JPH0630231B2 - Plasma X-ray generator - Google Patents

Plasma X-ray generator

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JPH0630231B2
JPH0630231B2 JP24535585A JP24535585A JPH0630231B2 JP H0630231 B2 JPH0630231 B2 JP H0630231B2 JP 24535585 A JP24535585 A JP 24535585A JP 24535585 A JP24535585 A JP 24535585A JP H0630231 B2 JPH0630231 B2 JP H0630231B2
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JP
Japan
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plasma
shield
electrodes
gas
ray generator
Prior art date
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JP24535585A
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Japanese (ja)
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JPS62105342A (en
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浩 有田
光二 鈴木
幸夫 黒沢
邦夫 平沢
靖夫 加藤
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、同軸電極を用いた放電管のパルス放電によつ
て高温高密度のプラズマを形成し、軟X線を発生するプ
ラズマX線発生装置に関する。
The present invention relates to a plasma X-ray generator for generating soft X-rays by forming high-temperature and high-density plasma by pulse discharge of a discharge tube using a coaxial electrode. Regarding

〔発明の背景〕 同軸電極を用いた放電管の代表的な例として、プラズマ
フオーカスが知られている。このプラズマフオーカス
は、円筒電極を同軸状に配置した放電管に、重水素など
の気体を充填し、コンデンサからパルス電圧を印加して
前記気体をプラズマ化し、このプラズマを前記各電極に
はさまれた空間で加速して前記電極の先端にフオーカス
させるものである。そして、このプラズマフオーカスは
高温,高密度のプラズマが形成されており、中性子を発
生する線源となる。
BACKGROUND OF THE INVENTION Plasma focus is known as a typical example of a discharge tube using a coaxial electrode. In this plasma focus, a discharge tube in which cylindrical electrodes are coaxially arranged is filled with a gas such as deuterium, and a pulse voltage is applied from a capacitor to turn the gas into plasma, and the plasma is sandwiched between the electrodes. It is accelerated in a closed space to cause the tip of the electrode to focus. Further, this plasma focus has a high temperature and high density plasma formed therein, and serves as a radiation source for generating neutrons.

しかし、このプラズマフオーカスで発生する高温,高密
度のプラズマからは、強い軟X線が放射されることか
ら、近年はX線源としても注目されている。
However, since high-temperature, high-density plasma generated in this plasma focus emits strong soft X-rays, it has recently attracted attention as an X-ray source.

上述したように、このプラズマフオーカスは、構造およ
び動作が簡単で、線源の輝度が高いために、すぐれたX
線源となる可能性を秘めているが、軟X線を放射するス
ポツトの位置が放電ごとに変動するという問題が存在し
ている。
As mentioned above, this plasma focus has a simple structure and operation, and the high brightness of the source makes it excellent in X
Although it has the potential of becoming a radiation source, there is the problem that the position of the spot that emits soft X-rays changes with each discharge.

すなわちプラズマフオーカスのスポツトは円筒電極の軸
上に形成されることが期待されるが、実際には軸からは
ずれることがしばしばあり、たとえ軸上に発生してもそ
の位置が変動する場合がある。この様子は、たとえば、
W.H.Bostick.V.Nardi and W.Prior:X-ray fime Str
ucture of denseplasma in a coaxicl accelerator,J.P
lasma Physics.Vol8,pt1,pp7(1972)の文献等から明らか
になる。このような変動をもたらす原因として、プラズ
マ自身の不安定性が知られているが、それ以外の原因に
ついては、明らかになつてはいない。
That is, it is expected that the spots of the plasma focus will be formed on the axis of the cylindrical electrode, but in reality, they are often off-axis, and even if they occur on the axis, their position may fluctuate. . This state is, for example,
W. H. Bostick.V.Nardi and W.Prior: X-ray fime Str
ucture of dense plasma in a coaxicl accelerator, JP
It becomes clear from the literature of lasma Physics. Vol8, pt1, pp7 (1972). The instability of the plasma itself is known as the cause of such fluctuations, but other causes are not clear.

