きを有する。この向きは、放射線源の目標点に向けられる。設計は比較的複雑であり、設置及び修正は非常に困難である。さらに、（放射線源の位置等の）全体的な幾何形状が変化する場合に、検出器モジュールマウント全体を再設計する必要がある。また、検出器モジュールを安定して設置するために、検出器モジュールマウントを比較的厚く作製する必要があり、設置や使用の面で非常に不便である。
【０００７】
２．検出器モジュールは、それら検出器モジュール同士の間で滑らかではなく、検出器モジュールのエッジの検出器は散乱干渉を受けやすい。
【０００８】
３．低エネルギー検出器アレイの感知媒体（sensitive medium）は、オプション範囲内に制限されており、従って、望ましいフィルタリング材料ではない。低エネルギー検出器アレイの場合に、その低エネルギー検出器アレイの後方のフォトダイオードの面積は、一般に低エネルギー検出器アレイの面積より小さくなり、低エネルギー検出器の感知領域とは一致しない。
【０００９】
４．実際の使用では、検出器モジュールの放射線ビームの幅は、検出器の感知領域の幅に制約されず、一般に、単一の検出器アレイの幅を実質的に超えることがあり、追加の放射線防護圧力を生じさせる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本願の目的は、デュアル・エネルギー検出器及びデュアル・エネルギー検出器の設置及び使用を容易にする放射線検査システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的を達成するために、本願は、デュアル・エネルギー検出器を提供し、このデュアル・エネルギー検出器は、検出器モジュールマウントと複数の検出器モジュールとを有しており、検出器モジュールは、検出器モジュールマウント上に並置され、独立して照射される高エネルギー検出器アレイ及び低エネルギー検出器アレイを含む。
【００１２】
さらに、各検出器モジュールの高エネルギー検出器アレイ及び低エネルギー検出器アレイは、互いに隣接するように配置される。
【００１３】
さらに、複数の検出器モジュールは、検出器モジュールマウントの同一の取付け面に隣接して配置される。
【００１４】
さらに、複数の検出器モジュールは、検出器モジュールマウント上に直線的な順序で配置される。
【００１５】
さらに、複数の検出器モジュールは、検出器モジュールマウントの取付け面上に複数の列で設けられ、検出器モジュールの各列が、並列に隣接して配置される。
【００１６】
さらに、高エネルギー検出器アレイ及び／又は低エネルギー検出器アレイに含まれる様々な検出器ユニットの中に重金属スペーサが設けられる。
【００１７】
さらに、放射線源に近接した高エネルギー検出器アレイの一方の側にフィルタがさらに設けられる。
【００１８】
さらに、高エネルギー検出器アレイの感知媒体の密度が、低エネルギー検出器アレイの密度よりも高く、及び／又は高エネルギー検出器アレイの感知媒体の実効原子番号が、低エネルギー検出器アレイの実効原子番号よりも高い。
【００１９】
さらに、低エネルギー検出器アレイの感知媒体のシンチレーション効率が、高エネルギー検出器アレイのシンチレーション効率よりも高い。
【００２０】
上記の目的を達成するために、本願は、上述したデュアル・エネルギー検出器を有する放射線検査システムを提供する。
【００２１】
上述した技術的解決策に基づいて、本検出器は、並置された方法に従って、検出器モジュールマウントの同一の取付け面に対して検出器モジュールの高エネルギー検出器アレイ及び低エネルギー検出器アレイを設け、このような構造は、検出器モジュールマウントの必要な厚さ寸法を低減させるように、高エネルギー検出器アレイ及び低エネルギー検出器アレイが接続されるフォトダイオード及びプリント回路基板の配置を簡素化することができ、それによって、本願のデュアル・エネルギー検出器の設置及び使用を容易にする。一方で、既存のデュアル・エネルギー検出器が放射線源による放射線を受け取ったときに、放射線ビームが、高エネルギー検出器アレイに到達する前に、低エネルギー検出器アレイを透過する必要がある形態と比較して、本願の放射線ビームは、互いに並置された高エネルギー検出器アレイ及び低エネルギー検出器アレイに独立して照射され、これにより、高エネルギー検出器アレイ及び低エネルギー検出器アレイの選択中の相互制限が一定程度低減される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】既存の放射線検査システムの原理の概略図である。
【図２】既存のデュアル・エネルギー検出器における検出器モジュールの構造の概略図である。
【図３】本願の放射線検査システムの一実施形態の原理の概略図である。
【図４】本願のデュアル・エネルギー検出器の一実施形態における検出器モジュールの構造の概略図である。
【図５】本願のデュアル・エネルギー検出器の別の実施形態における、高エネルギー検出器アレイ及び低エネルギー検出器アレイを様々な検出器モジュールに設ける構造の概略図である。
