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バック散乱結像用放射線ビームの走査装置及び方法

国内特許コード P150011788
掲載日 2015年3月30日
出願番号 特願2013-545014
公表番号 特表2014-500507
登録番号 特許第5696226号
出願日 平成23年4月28日(2011.4.28)
公表日 平成26年1月9日(2014.1.9)
登録日 平成27年2月13日(2015.2.13)
国際出願番号 CN2011073474
国際公開番号 WO2012088810
国際出願日 平成23年4月28日(2011.4.28)
国際公開日 平成24年7月5日(2012.7.5)
優先権データ
  • 201010624252.3 (2010.12.31) CN
発明者
  • 陳 志強
  • 李 元景
  • 趙 自然
  • 劉 以農
  • 呉 万龍
  • 張 麗
  • 塗 超
  • 唐 楽
  • 金 頴康
  • 曹 碩
  • 丁 光偉
出願人
  • 同方威視技術股▲分▼有限公司
  • 清華大学
発明の名称 バック散乱結像用放射線ビームの走査装置及び方法
発明の概要 本発明は、輻射源と、それぞれ輻射源と被走査体との間に位置する固定遮蔽板及び回転遮蔽体とを備え、固定遮蔽板が輻射源に対して固定であり、回転遮蔽体が固定遮蔽板に対して回転可能であるバック散乱結像用放射線ビームの走査装置を提供する。固定遮蔽板には、輻射源からの放射線ビームが固定遮蔽板を透過することを許容する放射線透過領域が設置され、回転遮蔽体には、放射線入射領域及び放射線出射領域がそれぞれ設置され、回転遮蔽体が回転して走査する過程において、固定遮蔽板の放射線透過領域が、回転遮蔽体の放射線入射領域及び放射線出射領域と連続的に交差して走査コリメート孔を構成する。固定遮蔽板の放射線透過領域は直線スロットであり、回転遮蔽体は円柱体であり、放射線入射領域及び放射線出射領域がそれぞれ、螺旋線に沿って設置された一連の離散孔である。本発明はさらに、バック散乱結像用放射線ビームの走査方法を提供する。
従来技術、競合技術の概要



非破壊検査及び人体検査の応用には、放射線透過結像及び放射線バック散乱結像という2種の方式がある。バック散乱結像とは、放射線ビームによって物体を走査しながら、被検体から散乱された散乱信号を探知器によって受信し、データ処理時に走査位置と散乱信号とを一々対応させることにより、被検体に対する散乱像を取得することを言う。バック散乱結像システムにおける最も重要な部品は、放射線を、二次元走査を実現できるようにコリメートする飛点走査機構である。





従来の1種の飛点走査機構は、マルチコリメート孔を有する回転遮蔽体を、放射線走査扇形面内において回転させて第一次元の走査を実現し、放射線走査扇形面を回転又は平行移動させて第二次元の走査を実現する。第一次元の走査について、放射線は、垂直平面物体において非等速走査を行い、走査線は走査の開始端と末端において加速され、幾何変形の上で、走査光斑を縦方向においてさらに拡大させ、幾何変形のほか、走査速度による縦方向圧縮変形を招来する。第二次元の走査を行うとき、放射線走査扇形面を平行移動させる場合、放射線発生装置、回転遮蔽体を平行移動させる必要があり、機械構造が複雑になる。放射線走査扇形面を回転させる場合、回転遮蔽体の回動慣性質量を克服する必要があり、回転する駆動装置及び回転遮蔽体の軸受にとって大きい負担である。





従来の別の飛点走査機構は、放射線源の前方にある固定遮蔽板及び回転遮蔽体からなる。固定遮蔽板は放射線源に対して固定であり、回転遮蔽体は固定遮蔽板に対して回転可能である。固定遮蔽板及び回転遮蔽体には、直線スロット及び螺旋線スロットがそれぞれ設置される。回転遮蔽体が回転して走査する過程において、直線スロットと螺旋線スロットとは連続的に交差して走査コリメート孔を構成する。走査コリメート孔は放射線源に対してずっと予定の形状を保って、走査コリメート孔を透過する放射線ビームの断面形状を不変にする。





このような案では、回転遮蔽体に螺旋線スロットが設置されているため、走査コリメート孔の形状及び大きさが制御されやすい。同時に、放射線遮蔽能力を更に改善及び補強する必要がある。





