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X線のおはなし

発行：エスオーエル株式会社
https://www.sol-j.co.jp/

連載「X線CTで高精度寸法測定！？」
2012年4月10日号　VOL.013

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、
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4月になり、新年度を迎えられた方々が多いと思います。
心よりお慶び申し上げます。

今回は、新たな気持ちで、
X線CT三次元測定機 TomoScope で使われている「X線」とは、
そもそもどういったものだったかな というおはなし
をしたいと思います。


X線は、1895年にドイツのレントゲンという方が発見しました。
まだ発見されてから120年足らずです。

ちなみに、TomoScopeを製造しているWerth（ベアト）社は、
ドイツのギーセンという町にあります。
ギーセンは、レントゲンが正教授として大学で教えていた場所であり、
今は彼のお墓がある場所でもあります。


健康診断や病院でレントゲン撮影の経験がある方は多いと思いますが、
そのときに使うのがX線です。

X線には、物質を透過する性質がありますので、
体の中の様子を調べるには都合がよいわけです。


そもそもX線は、光の一種です。
電子や原子核といった物質を構成する粒子（フェルミ粒子と言ったりします）
の類ではありません。

光は、波と粒子の性質を合わせ持つと言われていますが、
TomoScopeで使うエネルギーが高くて透過性の強いX線は、
粒子としての性質を強く示すようになります。
（フェルミ粒子に対して、ボーズ粒子と言ったりします。）

光というと目に見える可視光が思い浮かびますが、
可視光の波長の範囲がだいたい 400nm ～ 800nm （人によって多少違う）
なのに対して、TomoScopeで使う波長は、0.01nm以下です。


TomoScopeのX線発生機構は、とても単純です。
金属の箱の中を真空にします。（0.0001ヘクトパスカル以下です！）
金属の細い線（フィラメント）に電流を流して、電子が飛び出す状況を作ります。
出てきた電子を 30kV ～ 450kV （設定による）の高電圧で加速します。
電子を金属の板（ターゲット）にぶつけると、X線が飛び出します。

基本的な機構は単純ですが、ちゃんとコントロールするために、
それなりに複雑で大掛かりなシステムになっています。


TomoScopeは、セットしたサンプル（ワーク）にX線を当て、
透過した画像を撮影し、上手いことやることで、
内部も含めた3次元的な全体形状をコンピュータの中に再現します。

特徴は、寸法測定可能なレベルの形状が再現するということです。
精度は、スペックが5ミクロン位です。

ただし、技術の進歩は速く、
実績で1ミクロン以下の精度が出るもの（電機メーカー様で稼働してます！）や、
450kVで寸法測定可能なタイプの開発が完了（自動車メーカー様で稼働してます！）
したりと、お伝えしたい情報は盛り沢山です。


今後も、最新情報を分かり易くお伝えできるよう努力していきます。
待ちきれないという方は、是非ご連絡をお待ちしております。


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高野智暢


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