【図６】本願のデュアル・エネルギー検出器の更なる実施形態における、高エネルギー検出器アレイ及び低エネルギー検出器アレイの様々な検出器ユニットの間に重金属スペーサを設ける構造の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本明細書に記載される図面は、本願の更なる理解を提供するために使用され、本願の一部を構成する。本願を説明するために使用される本願の例示的な実施形態及びその説明は、本願で不適切な規定を構成するものではない。
【００２４】
次に、本願の技術的解決策について、図面及び実施形態を用いてさらに詳細に説明する。
【００２５】
図３に示されるように、この図は、本願の放射線検査システムの一実施形態の原理の概略図である。図３では、放射線源１は、本願のデュアル・エネルギー検出器に放射線ビーム５を放射してビーム面を形成し、検査対象物２は、ビーム面によってカバーされる範囲内に配置される。デュアル・エネルギー検出器は、検出器モジュールマウント３と、複数の検出器モジュール４とを含む。複数の検出器モジュール４は、検出器モジュールマウント３の同一の取付け面上に並置され、それぞれの様々な検出器モジュール４は、互いに並行に向き合せされる。既存のデュアル・エネルギー検出器の検出器モジュールがそれぞれ放射線源１の目標点に向けて向き合せされる構造形態と比較すると、本実施形態の様々な検出器モジュール４は、厚さ方向に小さな寸法を占めるので、検出器モジュール４は、検出器モジュールマウント３上の設計、設置、修正の面でより簡素になり、また、検出器モジュール３も、厚さが比較的小さく、且つ比較的軽量になるので、検出器モジュールマウント３の折畳み又は駆動時にも比較的便利である。
【００２６】
検出器モジュールのエッジが受ける散乱干渉を低減するために、複数の検出器モジュール４を、検出器モジュールマウント３の同一の取付け面上に隣接して配置することが好ましい。換言すれば、検出器モジュール４は、エッジ位置で互いに隣接しているので、エッジ位置から検出器モジュール４に入射する散乱光が低減され、隣接する検出器モジュール同士の間で受け取る信号のより滑らかな移行が可能になる。
【００２７】
検出器モジュール４の配置方法において、設計中に、複数の検出器モジュール４を検出器モジュールマウント３上に直線的な順序で配置することが好ましく、そのような構造は、検出器モジュールマウント３がより少ない厚さ寸法を占めるために必要とされ、さらに、その厚さ寸法は、設置中に非常に便利でもある。（図５に示されるような）更なる実施形態では、複数の検出器モジュール４を、検出器モジュールマウント３の取付け面上に複数の列で設けることもでき、検出器モジュール４の各列は、並列に隣接して配置される。複数列の検出器モジュール４は、検査対象物２の走査速度を効果的に改善することができる。
【００２８】
図４を参照すると、検出器モジュール４は、高エネルギー検出器アレイ４３と低エネルギー検出器アレイ４１とを含み、高エネルギー検出器アレイ４３及び低エネルギー検出器アレイ４１は、両方とも、複数の検出器ユニットを順次配置することによって形成することができる。既存のデュアル・エネルギー検出器における低エネルギー検出器アレイと高エネルギー検出器アレイとの前後配置と比較して、高エネルギー検出器アレイ４３及び低エネルギー検出器アレイ４１は、検出器モジュールマウント３の同一の取付け面に対して並置される。
【００２９】
「高エネルギー」及び「低エネルギー」検出器アレイは、当技術分野で比較的規定されていることを説明する必要である。一般に、放射線ビームは広いエネルギースペクトル構造であり、エネルギーが低い部分光線が物質に吸収されやすい。そのうち、高エネルギー検出器アレイは、高エネルギー放射部分を比較的多く吸収する一方、低エネルギー検出器アレイは、低エネルギー放射部分を比較的多く吸収する。
【００３０】
図４において、高エネルギー検出器アレイ４３の下のフォトダイオード４６は、低エネルギー検出器アレイ４１の下のフォトダイオード４２と実質的に同じ平面にあり、高エネルギー検出器アレイ４３及び低エネルギー検出器アレイ４１は、同じプリント回路基板４５を共有する。この結果、検出器モジュールの最大厚さは、高エネルギー検出器アレイ４３の厚さ（フィルタ４４がある場合、フィルタ４４の厚さがさらに追加される）に、フォトダイオード４６及びプリント回路基板４５の厚さが追加される。さらに、既存のデュアル・エネルギー検出器の配置方法は、検出器モジュールの厚さが、少なくとも高エネルギー検出器アレイａ４５及び低エネルギー検出器アレイａ４１の厚さの合計であることを決定し、さらに、これに、高エネルギー検出器アレイａ４５及び低エネルギー検出器アレイａ４１それぞれに接続されたフォトダイオード及びプリント回路基板の厚さが追加され、これは、本願の検出器モジュール厚さより著しく大きいことが明らかである。これはさらに、本願の実施形態において、検出器モジュールのマウントに必要な厚さ寸法が小さいことを決定し、それによって、本願のデュアル・エネルギー検出器の設置及び使用を容易にする。
