(57)【要約】【課題】被検査物から離れた位置から高いＳ／Ｎ比で後方散乱Ｘ線を検出することができ、これにより被検査物に接近することなく被検査物を透視検査することができる遠隔Ｘ線透視装置および方法を提供する。【解決手段】広がり角が十分小さい高指向性のパルスＸ線３を周期的に発生するＸ線源１２（逆コンプトン散乱Ｘ線源）と、パルスＸ線３を被検査物１に向けて走査するＸ線走査装置１４と、被検査物内で発生する散乱Ｘ線３を検出する散乱Ｘ線検出器１６と、被検査物内で発生する散乱Ｘ線のみを検出するように、散乱Ｘ線の検出をパルスＸ線の発生と同期させて制限する検出制御装置１８とを備える。【選択図】図２
2008002940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
広がり角が十分小さい高指向性のパルスＸ線を周期的に発生するＸ線源と、
前記パルスＸ線を被検査物に向けて走査するＸ線走査装置と、
前記被検査物内で発生する散乱Ｘ線を検出する散乱Ｘ線検出器と、
前記被検査物内で発生する散乱Ｘ線のみを検出するように、前記散乱Ｘ線の検出をパルスＸ線の発生と同期させて制限する検出制御装置と、を備えたことを特徴とする遠隔Ｘ線透視装置。
【請求項２】
前記Ｘ線源は、パルスＸ線の広がり角が１ｍｒａｄ以下、パルス幅が１μｓ以下、Ｘ線強度が１０６光子／ｃｍ２／ｓｈｏｔ以上の逆コンプトン散乱Ｘ線源である、ことを特徴とする請求項１に記載の遠隔Ｘ線透視装置。
【請求項３】
前記Ｘ線源は、異なる２波長のパルスＸ線を交互に周期的に発生する２波長Ｘ線源である、ことを特徴とする請求項１に記載の遠隔Ｘ線透視装置。
【請求項４】
前記散乱Ｘ線検出器は、積分像透視を目的とする場合は、時間分解能１０ｎｓ程度以下で光子検出できる検出器であり、断層透視を目的とする場合は、１ｐｓ以下の時間単位で散乱Ｘ線を連続して検出可能な高時間分解能検出器である、ことを特徴とする請求項１に記載の遠隔Ｘ線透視装置。
【請求項５】
断層透視を目的とする場合に、前記散乱Ｘ線検出器は、Ｘ線ストリークカメラである、ことを特徴とする請求項４に記載の遠隔Ｘ線透視装置。
【請求項６】
前記散乱Ｘ線検出器の前面に、被検査物に対向しない方向からの自然放射線を遮断するシールドを備える、ことを特徴とする請求項１に記載の遠隔Ｘ線透視装置。
【請求項７】
前記Ｘ線源、Ｘ線走査装置、散乱Ｘ線検出器、および検出制御装置を同一の車両上に搭載する、ことを特徴とする請求項１に記載の遠隔Ｘ線透視装置。
【請求項８】
被検査物から離れた位置において、
広がり角が十分小さい高指向性のパルスＸ線を周期的に発生させ、
前記パルスＸ線を被検査物に向けて走査し、
前記パルスＸ線の発生と同期させて散乱Ｘ線の検出を制限し、被検査物内で発生する散乱Ｘ線のみを検出する、ことを特徴とする遠隔Ｘ線透視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査物から離れた位置から被検査物を透視検査する遠隔Ｘ線透視装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線は波長が約０．１〜１００Å（１０-１１〜１０-８ｍ）程度の電磁波であり、このうち波長の短いＸ線（１０〜１００ｋｅＶ，λ＝１〜０．１Å）を硬Ｘ線、波長の長いＸ線（０．１〜１０ｋｅＶ，λ＝１００〜１Å）を軟Ｘ線という。また、物質に電子線などを当てた時に放射される、物質の構成元素固有の波長をもつＸ線を特性Ｘ線という。
【０００３】
Ｘ線を物資に照射すると、Ｘ線と物質間の相互作用として、透過、吸収、および散乱が生じる。原子番号の大きい鉄等の金属と原子番号の小さい炭素、窒素、酸素等で構成されるプラスチックを比べると、吸収は金属の方が強いが、散乱はプラスチックの方が大きい。
このＸ線の後方散乱の性質を利用すると透過Ｘ線による方法ではとらえることができなかった軽元素の画像を得ることができる。この後方散乱Ｘ線を利用した装置として、例えば、特許文献１〜５が開示されている。
