JPH1039100A - Ｘ線発生装置 - Google Patents
Ｘ線発生装置Info
- Publication number
- JPH1039100A JPH1039100A JP22026196A JP22026196A JPH1039100A JP H1039100 A JPH1039100 A JP H1039100A JP 22026196 A JP22026196 A JP 22026196A JP 22026196 A JP22026196 A JP 22026196A JP H1039100 A JPH1039100 A JP H1039100A
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- Japan
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- layer
- ray
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- rays
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Abstract
(57)【要約】
【目的】窓部分に於る、Ｘ線の吸収損失の少いＸ線発生
装置得る。 【構成】陽極２に窓部分の機能を持たせる。
装置得る。 【構成】陽極２に窓部分の機能を持たせる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は工業用または医療用など
に使用される、高電圧式透過型Ｘ線発生装置に関する。
に使用される、高電圧式透過型Ｘ線発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線発生装置は放射線同位元素を利用し
た方式のＸ線発生装置、シンクロトロン方式のＸ線発生
装置、および高電圧式Ｘ線発生装置、などの方式があ
る。これらの方式のうち本発明が関係するは高電圧式反
射型Ｘ線発生層、高電圧式透過型Ｘ線発生源のうちの後
者である。
た方式のＸ線発生装置、シンクロトロン方式のＸ線発生
装置、および高電圧式Ｘ線発生装置、などの方式があ
る。これらの方式のうち本発明が関係するは高電圧式反
射型Ｘ線発生層、高電圧式透過型Ｘ線発生源のうちの後
者である。
【０００３】従来の技術による高電圧式透過型Ｘ線発生
装置の模式図を図２に示す。図１に於て、１はフィラメ
ント、２は陽極、３は真空容器、４は窓である。このよ
うに窓と陽極はそれぞれ別個の構成要素であり陽極上の
有効ターゲットである６の部分からＸ線５を発生するよ
うになっている。なお図２に於てはフィラメント電源、
高圧電源は省略されている。
装置の模式図を図２に示す。図１に於て、１はフィラメ
ント、２は陽極、３は真空容器、４は窓である。このよ
うに窓と陽極はそれぞれ別個の構成要素であり陽極上の
有効ターゲットである６の部分からＸ線５を発生するよ
うになっている。なお図２に於てはフィラメント電源、
高圧電源は省略されている。
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】本発明が解決しよう
とする課題は真空容器の窓に於るＸ線吸収損失を小さく
することにある。Ｘ線の出力が弱い場合に真空容器の窓
に於るＸ線の吸収損失が窓を通り抜けるＸ線出力に比べ
て無視できない場合があり、特に軟Ｘ線領域では窓に於
るＸ線の吸収損失が著しい。
とする課題は真空容器の窓に於るＸ線吸収損失を小さく
することにある。Ｘ線の出力が弱い場合に真空容器の窓
に於るＸ線の吸収損失が窓を通り抜けるＸ線出力に比べ
て無視できない場合があり、特に軟Ｘ線領域では窓に於
るＸ線の吸収損失が著しい。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに本発明に於ては請求項１に述べたように陽極を真空
容器の窓の機能を兼ねさせる。
めに本発明に於ては請求項１に述べたように陽極を真空
容器の窓の機能を兼ねさせる。
【０００６】本発明に於ては陽極に求められる機能は、
従来の技術の陽極と真空容器の窓のそれぞれに求められ
る機能の両方の機能が求められる。即ち１）真空容器内
外の圧力差１気圧に耐えうる耐圧性、２）Ｘ線発生能力
の大きい機能、即ち原子番号の大きい材質であること、
３）良好な熱伝導性能が求められる機能である。
従来の技術の陽極と真空容器の窓のそれぞれに求められ
る機能の両方の機能が求められる。即ち１）真空容器内
外の圧力差１気圧に耐えうる耐圧性、２）Ｘ線発生能力
の大きい機能、即ち原子番号の大きい材質であること、
３）良好な熱伝導性能が求められる機能である。
【０００７】これらの機能１）、２）、３）について更
に説明すると、Ｘ線は産業上は、大気圧中で使用される
ことが多い。Ｘ線発生源は真空容器に収納される。従っ
て真空容器内外の圧力差は１気圧が必要である。次に項
２）について説明する。Ｘ線発生源は一定の投入電力当