【００３１】
放射線源の放射ラインから判断すると、既存の検出器が放射線源による照射を受けたときに、放射線ビームａ５は、高エネルギー検出器アレイａ４５に到達する前に、低エネルギー検出器アレイａ４１を透過する必要がある。このような照射ラインは、必然的に、低エネルギー検出器アレイａ４１及び高エネルギー検出器アレイａ４５、特に低エネルギー検出器アレイａ４１の性能の選択に影響を及ぼす。また、本実施形態では、本願の放射線ビーム５を、互いに並置された高エネルギー検出器アレイ４１及び低エネルギー検出器アレイ４３に独立して照射することができ、これは、高エネルギー検出器アレイ及び低エネルギー検出器アレイの選択中の相互制限を一定程度低減する。さらに、そのような配置方法は、エネルギー応答の調整と、高エネルギー検出器アレイと低エネルギー検出器アレイとの間の放射線ビームに対する感度とを簡素化することもできる。
【００３２】
高エネルギー検出器アレイ４３及び低エネルギー検出器アレイ４１のエッジ位置での散乱干渉を低減するために、各検出器モジュール４の高エネルギー検出器アレイ４３及び低エネルギー検出器アレイ４１は、互いに隣接するように配置されることが好ましい。検出器の大きな感知領域を達成することができる並置された高エネルギー検出器アレイ及び低エネルギー検出器アレイが、放射線ビームの幅に適合され、放射線ビームの幅をより効果的に利用し、放射線防護圧力を低減することができる。
【００３３】
高エネルギー検出器アレイ及び低エネルギー検出器アレイの感知媒体の性能を選択する際に、高エネルギー検出器アレイ４３の感知媒体の密度は、低エネルギー検出器の感知媒体の密度よりも高いことが好ましく、及び／又は高エネルギー検出器アレイ４３の感知媒体の実効原子番号は、低エネルギー検出器アレイ４１の感知媒体の実効原子番号よりも高いことが好ましい。高エネルギー検出器アレイは、放射線が感知媒体を斜めに照射するときのクロストークの影響を低減するように、高密度及び／又は高い実効原子番号の感度媒体を選択することにより作製される。さらに、低エネルギー検出器アレイ４１の感知媒体のシンチレーション効率は、低エネルギー検出器アレイ４１の感度を向上させるように、高エネルギー検出器アレイ４３の感知媒体のシンチレーション効率よりも高いことが好ましい。
【００３４】
図４では、高エネルギー検出器アレイ４３の前側にフィルタ４４をさらに設けることができる。高エネルギー検出器アレイ４３のフィルタリング機能を引き継ぐ必要がある既存のデュアル・エネルギー検出器の低エネルギー検出器アレイと比較して、低エネルギー検出器アレイ４１が高エネルギー検出器アレイ４３の横に並置されるので、低エネルギー検出器アレイ４１は、高エネルギー検出器アレイのフィルタリング機能を有さず、フィルタ機能はフィルタ４４によって実現され、それによって低エネルギー検出器アレイ４１の感知媒体が選択されるときにフィルタリング機能がもはや考慮されないようにし、低エネルギー検出器アレイ４１の感知媒体の選択範囲を拡大する。これに対応して、高エネルギー検出器アレイ４３は、自らの要求に従ってフィルタ４４の適切な材料及び寸法を選択することができるので、設計上より簡単である。フィルタ４４を追加した後に、高エネルギー検出器アレイ４３及びフィルタ４４の厚さの和は、低エネルギー検出器アレイ４１の厚さよりも大きいことが好ましい。
【００３５】
隣接する検出器ユニット同士の間の散乱をさらに減少させるために、重金属スペーサを検出器ユニット同士の間に設けることもできる。例えば図６に示されるような本願のデュアル・エネルギー検出器の更なる実施形態を取り上げると、図６における高エネルギー検出器アレイ及び低エネルギー検出器アレイを構成する様々な検出器ユニット同士の間に設けられた重金属スペーサ４７が、検出器ユニットのエッジからこの検出器ユニットに隣接する別の検出器ユニットに散乱される散乱光を効果的に低減する。
【００３６】
種々のデュアル・エネルギー検出器の前述した実施形態は、様々な分野に、特に放射線検査システムに適用することができる。従って、本願はまた、前述したデュアル・エネルギー検出器のいずれか１つを含む放射線検査システムを検査対象物の走査検査を実施するために提供する。
【００３７】
最後に、前述した実施形態は、本願の技術的解決策を限定するのではなく、本願の技術的解決策を説明するためにのみ使用され、本願の詳細な説明は、好ましい実施形態を参照することによって本願に対してなされるが、当業者は、本願の実施形態に対する修正を行うことが可能であるか、又は技術的特徴の一部に等価物を交換することができる。本願の精神及び範囲から逸脱することなく、前述した実施形態及び等価物は、本願において保護が求められる技術的解決策の範囲内に全て包含されるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
2018105864000001.pdf