連載「X線CTで高精度寸法測定!?」

◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇ X線のエネルギーと波長 発行:エスオーエル株式会社 http://www.sol-j.co.jp/ 連載「X線CTで高精度寸法測定!?」 2012年9月10日号 VOL.016 平素は格別のお引き立てを賜り、厚く御礼申し上げます。 X線CTスキャンによる精密測定やアプリケーション開発情報などをテーマに、 無料にてメールマガジンを配信いたしております。 ◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇◆◇ X線は光(電磁波)ですから、波長を持っています。 X線CTで使っているX線の波長は何nm(ナノメートル)でしょうか? 長さの単位の確認をしておくと、 1nm = 0.001μm = 0.000001mm です。 通常はX線管の電圧(kV)を設定することで、 X線の透過力を調整します。 それでは、設定した電圧に対して、 X線の波長を求める式を導出してみましょう。 まず必要な式は、   E = hν です。 これは、光子のもつエネルギー E が振動数 ν に比例するという 量子論ではお馴染みの式です。 ここに出てくる比例定数は、プランク定数と呼ばれ、   h = 4.1356675 × 10^(-15) eV s です。 eV(エレクトロン ボルト)という単位が出てきましたが、 1V の電位差で加速された電子1個が受け取るエネルギーのことを 1eV と定義しています。 さて、振動数 ν は、   ν = c / λ と書けます。λは波長です。 光の速度 c は、   c = 299792458 m/s です。 従って、E = hc/λ なので、   λ[m] = hc / E = 4.1356675 × 10^(-15) × 299792458 / E [eV] を計算すると、   λ[m] ≒ 0.00000124 / E [eV] となります。 単位を使いやすく、nm と keV に直すと、   λ[nm] = 1.24 / E [keV] となります。 具体的に計算してみましょう。 X線の管電圧を 100kV に設定したとします。 管の中では、電子が加速されて、ターゲットと呼ばれる金属に衝突し、 X線が発生します。 電子のエネルギーが全て光子のエネルギーに変換されたとすると、   λ = 1.24 / 100 = 0.0124 nm の波長のX線が発生することになります。 実際には、全てのエネルギーが光子のエネルギーに変換されるとは限りませんので、 100kV に設定したときの最も短い波長が 0.0124 nm ということになります。 同様に 200kV では、0.0062 nm が最短波長となります。 発生するX線は、この最短波長よりも長いものが連続的に混ざったものになります。 参考のため、可視光線と比較してみると、   紫:380~450nm   緑:495~570nm   赤:620~750nm なので、かなり短いことが分かります。 -- 高野智暢 ☆TomoScope専門サイトはこちら☆ ●┳┳┳●━━━━ 連 絡 先 ━━━━━━━━━━━━━ ┣╋╋○ エスオーエル株式会社 ( SOL ) ┣╋○ 〒335-0012 埼玉県戸田市中町1-34-1 ┣○ Tel: 048-441-1133 Fax: 048-445-1678 ● Email: sales@sol-j.co.jp Web: http://www.sol-j.co.jp    --デモ測定を承ります-- 詳細は上記Webサイトまで

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