りのＸ線発生量が大なることが求められる。即ちＸ線発
生効率が大きなもの程Ｘ線発生源として優れている。Ｘ
線発生効率は陽極の材質の原子番号に比例することが一
般的に知られている。次に項３）について説明する。フ
ィラメントから発生した熱電子が陽極に衝突してＸ線を
発生させるのが一般的な高電圧式Ｘ線発生源の、Ｘ線発
生機構である。このため陽極は熱電子の衝突により加熱
され発熱する。この熱をすみやかに放熱しないと陽極は
加熱、熔融してしまう。従って本発明に於る陽極兼窓は
熱伝導性能が良い事が求められる。
に説明すると、Ｘ線は産業上は、大気圧中で使用される
ことが多い。Ｘ線発生源は真空容器に収納される。従っ
て真空容器内外の圧力差は１気圧が必要である。次に項
２）について説明する。Ｘ線発生源は一定の投入電力当
りのＸ線発生量が大なることが求められる。即ちＸ線発
生効率が大きなもの程Ｘ線発生源として優れている。Ｘ
線発生効率は陽極の材質の原子番号に比例することが一
般的に知られている。次に項３）について説明する。フ
ィラメントから発生した熱電子が陽極に衝突してＸ線を
発生させるのが一般的な高電圧式Ｘ線発生源の、Ｘ線発
生機構である。このため陽極は熱電子の衝突により加熱
され発熱する。この熱をすみやかに放熱しないと陽極は
加熱、熔融してしまう。従って本発明に於る陽極兼窓は
熱伝導性能が良い事が求められる。
【０００８】以上の項１）、２）、３）を解決するため
の手段として、請求項２に記述した手段をとる。
の手段として、請求項２に記述した手段をとる。
【０００９】
【作用】本発明に於る請求項１の作用について記述す
る。本発明に於ては陽極が窓を兼用するので陽極即ち窓
から発生するＸ線は吸収されることがない。即ち窓によ
るＸ線の吸収、損失はない。
る。本発明に於ては陽極が窓を兼用するので陽極即ち窓
から発生するＸ線は吸収されることがない。即ち窓によ
るＸ線の吸収、損失はない。
【００１０】次に請求項２の作用について記述する。一
般にＸ線発生部分、即ち陽極部分の有効ターゲット部分
の温度は有効ターゲット部分が順に三次元、二次元、一
次元、零次元の順位で温度が高くなって行く。即ち零次
元の有効ターゲットが最も温度が高く、三次元の有効タ
ーゲットが最も温度が低い。
般にＸ線発生部分、即ち陽極部分の有効ターゲット部分
の温度は有効ターゲット部分が順に三次元、二次元、一
次元、零次元の順位で温度が高くなって行く。即ち零次
元の有効ターゲットが最も温度が高く、三次元の有効タ
ーゲットが最も温度が低い。
【００１１】図３にＸ線発生部分である有効ターゲット
部分の次元に関する模式図を示す。なお零次元、一次元
はそれぞれ理想化された幾何学上の概念であり実際に
は、例えば零次元は点状に近いものを意味し、一次元は
線状に近いものを意味する。即ち零次元とは点であり大
きさを持たないものと幾何学上は定義されるが、実質上
は微小な点状と本明細書では定義する。
部分の次元に関する模式図を示す。なお零次元、一次元
はそれぞれ理想化された幾何学上の概念であり実際に
は、例えば零次元は点状に近いものを意味し、一次元は
線状に近いものを意味する。即ち零次元とは点であり大
きさを持たないものと幾何学上は定義されるが、実質上
は微小な点状と本明細書では定義する。
【００１２】有効ターゲットに一定のエネルギーを投入
すると、零次元、一次元、二次元、三次元の順に温度が
高い。即ち零次元が最も温度が高く、三次元が最も温度
が低くなるのは明らかである。
すると、零次元、一次元、二次元、三次元の順に温度が
高い。即ち零次元が最も温度が高く、三次元が最も温度
が低くなるのは明らかである。
【００１３】本発明に於ては陽極は外界に曝らされるの
で高温の場合には、酸化即ち錆びる。温度が高い場合に
は本発明に於ては第三層目に酸化防止の膜を形成して酸
化防止し陽極の変質、劣化を防ぐこともできる。但しこ
の第三層によるＸ線吸収損失は最小にしなければならな
いので、薄層とする。層の厚さは実験の結果０．１〜数
ミクロン程度であれば酸化防止、Ｘ線吸収損失、熱伝導
性の点で良好である。材質については金が最も望ましい
が、コスト的に許容できない場合はクロム、ニッケルな
ど熱的には容易に酸化せずかつ熱伝導性の比較的良好な
物質で代替する。
で高温の場合には、酸化即ち錆びる。温度が高い場合に
は本発明に於ては第三層目に酸化防止の膜を形成して酸
化防止し陽極の変質、劣化を防ぐこともできる。但しこ
の第三層によるＸ線吸収損失は最小にしなければならな
いので、薄層とする。層の厚さは実験の結果０．１〜数
ミクロン程度であれば酸化防止、Ｘ線吸収損失、熱伝導
性の点で良好である。材質については金が最も望ましい
が、コスト的に許容できない場合はクロム、ニッケルな
ど熱的には容易に酸化せずかつ熱伝導性の比較的良好な
物質で代替する。
【００１４】本発明に於ては陽極は１気圧の圧力差を受
けるので、少なくとも１気圧の耐圧性能が必要である。
本発明に於ては第一層目単独あるいは第二層目単独ある