このような問題の一解決方法として、同一出願人による
特願昭59−234925において、同軸電極の開放端より前方
の空間における、プラズマのピンチの乱れあるいは妨げ
る電界および磁界の乱れや歪みを取除くようにし、プラ
ズマフオーカスのスポツトを定位置に定めるようにした
ものが提案されている。これは、内面が球あるいは球に
近い形状の電気伝導性の良い遮蔽体を設けて、同軸電極
の端を含む空間を覆い、かつ遮蔽体の電位を、外側円筒
電極と等しいかあるいはこれに近い一定の電位に保つよ
うに構成したものである。
As a solution to such a problem, in Japanese Patent Application No. 59-234925 filed by the same applicant, in the space in front of the open end of the coaxial electrode, the disturbance or distortion of the electric field and magnetic field that disturb or disturb the plasma pinch is removed. Thus, there has been proposed one in which the spot of the plasma focus is set at a fixed position. This is to provide a shield with good electrical conductivity whose inner surface is a sphere or a shape close to a sphere to cover the space including the end of the coaxial electrode, and the potential of the shield is equal to or close to that of the outer cylindrical electrode. It is configured to maintain a constant potential.

しかし、このように構成したものは、前記遮蔽体を備え
ていないものと比較して、高い輝度のX線を取出せなく
なつてしまうという問題を残したものであつた。
However, the structure thus constituted has a problem that X-rays of high brightness cannot be extracted as compared with the structure without the shield.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明の目的は、プラズマフオーカスのスポツトを変動
なく定位置に定められることはもちろんのこと、高い輝
度のX線を取出せるプラズマX線発生装置を提供するこ
とにある。
It is an object of the present invention to provide a plasma X-ray generator capable of extracting X-rays of high brightness, as well as being able to set the spot of the plasma focus at a fixed position without fluctuation.

〔発明の概要〕[Outline of Invention]

このような目的を達成するため、本発明は、上記にのべ
た同軸電極の端を含む空間を覆う遮蔽体を網状の金属に
て構成するようにしたものである。このように遮蔽体を
網状にすることにより、遮蔽体近傍のガス密度がプラズ
マフオーカス時に急速に高まることを防ぐことができる
ようになり、同軸電極の端で発生した輝度の高いX線を
前記ガス密度に影響されずにほぼそのまま取出すことが
できるようになる。
In order to achieve such an object, the present invention is such that the shield covering the space including the end of the above coaxial electrode is made of a mesh metal. By thus forming the shield body in a mesh shape, it becomes possible to prevent the gas density near the shield body from rapidly increasing during plasma focus, and the X-rays having high brightness generated at the end of the coaxial electrode can be prevented. It can be taken out almost as it is without being affected by the gas density.