【０００４】
一方、シンクロトロン放射光（ＳＲ光）は、環状加速器（シンクロトロン）において、光速に近い速度まで加速した電子ビームの軌道を強力な磁石で変化させ、その軌道変化の際に発生するＸ線である。ＳＲ光は、Ｘ線管に比べて桁違い（１０３倍以上）に強力なＸ線源であり（例えばＸ線強度（光子数）：約１０１４ｐｈｏｔｏｎｓ／ｓ、パルス幅：約１００ｐｓ）、高いＸ線強度を必要とする分野で用いられる。
【０００５】
しかし、シンクロトロンを用いた放射光施設は、シンクロトロンの長径が例えば５０ｍ以上、軌道長が１００ｍ以上に達する大型設備であるため、研究や医療用であっても容易には導入できない問題がある。そこで、小型の線形加速器を用いた小型Ｘ線発生装置が提案されている（例えば非特許文献１）。
【０００６】
特許文献１の「透視装置」は、図６に示すように、人体５６のような被検体に狭い断面の主Ｘ線ビーム５４を照射し、検出装置５８と視準装置５９により検査しようとする人体構造５７の陰影画像を得るものである。この場合、視準装置５９により遮蔽される点状人体領域５１は、「見掛け上の放射線源」とみなすことができる。
【０００７】
特許文献２の「二次元撮像後方散乱プローブ」は、図７に示すように、放射線源６０と放射線検出器６２と放射線検出器に結合された位置感知装置６４とを有し、プローブ（放射線源＋検出器）を透視対象物の表面に沿って走査することにより対象物の透視像を得るものである。
この装置では、プローブの位置感知装置の信号と散乱Ｘ線の検出信号を関連付けることにより２次元透視像を再構成し、密輸品等の検知を目的に、放射線（Ｘ線等）の後方散乱放射線の検出により物体の透視像を得ている。
【０００８】
特許文献３の「Ｘ線撮像装置」は、図８に示すように、Ｘ線映像装置のＸ線検出部７２が、検査対象７４に対してＸ線源７８と同じ側に配置され、検査対象７４による散乱Ｘ線を検出するものである。
この装置では、Ｎ×Ｎのマトリックス状に配置された検出部に到達する極めて微弱な後方散乱Ｘ線による撮像を可能とするため、検出器からのデータ読み出しを工夫している。
検出器からのデータ読み出しを個別に順次行う場合、１つの検出器データの読み出しに使用できる時間は許容される撮像時間の１／Ｎ２と極めて短時間となり、この読み出し時間間隔に当該検出器に到達するＸ線強度が極めて微弱となり撮像が困難となる。そこで、複数の検出器を直交変調パターンで動作させることにより、各検出器での有効測定時間を増加させ、微弱後方散乱Ｘ線での撮像を可能とし、像の再構成では、読み出した信号群に対して、信号読み出しの際に直交変調の逆変換を行い、各検出部での散乱Ｘ線強度に変換している。
【０００９】
特許文献４の「散乱Ｘ線式欠陥検出装置およびＸ線検出装置」は、図９に示すように、Ｘ線源８０から発生したＸ線をピンホール８１，８２を通して、微小断面積のペンシルビームとして対象物８３に照射し、後方散乱Ｘ線の検出に円形スリット８４と深さ方向の分解能を有する環状配置の検出器８５を用いるものである。
入射Ｘ線の通過領域から円形スリットを通して検出器を望める領域が限定されるため、環状配置検出器の深さ方向の検出情報から、散乱Ｘ線の発生位置が特定できる。  これにより、対象物の深さ方向の断面情報が得られる。
【００１０】
特許文献５の「散乱型放射線測定装置」は、地盤の締め固め度合いや含水率等を測定するのに用いられる装置であり、図１０に示すように、放射線源９６と被測定物９２からの散乱放射線の検出器９８からなる計測部が装置本体に可動自在に設置され、測定部と測定対象の距離を一定に保つ位置調整装置を有するものである。
これにより、表面に凹凸のある地盤でも精度の良い地盤測定評価を可能とする。また、装置本体自体を走行装置で走行自在としている。
【００１１】