また、回転遮蔽体に螺旋線スロットを精確に加工するために、加工プロセスは高く要求されている。





さらに、回転遮蔽体が走査過程において回転する必要があるため、機構重量および回動慣性質量の問題を考慮する必要がある。





相応的には、上記需要のうちの少なくとも1つを満足できる新規の、改善されたバック散乱結像用放射線ビームの走査装置を提供する必要がある。

産業上の利用分野



本発明は原子核技術の応用分野に関し、特に、人体及び物体の非破壊検査装置及び方法に関し、より具体的にはバック散乱結像用放射線ビームの走査装置及び方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
輻射源と、
それぞれ前記輻射源と被走査体との間に位置する固定遮蔽板及び回転遮蔽体とを備え、
前記固定遮蔽板が前記輻射源に対して固定であり、前記回転遮蔽体が前記固定遮蔽板に対して回転可能であり、
前記固定遮蔽板には、前記輻射源からの放射線ビームが前記固定遮蔽板を透過することを許容する放射線透過領域が設置され、
前記回転遮蔽体には、放射線入射領域及び放射線出射領域がそれぞれ設置され、前記回転遮蔽体が回転して走査する過程において、前記固定遮蔽板の前記放射線透過領域が、前記回転遮蔽体の前記放射線入射領域及び前記放射線出射領域と連続的に交差して走査コリメート孔を構成する後方散乱結像用放射線ビームの走査装置であって、
前記固定遮蔽板の前記放射線透過領域が直線スロットであり、
前記回転遮蔽体が円柱体であり、前記放射線入射領域及び前記放射線出射領域がそれぞれ、螺旋線に沿って設置された一連の離散孔であって、
前記回転遮蔽体の回転軸線が、前記輻射源と、前記固定遮蔽板の前記直線スロットとで共同に限定した平面に位置すると共に、
前記回転遮蔽体における前記一連の離散孔の異なる位置の形状及び大きさを制御することにより、前記走査コリメート孔の異なる位置における形状及び大きさを制御して、前記走査コリメート孔を透過して被検体に出現する放射線ビームの形状及び大きさを制御する、
ことを特徴とする後方散乱結像用放射線ビームの走査装置。

【請求項2】
前記固定遮蔽板が前記輻射源と前記回転遮蔽体との間に設置される、ことを特徴とする請求項1に記載の後方散乱結像用放射線ビームの走査装置。

【請求項3】
前記回転遮蔽体の回転速度を制御することで放射線ビームの走査速度を制御し、前記回転遮蔽体の回動角度を検出することで放射線ビームの出射方向を取得する制御装置をさらに備える、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の後方散乱結像用放射線ビームの走査装置。

【請求項4】
前記回転遮蔽体が、内外に嵌合してセットする複数のスリーブを含み、最外層及び最内層のスリーブがそれぞれ所定の剛性と硬度を有する材料からなり、前記最外層及び最内層のスリーブの間には、放射線遮蔽材料からなる少なくとも1つの中間スリーブが設置される、ことを特徴とする請求項3に記載の後方散乱結像用放射線ビームの走査装置。

【請求項5】
前記複数のスリーブが3つのスリーブであり、最外層及び最内層のスリーブがそれぞれアルミニウム又は鋼材料からなり、前記最外層及び最内層のスリーブの間には、鉛、鉛アンチモン合金又はタングステンからなる1つの中間スリーブが設置される、ことを特徴とする請求項4に記載の後方散乱結像用放射線ビームの走査装置。

【請求項6】
前記離散孔の形状が円形、方形又は楕円形である、ことを特徴とする請求項5に記載の後方散乱結像用放射線ビームの走査装置。

【請求項7】
放射線ビームを放出する輻射源を提供するステップと、
それぞれ前記輻射源と被走査体との間に位置する固定遮蔽板及び回転遮蔽体を設置するステップとを備え、
前記固定遮蔽板が前記輻射源に対して固定であり、前記回転遮蔽体が前記固定遮蔽板に対して回転可能であり、前記固定遮蔽板には、前記輻射源からの放射線ビームが前記固定遮蔽板を透過することを許容する放射線透過領域が設置され、前記回転遮蔽体には、放射線入射領域及び放射線出射領域がそれぞれ設置され、
さらに、前記固定遮蔽板の前記放射線透過領域が、前記回転遮蔽体の前記放射線入射領域及び前記放射線出射領域と連続的に交差して走査コリメート孔を構成するように、前記回転遮蔽体を回転させるステップを備える、後方散乱結像用放射線ビームの走査方法であって、
前記固定遮蔽板の前記放射線透過領域が直線スロットであり、
前記回転遮蔽体が円柱体であり、前記放射線入射領域及び前記放射線出射領域がそれぞれ、螺旋線に沿って設置された一連の離散孔であって、
前記回転遮蔽体の回転軸線が、前記輻射源と、前記固定遮蔽板の前記直線スロットとで共同に限定した平面に位置すると共に、
前記回転遮蔽体における前記一連の離散孔の異なる位置の形状及び大きさを制御することにより、前記走査コリメート孔の異なる位置における形状及び大きさを制御して、前記走査コリメート孔を透過して被検体に出現する放射線ビームの形状及び大きさを制御する、
ことを特徴とする後方散乱結像用放射線ビームの走査方法。

【請求項8】
前記固定遮蔽板が前記輻射源と前記回転遮蔽体との間に設置される、ことを特徴とする請求項に記載の後方散乱結像用放射線ビームの走査方法。

【請求項9】
前記回転遮蔽体の回転速度を制御することで放射線ビームの走査速度を制御し、前記回転遮蔽体の回動角度を検出することで放射線ビームの出射方向を取得するステップをさらに備える、ことを特徴とする請求項に記載の後方散乱結像用放射線ビームの走査方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2013545014thum.jpg
出願権利状態 登録
分野
  • 物理学
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