〔発明の実施例〕Example of Invention

以下、本発明を実施例を用いて記明する。第1図は、本
発明によるプラズマフオーカス放電管の断面図である。
この放電管には、陽極である内側円筒電極1と、陰極で
ある外側円筒電極2とが同軸上に配置され、両電極は、
ガラス絶縁物3によつて互いに絶縁されている。これら
は、放電容器4に収められ、内側にネオン,アルゴン,
クリプトン,キセノンなどの気体が0.1〜1Torr充填
されている。両電極には、充電されたコンデンサ5が放
電スイツチ6を介して接続されている。この放電スイツ
チ6が作動すると、高電圧パルスが両電極間に加わり、
ガラス絶縁物3の沿面で絶縁破壊が生じ、プラズマが発
生する。プラズマは、電極間の電界と磁界から力を受け
て、該電極に沿つて移動し、該電極の端を過すぎると磁
界の圧力を受けてフオーカスし、内側円筒電極1の先端
の軸の近傍にプラズマのホツトスポツトを形成して軟X
線を放射するようになつている。
Hereinafter, the present invention will be described using examples. FIG. 1 is a sectional view of a plasma focus discharge tube according to the present invention.
In this discharge tube, an inner cylindrical electrode 1 which is an anode and an outer cylindrical electrode 2 which is a cathode are coaxially arranged, and both electrodes are
They are insulated from each other by a glass insulator 3. These are housed in a discharge vessel 4 and have neon, argon,
A gas such as krypton or xenon is filled at 0.1 to 1 Torr. A charged capacitor 5 is connected to both electrodes via a discharge switch 6. When this discharge switch 6 operates, a high voltage pulse is applied between both electrodes,
Dielectric breakdown occurs on the surface of the glass insulator 3 and plasma is generated. The plasma receives a force from an electric field and a magnetic field between the electrodes and moves along the electrodes, and if the end of the electrodes is excessive, the plasma receives the pressure of the magnetic field to focus, and the vicinity of the axis of the tip of the inner cylindrical electrode 1 A plasma hot spot is formed on the soft X
It emits a line.

該電極の先端部には、これを内包するように球形の網状
の金属で構成された遮蔽体7が設けられている。この球
状の遮蔽体7の中心は内側円筒電極1の先端の軸上に一
致され、同軸電極の一部分を覆いこれによりプラズマが
ピンチする空間8をとり囲んでおり、前記外側円筒電極
2と同電位に保たれている。
At the tip of the electrode, a shield 7 made of a spherical mesh metal is provided so as to enclose the electrode. The center of the spherical shield 7 is aligned with the axis of the tip of the inner cylindrical electrode 1 and covers a portion of the coaxial electrode, thereby enclosing a space 8 in which plasma is pinched, and having the same potential as the outer cylindrical electrode 2. Is kept at.

そして、この遮蔽体7は、前記内側円筒電極1の軸上に
ベリリウムの窓9が形成され、それ以外の部分は網状と
なつている。
In this shield 7, a beryllium window 9 is formed on the axis of the inner cylindrical electrode 1, and the other portions are reticulated.

このように、本実施例は、遮蔽体7を網状にしているこ
とにより、ガス空間8内の遮蔽体7近傍のガス密度が、
プラズマフオーカス時に急速に高まることを防ぐことが
できる。すなわちガス密度が高いと軟X線の透過率が悪
くなり、たとえ内側円筒電極1の先端部で輝度の高いX
線が発生しても遮蔽体7近傍のガス空間中で減衰してし
まうが、本実施例では遮蔽体7が網状になつているた
め、プラズマフオーカス時の中性ガス分子は網目を通つ
て外部へ逃げてしまうので、プラズマフオーカス点近傍
のガス密度上昇が無くなる。そのため発生したX線を有
効に外部に取り出すことができる。
As described above, in this embodiment, since the shield 7 has a mesh shape, the gas density in the vicinity of the shield 7 in the gas space 8 is
It is possible to prevent a rapid increase in plasma focus. That is, when the gas density is high, the transmittance of soft X-rays is poor, and even if the tip of the inner cylindrical electrode 1 has high brightness X
Even if a line is generated, it is attenuated in the gas space near the shield 7. However, since the shield 7 has a net-like shape in this embodiment, neutral gas molecules during plasma focus pass through the mesh. Since it escapes to the outside, there is no increase in gas density near the plasma focus point. Therefore, the generated X-rays can be effectively extracted to the outside.

なお、本実施例における放電管において、内側円筒電極
の外径が25mm、外側円筒電極の内径60mm、長さが1
50mm、遮蔽体の直径が150mmとなつている。なお開
孔9は遮蔽体7の網目で兼用してもよい。
In the discharge tube of this example, the outer diameter of the inner cylindrical electrode was 25 mm, the inner diameter of the outer cylindrical electrode was 60 mm, and the length was 1 mm.
It has a diameter of 50 mm and a shield of 150 mm. The openings 9 may also be used as the mesh of the shield 7.

