非破壊検査の原理

レントゲンなどのＸ線を使って撮影した画像を見るとモノクロです。
この色の濃淡は、Ｘ線の透過量に起因しています。

Ｘ線は物質を透過する

Ｘ線は、波長が非常に短い電磁波です。その為、物質を構成する原子と原子の間を通り抜けることができます。ただ、すべてのＸ線がそのまま通り抜けて来る訳ではなく透過する際に減衰します。Ｘ線が原子核のまわりを回る電子と当たると様々な相互作用（光電効果・特性Ｘ線放射・非弾性散乱など）が起きます。そういった現象の起きなかったＸ線が直進し、透過Ｘ線となり、その線量が多いほど明るく白くうつります。逆に減衰した部分は暗く黒く映ります。

透過してくるＸ線の強さ

一般的に透過Ｘ線の強さは、次の要素により決まります。

（1）原子番号と密度の大きいものほど、Ｘ線を遮蔽する。
→「同じ厚みで、材質を変えたときのＸ線画像の変化」（※（　）内の数字は原子番号です）。

（2）厚みがあるほど、Ｘ線を遮蔽する
→「同じ材質で、厚みを変えたときのＸ線画像の変化」

（3）管電圧（V）・管電流（A）によって決まる照射Ｘ線強度

管電圧を上げればＸ線の波長が短くなり、透過し易くなります。試料の材質（例えば、Al[原子番号13]またはFe[原子番号26]）によって透過に必要な管電圧の値は異なってきます。管電流を上げれば発生するＸ線量が増え、強度が上がりますが、波長は変わらないので管電流をいくら上げても、透過していない物を見ることは出来ません。見たい物に合わせて最適な２つの条件（管電圧・管電流）を決めていく事が鮮明なＸ線画像を撮るポイントになります。

観察システム

Ｘ線観察は、影絵を考えるとわかり易くなります。下図は、一般的なＸ線撮像システムの概略図です。

Ｘ線発生部とイメージ管の間にワークを置く事で、Ｘ線が遮蔽され影が生じ、Ｘ線カメラでその影を拾ってＸ線像を得ます。その時の幾何像倍率は、Ｘ線発生部からワークまでの距離 l1 と発生部からＸ線カメラまでの距離 l2 によって、次のような関係になります。

したがって、 l2 を一定に保ってＸ線発生部にワークを近づけると幾何像倍率は高くなります。逆に離していくと幾何像倍率が低くなる分、視野の広い画像を撮ることができます。

観察例1―　製品の構造解析、異物検出

観察例2―　製造中のボイド（鋳巣・空気の層）検出