JP2000082430A - Ｘ線発生用ターゲット及びこれを用いたｘ線管 - Google Patents
Ｘ線発生用ターゲット及びこれを用いたｘ線管Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 微小焦点径のＸ線を発しつつ、耐衝撃性の低
下を防止し、冷却効果を向上させることのできるＸ線発
生用ターゲット及びこれを用いたＸ線管を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 本発明は、銅製ターゲット支持体１６に
設けられ、カソード１５ｂから放射される電子ビームを
受容してＸ線を発するターゲット１７であって、支持体
１６に設けられ、銅より大きい熱伝導率の炭素層１９、
炭素層１９上のレニウム層２０、電子ビームを受容して
Ｘ線を発するレニウム層２０上のタングステン薄膜２１
を備える。この場合、薄膜２１で電子ビームがＸ線に変
換され、焦点径の小さいＸ線がターゲット１７から放射
される。また、電子ビームが炭素層１９で吸収されて発
生する熱が支持体１６に速やかに伝えられる。更に、レ
ニウム層２０によりタングステンカーバイドの生成が防
止される。
下を防止し、冷却効果を向上させることのできるＸ線発
生用ターゲット及びこれを用いたＸ線管を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 本発明は、銅製ターゲット支持体１６に
設けられ、カソード１５ｂから放射される電子ビームを
受容してＸ線を発するターゲット１７であって、支持体
１６に設けられ、銅より大きい熱伝導率の炭素層１９、
炭素層１９上のレニウム層２０、電子ビームを受容して
Ｘ線を発するレニウム層２０上のタングステン薄膜２１
を備える。この場合、薄膜２１で電子ビームがＸ線に変
換され、焦点径の小さいＸ線がターゲット１７から放射
される。また、電子ビームが炭素層１９で吸収されて発
生する熱が支持体１６に速やかに伝えられる。更に、レ
ニウム層２０によりタングステンカーバイドの生成が防
止される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線発生用ターゲ
ット及びこれを用いたＸ線管に係り、より詳細には、微
小焦点径のＸ線を発するＸ線発生用ターゲット及びこれ
を用いたＸ線管に関する。
ット及びこれを用いたＸ線管に係り、より詳細には、微
小焦点径のＸ線を発するＸ線発生用ターゲット及びこれ
を用いたＸ線管に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、目では直接見えないような微
細部分の観察などに用いられるＸ線源として、微小な焦
点径のＸ線を発するマイクロフォーカスＸ線源が知られ
ている。
細部分の観察などに用いられるＸ線源として、微小な焦
点径のＸ線を発するマイクロフォーカスＸ線源が知られ
ている。
【０００３】マイクロフォーカスＸ線源は、電子ビーム
を放射するカソードと、カソードから放射される電子ビ
ームを受容してＸ線を発するターゲットと、ターゲット
を支持する銅などからなるターゲット支持体とを備えて
いる。ターゲットは、電子ビームをＸ線に変換するタン
グステンなどからなるＸ線発生層を有するのが一般的で
ある。
を放射するカソードと、カソードから放射される電子ビ
ームを受容してＸ線を発するターゲットと、ターゲット
を支持する銅などからなるターゲット支持体とを備えて
いる。ターゲットは、電子ビームをＸ線に変換するタン
グステンなどからなるＸ線発生層を有するのが一般的で
ある。
【０００４】このようなマイクロフォーカスＸ線源の例
として、例えば特開平４−１４４０４５号公報に開示さ
れるものがある。この公報に記載のマイクロフォーカス
Ｘ線源は、約４５μｍの厚さを有するダイヤモンドから
なる第２の層の上に、約１〜１５μｍの厚さをもったタ
ングステンからなる第１の層を形成したターゲットを備
えている。
として、例えば特開平４−１４４０４５号公報に開示さ
れるものがある。この公報に記載のマイクロフォーカス
Ｘ線源は、約４５μｍの厚さを有するダイヤモンドから
なる第２の層の上に、約１〜１５μｍの厚さをもったタ
ングステンからなる第１の層を形成したターゲットを備
えている。
【０００５】マイクロフォーカスＸ線源の他の例とし