非特許文献１の「小型Ｘ線発生装置」は、図１１に示すように、小型の加速器１０１（Ｘバンド加速管）で加速された電子ビーム１０２をレーザー１０３と衝突させてＸ線１０４を発生させるものである。ＲＦ電子銃１０５（熱ＲＦガン）で生成されたマルチバンチ電子ビーム１０２はＸバンド加速管１０１で加速され、パルスレーザー光１０３と衝突する。コンプトン散乱により、時間幅１０ｎｓの硬Ｘ線１０４が生成される。
この装置は、一般に線形加速器で用いられるＳバンド（２．８５６ＧＨｚ）の４倍の周波数にあたるＸバンド（１１．４２４ＧＨｚ）を電子ビーム加速用のＲＦとして用いて小型化を図っており、例えばＸ線強度（光子数）：約１×１０９ｐｈｏｔｏｎｓ／ｓ、パルス幅：約１０ｐｓの強力な硬Ｘ線の発生が予測されている。
【００１２】
【非特許文献１】土橋克広、他、「Ｘバンドリニアックを用いた小型硬Ｘ線源の開発」、２００２
【００１３】
【特許文献１】特開昭５７−８６０２９号公報、「透視装置」
【特許文献２】特表２０００−５１５６２９号公報、「二次元撮像後方散乱プローブ」
【特許文献３】特開２００３−８３９１６号公報、「Ｘ線撮像装置」
【特許文献４】特開２００１−２０８７０５号公報、「散乱Ｘ線式欠陥検出装置およびＸ線検出装置」
【特許文献５】特開昭６３−３０８５５０号公報、「散乱型放射線測定装置」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
税関や空港における手荷物検査等において、Ｘ線を被検査物に照射し、透過したＸ線の強度分布を画像化して内部の危険物（銃器等）を検出するＸ線検査装置が従来から広く用いられている。
しかし、従来のＸ線検査装置は、被検査物を透過したＸ線強度を検出するために、被検査物の背後にＸ線検出器を配置する必要がある。そのため、爆発物等の危険物を含む可能性のある不審物（被検査物）の検査であっても、不審物に接近することなく内部を透視検査することはできなかった。
【００１５】
これに対して、特許文献１〜５の装置は、後方散乱Ｘ線を用いるため、被検査物の背後にＸ線検出器を配置する必要がなく、原理的には、正面から被検査物を検査することができる。
しかし、これらの従来装置は、Ｘ線源としてＸ線管（電子ビームを金属ターゲットに照射し、制動Ｘ線を発生させるもの）を用いるため、発生するＸ線の指向性が乏しく、離れた位置から被検査物に検査に十分な強度のＸ線ビームを照射することができなかった。
【００１６】
また、被検査物と検査装置の距離が離れると、同一面積のＸ線検出器に到達する後方散乱Ｘ線の強度は、この距離の二乗に反比例して小さくなるため、後方散乱Ｘ線の信号強度が極めて微弱となる。
そのため、特許文献１〜５の装置では、被検査物から離れた位置で後方散乱Ｘ線を検出することも、ほとんど不可能に近かった。
【００１７】
また、後方散乱Ｘ線の検出強度を向上させる手段として、Ｘ線検出器の検出面積を増加させることが考えられるが、この場合、大地および宇宙からの自然放射線の検出によるノイズも増大し、微弱な後方散乱Ｘ線の信号はノイズに埋もれ検出不可能である。
【００１８】
本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、被検査物から離れた位置から高いＳ／Ｎ比で後方散乱Ｘ線を検出することができ、これにより被検査物に接近することなく被検査物を透視検査することができる遠隔Ｘ線透視装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明によれば、広がり角が十分小さい高指向性のパルスＸ線を周期的に発生するＸ線源と、
前記パルスＸ線を被検査物に向けて走査するＸ線走査装置と、
前記被検査物内で発生する散乱Ｘ線を検出する散乱Ｘ線検出器と、
前記被検査物内で発生する散乱Ｘ線のみを検出するように、前記散乱Ｘ線の検出をパルスＸ線の発生と同期させて制限する検出制御装置と、を備えたことを特徴とする遠隔Ｘ線透視装置が提供される。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記Ｘ線源は、パルスＸ線の広がり角が１ｍｒａｄ以下、パルス幅が１μｓ以下、Ｘ線強度が１０６光子／ｃｍ２／ｓｈｏｔ以上の逆コンプトン散乱Ｘ線源である。
