ミニフォーカスシステムの不鮮明さこそが、特に450kVの加速時における、そのシステムで実現できる性能の真の限界ではないでしょうか？

「我々は、我々が見るものを見るだろう。」（W・レントゲン、1896年）

2021年春、待望の450kV MesoFocus チューブがイクロンに届き、画像からぼやけ、あるいは霧のようなものが消えました。信頼性の高い450kVのコンピュータ断層撮影（CT）システムです。 MesoFocus これにより、従来ははるかに少ないエネルギーでしか実現できなかったマイクロフォーカスシステムでしか得られなかったレベルの精細さで、最大35μmの解像度が可能になりました。

このブログでは、非常に説得力のある実験結果について最初の見解をお伝えするとともに、閉鎖型450kV電源の将来的な可能性についてのアイデアをご紹介したいと思います。

MesoFocus

X線技術において、「メソ」（ギリシャ語で「中間」を意味する接頭辞）は、ミニフォーカスとマイクロフォーカスの間の焦点スポットサイズを持つ放射線源を表します。焦点スポットサイズが50 µmまで小さくなると、 MesoFocus これらの光源は、従来はマイクロフォーカスチューブしか使用できなかった用途にも対応できる。

Comet X線MesoFocus この技術は2021年に大きな注目を集めました。225kV型は、高解像度と高安定性、そしてメンテナンスフリーが求められる多くのアプリケーションを非常に高い信頼性でサポートします。アットライン そしてインライン非破壊検査。

のMesoFocus X線管は以下を組み合わせたものです。

• 高解像度で要点を突く 
• 操作は簡単で、「オン/オフ」でパラメータを設定するだけで、それ以外は何もありません。 
• 迅速な作戦準備 
• 極めて高い信頼性と可用性 
• メンテナンスの手間が最小限

225kVで既に終わっているのでしょうか？

重金属や高密度材料でできた物体の場合、より高いkVクラス（320、450、または600 kV）に切り替える必要があります。密閉型チューブの場合、高解像度でありながら信頼性が高く、シンプルでメンテナンスの手間が少ないソリューションは現在存在しません。[1]

航空宇宙産業や積層造形産業など、研究室から製造現場に至るまで、長年にわたり、DR（デジタルラジオグラフィー）やCT（CT）アプリケーション向けに、高解像度かつ堅牢な450kVソリューションが求められてきました。高解像度と詳細な識別能力に加え、迅速な準備、高電圧安定性、メンテナンスフリー、使いやすさ、そして特殊なX線管の知識を必要としない使用など、その他の要件も常に存在します。

450kVでMesoFocus解決策は地平線上に見えているだけでなく、手の届くところにあるだけでなく、すでに私たちの研究所で使用されています。225 kVの場合と同様にMesoFocus Yxlonは、DRおよびCTにおけるX線源を詳細に評価し、他のソリューションと比較するために、新しい450kV管の最初の使用先でもありました。225kV管とは異なり、450kV管はMesoFocus 現時点では、焦点スポットが 3 つではなく 5 つ (1W/µm) になります: 450、350、250、100、および 60 µm (または W)。

最初の例

450 kV HP11ミニフォーカスX線源の焦点スポットは約400 µmです。解像度、効率、データ量のバランスが取れた150 µmピクセルサイズの大型検出器により、約100～120 µm、または4.5～5 lp/mmの空間分解能が得られます。CTシステムでこの分解能を得るには、約2倍の倍率が選択されます。そのため、重金属で構成されている、または重金属に囲まれた小さな物体は、わずかなディテールしか得られません。

特定の用途を選ぶのではなく、まずは微細構造を持つ容易に識別できる物体を用いて、450kVの電圧下でも解像度が今日から明日にかけてどのように変化するかを示したい。

視界が遮られた精巧なスイス製機械

スイスの技術革新に沿うため、最初の例として精巧な機械式スイス製腕時計を選びました。ケースとブレスレットは14K（585）ゴールド製であるため、CTスキャンにはより高い要求が課せられ、マルチマテリアルCTスキャンには450kVが適切な選択肢となります。

現状では、450-HP11の小さな焦点位置を選択しても、粗い腕時計機構の一部しか見ることができません。細部が不明瞭なため、機械的な機能、相互作用、個々の要素間の接続を認識することは困難、あるいは不可能です。

図2：裏蓋を開けた腕時計

時計を開けると、図3のミニフォーカスCTでは不可能なほど高解像度で腕時計の機構を見ることができる。時計のケースと機構は、さまざまな素材の組み合わせで構成されている。

腕時計は、ミニフォーカス管を用いたCTスキャンでは、肉眼で見慣れている解像度が得られないことを示す完璧な例です。例えば、板バネはリング状としか認識できず、ここや他の層では歯車が互いに融合しています（図3 - 左側）。

450 kVの範囲では状況が変わりつつあります。焦点スポットが60 µmであれば、閉じた管でこのような機械部品や小さな金ろう付けの気孔をCTスキャンすることはもはや不合理ではありません（図4 - 右側）。

この例では、ぼやけが大幅に軽減され、素材の表面が鮮明に浮かび上がっています。小さなネジのねじ山も、板バネも、細部までくっきりと見えます。CT画像の鮮明度が高いことで、細部が他の層にゴースト像として写り込む可能性も低減されます。

[1] 450 kVなどの高kVクラスでは、検出器は2D範囲でより優れた解像度を提供できます。ここでは、100 µm（D10デュプレックスワイヤIQI）よりも優れた要件を満たすことができます。

次のブログでは、同じスキャンで金のはんだ接合部の多孔性を調べ、ディテール検出能 焦点となる場所の選択によって変化する。

このシリーズの後半では、積層造形技術を用いた例として、厚さ100mmの円盤状の銅製物体と、その内部粗さを分析する機能について紹介します。