いは第一層目と第二層目の組合せがこの耐圧性を持つ。
なお、熱電子の透過性の確保、発生Ｘ線の自己吸収損失
防止のために第一層目、第二層目は薄層とする。陽極と
してのＸ線発生能力と耐熱性の要求から通常陽極は従来
の技術に於てはタングステン、あるいはモリブデンであ
り、本発明に於ても原子番号が大でＸ線発生能力が高く
かつ耐熱性の良いタングステン、あるいはモリブデンを
第二層に使う。
けるので、少なくとも１気圧の耐圧性能が必要である。
本発明に於ては第一層目単独あるいは第二層目単独ある
いは第一層目と第二層目の組合せがこの耐圧性を持つ。
なお、熱電子の透過性の確保、発生Ｘ線の自己吸収損失
防止のために第一層目、第二層目は薄層とする。陽極と
してのＸ線発生能力と耐熱性の要求から通常陽極は従来
の技術に於てはタングステン、あるいはモリブデンであ
り、本発明に於ても原子番号が大でＸ線発生能力が高く
かつ耐熱性の良いタングステン、あるいはモリブデンを
第二層に使う。
【００１５】第一層目にのみ耐圧機能を持たす場合は、
耐圧性能が良くなおかつ熱電子の透過の良い物質である
チタンあるいはベリリウムとする。第一層目にＸ線発生
機能も持たせる場会は、耐圧性、加工性、Ｘ線発生能力
の点からモリブデンとする。
耐圧性能が良くなおかつ熱電子の透過の良い物質である
チタンあるいはベリリウムとする。第一層目にＸ線発生
機能も持たせる場会は、耐圧性、加工性、Ｘ線発生能力
の点からモリブデンとする。
【００１６】本発明に於て請求項１の作用はＸ線の窓に
よる吸収損失を少なくする作用でする。
よる吸収損失を少なくする作用でする。
【００１７】本発明に於て請求項２は、Ｘ線発生源の物
理的要求即ち耐圧性の要求、Ｘ線発生効率の要求、熱伝
導性の要求、錆び等変質、破損防止の要求の各々の要求
を満す作用を有する。
理的要求即ち耐圧性の要求、Ｘ線発生効率の要求、熱伝
導性の要求、錆び等変質、破損防止の要求の各々の要求
を満す作用を有する。
【００１８】なお以上の説明はＸ線の同時発生が有効タ
ーゲット全域であることを想定している。有効ターゲッ
ト全域から同時でなく時分割でＸ線を発生させることも
技術的には可能である。即ち有効ターゲットの部分、部
分を個々に例えば時分割で高電圧を印加すれば良い。但
し本発明に於てはより多くのＸ線出力を得ることを目的
としているのでＸ線は有効ターゲット部分全域から同時
発生させる場合を想定している。
ーゲット全域であることを想定している。有効ターゲッ
ト全域から同時でなく時分割でＸ線を発生させることも
技術的には可能である。即ち有効ターゲットの部分、部
分を個々に例えば時分割で高電圧を印加すれば良い。但
し本発明に於てはより多くのＸ線出力を得ることを目的
としているのでＸ線は有効ターゲット部分全域から同時
発生させる場合を想定している。
【００１９】
【実施例】実施例について第１図を参照して説明する。
図１に於てフィラメント１にフィラメント電源から電力
を供給して加熱しフィラメント１から熱電子を放出させ
る。放出された熱電子は高圧電源によって加速され陽極
２に衝突すると陽極２のＸ線発生部分の陽極第一層２Ａ
または陽極第二層２ＢからＸ線が発生する。陽極第三層
２Ｃは金メッキであり酸化防止機能を果す。陽極の各層
はメッキ、蒸着、スパッタリングあるいは塗装などで製
作、製層、製膜される。
図１に於てフィラメント１にフィラメント電源から電力
を供給して加熱しフィラメント１から熱電子を放出させ
る。放出された熱電子は高圧電源によって加速され陽極
２に衝突すると陽極２のＸ線発生部分の陽極第一層２Ａ
または陽極第二層２ＢからＸ線が発生する。陽極第三層
２Ｃは金メッキであり酸化防止機能を果す。陽極の各層
はメッキ、蒸着、スパッタリングあるいは塗装などで製
作、製層、製膜される。
【００２０】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、陽極で発生したＸ線の窓部に於る損失が少ない。
で、陽極で発生したＸ線の窓部に於る損失が少ない。
【図１】Ｘ線発生装置の実施例である。
【図２】Ｘ線発生装置従来技術の模式図である。
【図３】Ｘ線発生源の次元を説明する図出ある。
１……フィラメント ２……陽極 ２Ａ…陽極第一層 ２Ｂ…陽極第二層 ２Ｃ…陽極第三層 ３……真空容器 ４……窓 ５……Ｘ線 ６……有効ターゲット部分
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｇ 1/00 Ｃ
Claims (2)
- 【請求項１】Ｘ線の同時発生源が一次元あるいは二次元
あるいは三次元の形状である、高電圧式透過型Ｘ線発生
装置に於て陽極がターゲットとしての機能の外に、外界
との真空隔壁の窓としての機能を有することを特徴とし
たＸ線発生装置。 - 【請求項２】前記請求項１於て、陽極の材質が１層、２
層または３層の組合せ構造となっており、第一層目はベ
リリウムあるいはチタンあるいはモリブデンであり、第