【００２１】
また、前記Ｘ線源は、異なる２波長のパルスＸ線を交互に周期的に発生する２波長Ｘ線源であるのが好ましい。
【００２２】
また、前記散乱Ｘ線検出器は、積分像透視を目的とする場合は、時間分解能１０ｎｓ程度以下で光子検出できる検出器が望ましく、断層透視を目的とする場合は、１ｐｓ以下の時間単位で散乱Ｘ線を連続して検出可能な高時間分解能検出器であるのが好ましい。
【００２３】
また、断層透視を目的とする場合は、前記散乱Ｘ線検出器は、Ｘ線ストリークカメラである、ことが好ましい。
【００２４】
また、前記散乱Ｘ線検出器の前面に、被検査物に対向しない方向からの自然放射線を遮断するシールドを備える、ことが好ましい。
【００２５】
また、前記Ｘ線源、Ｘ線走査装置、散乱Ｘ線検出器、および検出制御装置を同一の車両上に搭載することが好ましい。
【００２６】
また、本発明によれば、被検査物から離れた位置において、
広がり角が十分小さい高指向性のパルスＸ線を周期的に発生させ、
前記パルスＸ線を被検査物に向けて走査し、
前記パルスＸ線の発生と同期させて散乱Ｘ線の検出を制限し、被検査物内で発生する散乱Ｘ線のみを検出する、ことを特徴とする遠隔Ｘ線透視方法が提供される。
【発明の効果】
【００２７】
上記本発明の装置および方法によれば、パルスＸ線の発生と同期させて散乱Ｘ線の検出を制限して、被検査物内で発生する散乱Ｘ線のみを検出するので、大地および宇宙からの自然放射線の影響を大幅に低減することができ、被検査物から離れた位置であっても高いＳ／Ｎ比で後方散乱Ｘ線を検出することができる。
【００２８】
また、被検査物から離れた位置から、高指向性のパルスＸ線を被検査物に向けて走査し、被検査物から離れた位置で、被検査物内で発生する散乱Ｘ線を検出するので、被検査物に接近することなく被検査物を透視検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００３０】
はじめに本発明の原理について説明する。
【００３１】
Ｘ線の波長は、約０．０１〜１００Å（１０-１２〜１０-８ｍ）程度であり、波長λ［Å］と光量子エネルギーＥ［ｋｅＶ］との間には、式（１）の関係がある。
Ｅ＝１２．４／λ・・・（１）
従って、波長λ［Å］と光量子エネルギーＥ［ｋｅＶ］は１対１で対応している。
【００３２】
またＸ線がある物質中をδｚの距離透過する際の、散乱Ｘ線強度Ｉは、式（２）で表される。
Ｉ＝∫Ｉ０・ｅｘｐ（−２μ・ｚ）・Ｎ・Ｚ・σｃ・ｄｚ、ここで積分領域：ｚ→ｚ＋δｚ  ・・・（２）
ここで、Ｉ０は物質に入射する前のＸ線強度、Ｎは散乱物質の原子密度、Ｚは散乱物質の原子番号、σｃは散乱立体角αへのコンプトン散乱断面積であり、μは物質中でのＸ線減衰係数である。ＮとＺは物質によって決まる定数であり、σｃは散乱立体角αとＸ線波長λによって決まる定数であり、μはＸ線波長λをパラメータとしてＮとＺの関数として与えられる。
【００３３】
ある被写体に波長λのＸ線を透過させ、散乱Ｘ線のＸ線強度Ｉを計測する場合を想定する。
この場合、入射Ｘ線強度Ｉ０とコンプトン散乱断面積σｃが既知であれば、式（２）からＮ・Ｚが決まり、散乱物質のＮ・Ｚ（原子密度と原子番号の積）を特定することができる。
【００３４】
図１（Ａ）は、散乱Ｘ線を用いた透視検査の原理図である。この図において、ある被写体に異なる波長λ１，λ２の２種のＸ線を透過させ、散乱Ｘ線の各Ｘ線強度Ｉ１，Ｉ２を計測する場合を想定する。
この場合、入射Ｘ線強度Ｉ１０，Ｉ２０とコンプトン散乱断面積σｃが既知であれば、式（２）から、式（３ａ）（３ｂ）が得られる。
Ｉ１＝∫Ｉ１０・ｅｘｐ（−２μ１・ｚ）・Ｎ・Ｚ・σｃ１・ｄｚ・・・（３ａ）
Ｉ２＝∫Ｉ２０・ｅｘｐ（−２μ１・ｚ）・Ｎ・Ｚ・σｃ２・ｄｚ・・・（３ｂ）
