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ニュースリリース

テキスト版

掲載のデータは発表当時のものです。価格・仕様について変更する場合もございます。

2008年8月28日
開発No.0810

990keVまで電子を加速、発生点径10μmのX線の発生に成功

超コンパクトな電子加速器「ラップトップ加速器」を開発

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 三菱電機株式会社(執行役社長:下村 節宏)は、高いエネルギーの電子ビームを発生させる電子加速器において、本体外径15cm、重さ10kgと超コンパクトな電子加速器「ラップトップ加速器」を開発しました。原理実証用の試作機は、手のひら程度の大きさでありながら、990keV(キロ電子ボルト)の電子ビームを発生し、発生点径10μm(マイクロメートル※1)のX線の発生が可能です。X線非破壊検査やX線診断用装置の光源として期待されます。

※1:1マイクロメートルは1000分の1ミリ

開発の背景

 X線は貫通力の強い高エネルギーの電磁波で、加速した電子ビームをタングステンなどのX線ターゲットに衝突させて得られます。物体の中を透視する産業用の非破壊検査では、近年、厚い物体を対象とする用途が拡大し、より高いエネルギーのX線を発生するコンパクトな装置が求められています。ところがX線源として一般的なX線管球は印加する電圧に応じて絶縁の強化が必要なことから、得られるX線エネルギーは300keV程度が限界です。一方、直線型の電子加速器は990keVと高エネルギーのX線が発生できますが、装置の大きさが1mを超えることから、狭い場所での使用や機器への組み込みが困難でした。

 また、X線による透視は、胸部X線写真のように、透視物体のX線の吸収率の差で生ずる濃淡を利用した吸収撮像が一般的ですが、近年ではX線屈折率の差で生ずるわずかな屈折を利用した屈折撮像が注目を集めています。屈折撮像は、従来の吸収撮像に比べて物質境界がくっきり見え、吸収撮像ではほとんど区別のつかない臓器中の組織差などが検出可能で、医療診断での利用を期待されています。ところが屈折撮像に用いるX線源には発生点径が小さいか、または、平行にそろったX線が必要なため、従来は装置の大きさが数mから数百mと巨大な放射光施設でしか研究ができませんでした。

 当社は今回、小型で、電子ビームを高エネルギーまで加速でき、発生点サイズが小さいX線を発生できる電子加速器を開発しました。

主な開発成果

1. 外径15cmの加速器で990keVまで電子を加速することに成功
電子銃から発した電子をドーナツ状の真空ダクト内で幅広の電子ビームとして加速する当社独自の加速手法と、電子ビームを加速しながら所定の領域内に収束させる電磁石の開発により、990keVまでの加速を、外径15cm、重さ10kgの手のひらサイズの加速器で実現しました。これと同等のエネルギーまで加速するには、全長が100cm、重さ350kg程度の加速器が必要でした。
2. 発生点径が10μmのX線の発生と物質境界が強調されたX線画像の撮影に成功
従来のX線源は大きなX線ターゲットに電子ビームを衝突させる方式のため、100μm程度の発生点 径でしたが、今回、先端が7μmの針状のX線ターゲットに加速した電子ビームを次々に衝突させるビーム制御に成功し、発生点径が10μmと微小なX線の発生に成功しました。
このX線を用いて幅0.5mmの半導体のリードフレームを撮影したところ、屈折撮像の特徴である物質境界がくっきりとしたX線画像を得ることができました。

今後の展開

 装置製造メーカに提案し、大出力化、高信頼化などを進めて実用化をめざします。

特許

 国内11件、海外2件出願中

お問い合わせ先
三菱電機株式会社 先端技術総合研究所 業務部 広報・宣伝グループ

FAX: (06)6497-7289

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