第2図は本発明になる他の実施例であり、半球状の金属
製の遮蔽体7に円状の孔11を多数設けて構成した例で
あり遮蔽体7を網目にした同様の効果を有する。
FIG. 2 shows another embodiment according to the present invention, which is an example in which a hemispherical metallic shield 7 is provided with a large number of circular holes 11 and the same effect of meshing the shield 7 is obtained. Have.

また第3図はさらに本発明の別の実施例であり、この場
合も遮蔽体7を網目にしたと同様の効果を有する。
Further, FIG. 3 shows another embodiment of the present invention, and in this case also, the same effect as when the shield 7 is meshed is obtained.

第4図はさらに本発明になる別の実施例であり、遮蔽体
7は、軸中心部方向にカールした、複数の金属性の指状
体13a〜13eの集合により構成されている。
FIG. 4 shows another embodiment according to the present invention, in which the shield 7 is composed of a set of a plurality of metallic fingers 13a to 13e curled in the axial center direction.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上述べたごとく、本発明によれば、同軸電極先端部を
含む空間を覆う遮蔽体を有するプラズマX線において、
前記遮蔽体に電極間のガスを通過させる通過孔部が形成
されていることから、該電極の先端で発生する高い輝度
のX線を弱めることなく取出すことができるようにな
る。
As described above, according to the present invention, in the plasma X-ray having the shield covering the space including the tip of the coaxial electrode,
Since the shield has a through hole for allowing gas between the electrodes to pass therethrough, it is possible to take out high-intensity X-rays generated at the tip of the electrode without weakening.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本発明によるプラズマX線発生装置の一実施
例を示す構成図、第2図ないし第4図はそれぞれ前記プ
ラズマX線発生装置の遮蔽体における他の実施例を示す
構成図である。 1……陽極である内側円筒電極、2……陰極である外側
円筒電極、3……ガラス絶縁物、4……放電容器、5…
…コンデンサ、6……放電スイツチ、7……本発明にか
かわる遮蔽体、9……X線を取出す開孔、10……X線
取出窓。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the plasma X-ray generator according to the present invention, and FIGS. 2 to 4 are block diagrams showing other embodiments of the shield of the plasma X-ray generator. is there. 1 ... Inner cylindrical electrode that is an anode, 2 ... Outer cylindrical electrode that is a cathode, 3 ... Glass insulator, 4 ... Discharge container, 5 ...
... condenser, 6 ... discharge switch, 7 ... shield according to the present invention, 9 ... opening for extracting X-ray, 10 ... X-ray extracting window.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平沢 邦夫 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 加藤 靖夫 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kunio Hirasawa 4026 Kuji-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi Research Laboratory, Ltd. Central Research Center

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】同軸状に配置された少なくとも一対の電極
が設けられた放電管に、気体を充填あるいは注入し、充
電してコンデンサからパルス電圧を印加して気体をプラ
ズマ化し、X線を発生させるプラズマX線発生装置にお
いて、前記一対の電極の先端部に外側電極より軸中心部
側に屈曲した遮蔽体を設け、かつ前記遮蔽体に該電極間
の気体を通過させる通過孔部が形成されていることを特
徴とするプラズマX線発生装置。
1. A X-ray is generated by charging or injecting gas into a discharge tube provided with at least a pair of electrodes arranged coaxially, charging and applying a pulse voltage from a capacitor to plasma the gas. In the plasma X-ray generator, a shield body is provided at the tip of the pair of electrodes, the shield body being bent toward the axial center side of the outer electrodes, and the shield body is formed with a passage hole portion for allowing gas between the electrodes to pass therethrough. A plasma X-ray generator characterized in that.
JP24535585A 1985-11-01 1985-11-01 Plasma X-ray generator Expired - Lifetime JPH0630231B2 (en)

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