X線はどのように検出されるのですか?

X線検出方法

X 線は、可視光線よりも波長が短い電磁放射線の一種で、人間の目には見えません。X 線は、医療用画像処理、材料分析、セキュリティ システムで広く使用されています。X 線を検出するには、X 線光子が運ぶエネルギーを測定および分析可能な形式に変換する必要があります。これには、ガスのイオン化、シンチレータ材料の励起、または半導体材料での電荷の生成が含まれることがよくあります。

ガス検知器

電離箱: X 線がこれらの箱内のガスを通過すると、ガス分子が電離され、イオンと自由電子が生成されます。電界の影響下でこれらの電荷が収集され、X 線の強度を測定できます。

比例計数管:イオン化室と同様に動作しますが、より高い電圧で動作するように設計されており、イオンを収集するだけでなく、二次イオン化を引き起こして信号を増幅します。

ガイガー・ミュラー管:さまざまな種類の放射線を検出することで知られています。X 線光子が管に入ると、ガスがイオン化され、一連のイオン化が引き起こされ、検出可能な電流パルスが発生します。

固体検出器

シリコン ドリフト検出器:これらの検出器は、X 線を直接電気信号に変換して測定します。半導体材料に当たる X 線光子は電子正孔対を生成し、これを収集して X 線ビームの強度を測定します。

電荷結合素子 (CCD):デジタル カメラでよく使用される CCD も、X 線を検出できます。CCD は、X 線光子のエネルギーを電荷に変換し、制御されたアレイ形式で保存して、X 線画像を撮影できるようにします。

シンチレーション検出器

シンチレーション検出器は、X 線が当たると光を発する材料を使用します。この光は光電子増倍管または類似の装置によって電気信号に変換され、X 線の強度を測定します。

直接検出と間接検出

X 線検出は、直接検出と間接検出に分類できます。直接検出では、X 線が検出器の材料と相互作用して、測定可能な電気信号を生成します。一方、間接検出では、シンチレータを使用して最初に X 線を可視光に変換し、それを測定します。

アプリケーション

X 線検出は、医療診断 (骨や臓器の画像化)、セキュリティ (空港での手荷物のスキャン)、産業検査 (材料の欠陥の評価) など、さまざまな分野で基本的な技術です。検出方法の選択は、感度、解像度、検出する X 線の性質など、アプリケーションの特定の要件によって異なります。