式（３ａ）（３ｂ）における未知数は物質のＮとＺのみであり、この２式を解くことにより物質のＮとＺを求めることができ、散乱物質を特定することができる。
【００３５】
図２は、本発明の遠隔Ｘ線透視装置の全体構成図であり、上方から見た状態を示している。
この図において、本発明の遠隔Ｘ線透視装置１０は、Ｘ線源１２、Ｘ線走査装置１４、散乱Ｘ線検出器１６、および検出制御装置１８を備える。
これらのＸ線源１２、Ｘ線走査装置１４、散乱Ｘ線検出器１６、および検出制御装置１８は、この例では同一の車両２０上に搭載されている。車両２０は、例えば、トレーラ、トラック、等である。
この構成により、車両２０の移動により、本発明の遠隔Ｘ線透視装置１０をどこにでも容易に搬送することができ、爆発物等の危険物を含む可能性のある不審物（被検査物１）の検査の際に、被検査物１から十分離れた位置に、遠隔Ｘ線透視装置１０を位置決めすることができる。
【００３６】
図３は、本発明の遠隔Ｘ線透視装置のブロック図である。
図２及び図３において、Ｘ線源１２は、広がり角が十分小さい高指向性のパルスＸ線２を周期的に発生する。
【００３７】
Ｘ線源１２は、非特許文献１に例示した逆コンプトン散乱Ｘ線源であるのが好ましい。逆コンプトン散乱Ｘ線源は、パルスＸ線２の広がり角が１ｍｒａｄ以下、パルス周期１０ｐｐｓ以上、パルス幅が１μｓ以下、Ｘ線強度が１０６光子／ｃｍ２／ｓｈｏｔ以上であるのがよい。
パルスＸ線２の広がり角が１ｍｒａｄ以下、例えば０．５ｍｒａｄであれば、Ｘ線源から１０ｍ離れた位置でもビーム径を１０ｍｍ以下にできる。
【００３８】
Ｘ線走査装置１４は、Ｘ線走査光学系であり、パルスＸ線２を被検査物１に向けて走査する。ビームスキャン幅をビーム径の半分（この例で５ｍｍ）とすると、パルス周期１０ｐｐｓの場合、５０ｍｍ／ｓの速度で被検査物１の表面に沿って走査（スキャン）することができる。従って、被検査物１の大きさが例えば２５０ｍｍ×２５０ｍｍの場合、水平走査（５ｓ）を５ｍｍピッチで５０回繰り返すことにより、全体で２５０ｓ（約４分）で被検査物１の全面を走査することができる。
【００３９】
散乱Ｘ線検出器１６は、被検査物１の内部で発生する散乱Ｘ線３を検出する。
積分像透視を目的とする場合は、散乱Ｘ線検出器１６は、円形又は矩形のシンチレータと、シンチレータのＸ線による発光を検出するフォトダイオードと、フォトダイオードの電流出力を電圧信号に変換しかつ増幅する電流電圧変換アンプと、変換した電圧信号をそれぞれデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを有する。
なお散乱Ｘ線検出器１６はこの構成に限定されず、気体の電離作用を利用した比例計数管、固体の蛍光作用を利用したシンチレーション計数管、固体半導体のイオン化作用を利用した半導体検出器、等であってもよい。
【００４０】
断層透視を目的とする場合は、散乱Ｘ線検出器１６は、１ｐｓ以下の時間単位で散乱Ｘ線を連続して検出可能な高時間分解能検出器であるのが好ましい。またこの遠隔Ｘ線透視装置は、Ｘ線ストリークカメラであるのが好ましい。
この場合、逆コンプトン散乱Ｘ線源のパルス周期は１０ｐｐｓ以上、パルス幅は１μｓ以下であるので、１ｐｓ以下の時間単位で散乱Ｘ線を連続して検出することにより、被検査物１の全面を走査すると同時にその厚さ方向の断層像情報を得ることができる。
【００４１】
検出制御装置１８は、ゲート付きカウンター１８ａと制御部１８ｂからなり、被検査物１内で発生する散乱Ｘ線３のみを検出するように、散乱Ｘ線３の検出をパルスＸ線２の発生と同期させて制限する。
【００４２】
制御部１８ｂは、例えばＰＣ（コンピュータ）であり、同期信号４をＸ線源１２とゲート付きカウンター１８ａに出力するとともに、ゲート付きカウンター１８ａから計測データ５を受信する。制御部１８ｂは、さらに受信した計測データを基に、散乱Ｘ線強度分布を図１（Ｂ）に模式的に示すような、画像イメージを作成し表示する。