二層目はモリブデンあるいはタングステン、第三層目は
金あるいはクロムあるいはニッケルなど熱的には容易に
酸化しない物質であり、なおかつ各層とも薄層であるこ
とを特徴としたＸ線発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22026196A JPH1039100A (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | Ｘ線発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22026196A JPH1039100A (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | Ｘ線発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1039100A true JPH1039100A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=16748418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22026196A Pending JPH1039100A (ja) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | Ｘ線発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1039100A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002075771A1 (en) * | 2001-03-20 | 2002-09-26 | Advanced Electron Beams, Inc. | X-ray irradiation apparatus |
| US7133493B2 (en) | 2001-03-20 | 2006-11-07 | Advanced Electron Beams, Inc. | X-ray irradiation apparatus |
| JP2009109207A (ja) * | 2007-10-26 | 2009-05-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Ｘ線発生装置 |
| WO2011025740A3 (en) * | 2009-08-31 | 2011-06-03 | Varian Medical Systems, Inc. | Target assembly with electron and photon windows |
-
1996
- 1996-07-19 JP JP22026196A patent/JPH1039100A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002075771A1 (en) * | 2001-03-20 | 2002-09-26 | Advanced Electron Beams, Inc. | X-ray irradiation apparatus |
| US6738451B2 (en) | 2001-03-20 | 2004-05-18 | Advanced Electron Beams, Inc. | X-ray irradiation apparatus |
| US7133493B2 (en) | 2001-03-20 | 2006-11-07 | Advanced Electron Beams, Inc. | X-ray irradiation apparatus |
| US7324630B2 (en) | 2001-03-20 | 2008-01-29 | Advanced Electron Beams, Inc. | X-ray irradiation apparatus |
| JP2009109207A (ja) * | 2007-10-26 | 2009-05-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Ｘ線発生装置 |
| WO2011025740A3 (en) * | 2009-08-31 | 2011-06-03 | Varian Medical Systems, Inc. | Target assembly with electron and photon windows |
| US8098796B2 (en) | 2009-08-31 | 2012-01-17 | Varian Medical Systems, Inc. | Target assembly with electron and photon windows |
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