【００４３】
また、Ｘ線源１２は、異なる２波長のパルスＸ線を交互に周期的に発生する２波長Ｘ線源を利用することにより、図１（Ａ）の原理図で説明したように、散乱Ｘ線を用いた透視検査により散乱物質を特定することができる。
【００４４】
ゲート付きカウンター１８ａは、同期信号４に基づき、パルスＸ線２の発射タイミングと散乱Ｘ線３の受信タイミングを演算し、照射したパルスＸ線２により被検査物１内で発生する散乱Ｘ線３のみを検出するように、散乱Ｘ線３の検出をパルスＸ線２の発生と同期させて制限する。
【００４５】
ここで、散乱Ｘ線検出器１６を構成するシンチレータの大きさを２００ｃｍ×２００ｃｍ×１０ｃｍと仮定すると、シンチレータが吸収する自然放射線のエネルギー量はおよそ０．３２８Ｊ／年となり、仮に５ｋｅＶ以下をカットしても自然放射線によるノイズはおよそ１．３×１０７カウント／ｓとなり、自然放射線によるノイズが大きな問題となる。
これに対し、１μｓのパルスＸ線２であれば、散乱Ｘ線３の検出をパルスＸ線２の発生と同期させて１μｓに制限すれば、ノイズは最大でも１３カウント／ｓとなる。
従って、散乱Ｘ線３の検出をパルスＸ線２の発生と同期させて制限することにより、大地および宇宙からの自然放射線の影響を大幅に低減することができる。
【００４６】
また、散乱Ｘ線検出器１６の前面に、被検査物１に対向しない方向からの自然放射線を遮断するシールド（図示せず）を備えることにより、自然放射線によるノイズをほぼ無視できる程度まで低減することができる。
【００４７】
図４は、本発明の遠隔Ｘ線透視装置の原理説明図である。
この図において、散乱Ｘ線検出器１６が、パルスＸ線２の出射口２ａを囲む円形のシンチレータを有し、その直径をａとする。また、被検査物１の大きさ（最大径）をｂ、その厚さ（奥行き）をｈ、出射口２ａから被検査物１までの距離をＬとする。
この場合、被検査物１の大きさｂ、厚さ（奥行き）ｈ、距離Ｌは、パルスＸ線２の走査と散乱Ｘ線３の検出から、遅延時間等に基づき、検出制御装置１８により求めることができる。
また、散乱立体角αは、散乱Ｘ線検出器１６の直径ａおよび距離Ｌから求まるため、コンプトン散乱断面積σｃも求まる。
従って、２種のＸ線を用いる場合、式（３ａ）（３ｂ）の２式を解くことにより物質のＮとＺを求めることができ、散乱物質を特定することができる。
【００４８】
図５は、図４の部分拡大図である。この図において、ｚは散乱物質の表面からの距離である。
Ｘ線が表面から距離ｚまで透過するまでの減衰率をη１、散乱Ｘ線が表面から距離ｚの位置から表面まで透過する減衰率をη２とすると、Ｘ線がある物質中を表面からの距離ｚまで透過し、ｄｚの範囲で散乱され、散乱光が表面まで透過する際の、散乱Ｘ線強度Ｉは、式（４）で表される。
Ｉ＝∫Ｉ１０・η１（ｚ）・η１（ｚ）・Ｎ・Ｚ・σｃ１・ｄｚ・・・（４）
【００４９】
散乱Ｘ線検出器１６として、１ｐｓ以下の時間単位で散乱Ｘ線を連続して検出可能な高時間分解能検出器（例えばＸ線ストリークカメラ）を用い、１ｐｓ以下の時間単位で散乱Ｘ線３を連続して検出する場合、減衰率η１・η２をその時点前の散乱Ｘ線のＸ線強度から検出制御装置１８により求めることができる。
従って、２種のＸ線を用いた場合、局所的に物質のＮとＺを求めることができ、被検査物の奥行き方向の物質分布を特定することができる。
【００５０】
上述した装置を用い、本発明の遠隔Ｘ線透視方法は、被検査物１から十分離れた位置（例えば１０ｍ）において、広がり角が十分小さい高指向性のパルスＸ線２を周期的に発生させ、このパルスＸ線２を被検査物１に向けて走査し、パルスＸ線２の発生と同期させて散乱Ｘ線３の検出を制限し、被検査物内で発生する散乱Ｘ線３のみを検出する。
【００５１】
上述したように、本発明は、Ｘ線源１２として高指向性、高輝度パルスＸ線源を用いるものであり、具体例として、逆コンプトン散乱Ｘ線源を用いる。
また、後方散乱Ｘ線３の検出は、Ｘ線源１２のＸ線発生と同期をとり、照射Ｘ線発生時間の間のみ計測を行うものである。
逆コンプトン散乱Ｘ線源は、従来の電子ビーム制動型のＸ線源に比べ、指向性が高く、光源から数ｍ離隔した対象物表面で、１０６光子／ｃｍ２／ｓｈｏｔ以上の強度のＸ線ペンシルビームを形成可能である。
また、Ｘ線発生のパルス幅が１μｓ程度以下の短パルスＸ線源であり、後方散乱Ｘ線の測定をこのＸ線発生パルスと同期して行うことにより、時間的に連続線源である自然放射線の検出量は大幅に低下し、大面積の検出器を用いることで、極めて微弱な後方散乱Ｘ線に対しても、十分なシグナル・ノイズ比での検出が可能となる。
【００５２】
なお、波長の短いＸ線では、レンズ等の光学系の形成が難しく、発散角の大きいＸ線の集光は困難である。
しかし逆コンプトン散乱Ｘ線源のような、高指向性のＸ線源はその発散角が小さいため、全反射ミラー型レンズの適用が可能であり、これにより、照射Ｘ線強度の増加が可能となり、透視検査時間の短縮、離隔距離の増大が可能となる。
【００５３】
また、Ｘ線源として、パルス幅ｐｓ程度以下の極短パルスの逆コンプトン散乱Ｘ線源を用い、検出器にＸ線ストリークカメラのような高時間分解能（ｐｓ程度以下）検出器を用いれば、照射Ｘ線パルスからの散乱Ｘ線の遅延時間を利用して遠隔物の断面像を得ることが可能となる。
【００５４】
上述した本発明により、爆発物等の危険物を含む可能性のある不審物に対して、接近することなく、数ｍ以上の離隔距離をおいて内部の透視検査が可能となる。
また本発明により、運搬が不可能な大型構造物や、検査装置の近接設置が困難な構造物（例えば、高層建築物の外壁、大型船舶の外壁）に対する内部亀裂、欠陥等の透視検査が可能になる。
さらに本発明により、海上コンテナなどの大型貨物に対して、荷揚げ前の船上での遠隔検査が可能となる。
【００５５】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更することができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】散乱Ｘ線を用いた透視検査の原理図（Ａ）と画像イメージ（Ｂ）である。
【図２】本発明の遠隔Ｘ線透視装置の全体構成図である。
【図３】本発明の遠隔Ｘ線透視装置のブロック図である。
【図４】本発明の遠隔Ｘ線透視装置の原理説明図である。
【図５】図４の部分拡大図である。
【図６】特許文献１の「透視装置」の模式図である。
【図７】特許文献２の「二次元撮像後方散乱プローブ」の模式図である。
【図８】特許文献３の「Ｘ線撮像装置」の模式図である。
【図９】特許文献４のＸ線検出装置の模式図である。
【図１０】特許文献５の「散乱型放射線測定装置」の模式図である。
【図１１】非特許文献１の「小型Ｘ線発生装置」の模式図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  被検査物、２  パルスＸ線、２ａ  出射口、
３  散乱Ｘ線、４  同期信号、５  計測データ、
１０  遠隔Ｘ線透視装置、１２  Ｘ線源（逆コンプトン散乱Ｘ線源）、
１４  Ｘ線走査装置、１６  散乱Ｘ線検出器、
１８  検出制御装置、１８ａ  ゲート付きカウンター、
１８ｂ  制御部、２０  車両
【図１】
2008002940.tif 000003
【図２】
2008002940.tif 000004
【図３】
2008002940.tif 000005
【図４】
2008002940.tif 000006
【図５】
2008002940.tif 000007
【図６】
2008002940.tif 000008
【図７】
2008002940.tif 000009
【図８】
2008002940.tif 000010
【図９】
2008002940.tif 000011
【図１０】
2008002940.tif 000012
【図１１】
2008002940.tif 000013