て、例えば特開平６−１８８０９２号公報に開示される
ものがある。この公報に記載のマイクロフォーカスＸ線
源は、銅からなるターゲット支持体を備えており、その
ターゲット支持体上にベリリウム（Ｂｅ）、カーボン
（Ｃ）などの軽元素からなる電子吸収層、及び厚さ約１
μｍの極めて薄いＸ線発生層を順次積層したターゲット
を備えている。
て、例えば特開平６−１８８０９２号公報に開示される
ものがある。この公報に記載のマイクロフォーカスＸ線
源は、銅からなるターゲット支持体を備えており、その
ターゲット支持体上にベリリウム（Ｂｅ）、カーボン
（Ｃ）などの軽元素からなる電子吸収層、及び厚さ約１
μｍの極めて薄いＸ線発生層を順次積層したターゲット
を備えている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の公報に記載のマイクロフォーカスＸ線源は、前
述した構成を有しているため、以下に示すような課題を
有していた。
た従来の公報に記載のマイクロフォーカスＸ線源は、前
述した構成を有しているため、以下に示すような課題を
有していた。
【０００７】即ち、特開平４−１４４０４５号公報に記
載のマイクロフォーカスＸ線源においては、より微小な
焦点径のＸ線を得ることが困難な場合があった。
載のマイクロフォーカスＸ線源においては、より微小な
焦点径のＸ線を得ることが困難な場合があった。
【０００８】一方、特開平６−１８８０９２号公報に記
載のマイクロフォーカスＸ線源においては、耐衝撃性が
低下すると共に、ターゲットの冷却が不十分となり、タ
ーゲットの損傷も早く、ターゲットの寿命が短縮するこ
とになる。
載のマイクロフォーカスＸ線源においては、耐衝撃性が
低下すると共に、ターゲットの冷却が不十分となり、タ
ーゲットの損傷も早く、ターゲットの寿命が短縮するこ
とになる。
【０００９】そこで、本発明は、微小焦点径のＸ線を発
しつつ、耐衝撃性の低下を防止し、冷却効果を向上させ
ることのできるＸ線発生用ターゲット及びこれを用いた
Ｘ線管を提供することを目的とする。
しつつ、耐衝撃性の低下を防止し、冷却効果を向上させ
ることのできるＸ線発生用ターゲット及びこれを用いた
Ｘ線管を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者らは、前述した従来の公報に記載のマイク
ロフォーカスＸ線源について鋭意検討した結果、以下の
ことを見出した。
め、本発明者らは、前述した従来の公報に記載のマイク
ロフォーカスＸ線源について鋭意検討した結果、以下の
ことを見出した。
【００１１】即ち、特開平４−１４４０４５号公報に記
載のマイクロフォーカスＸ線源においては、電子ビーム
を小焦点に絞り込んだとしても、カソードとターゲット
との間に供給される管電圧が１００ｋＶ程度になると、
電子がターゲットの内部でＸ線に変換される際に拡がっ
てしまい、Ｘ線の焦点径は１０μｍ程になってしまう。
つまり、小焦点Ｘ線を得ようとして電子ビームを絞り込
んでも限界があり、より微小な焦点径のＸ線を得ること
が困難であることを見い出した。
載のマイクロフォーカスＸ線源においては、電子ビーム
を小焦点に絞り込んだとしても、カソードとターゲット
との間に供給される管電圧が１００ｋＶ程度になると、
電子がターゲットの内部でＸ線に変換される際に拡がっ
てしまい、Ｘ線の焦点径は１０μｍ程になってしまう。
つまり、小焦点Ｘ線を得ようとして電子ビームを絞り込
んでも限界があり、より微小な焦点径のＸ線を得ること
が困難であることを見い出した。
【００１２】また、特開平６−１８８０９２号公報に記
載のマイクロフォーカスＸ線源においては、タングステ
ンとカーボンとが接合されており、作動中にタングステ
ンとカーボンとが反応して、機械的、熱的衝撃に脆いタ
ングステンカーバイドが生成し、その結果、耐衝撃性が
低下してしまうことを見い出した。また、電子吸収層ま
で突入した電子は、軽元素であるＢｅ，Ｃ等により、吸
収されやすい軟Ｘ線に変換され、Ｘ線発生層で吸収され
るか、又は熱になってしまう。ここで、電子吸収層がベ
リリウム（２００Ｗ／ｍ・Ｋ）、グラファイト（１００
〜３００Ｗ／ｍ・Ｋ）からなり、熱伝導率が小さいた
め、効率よく銅製のターゲット支持体（４００Ｗ／ｍ・
Ｋ）に熱を拡散できず、ターゲットの冷却が不十分とな
り、冷却が不十分であると、発熱部が微小であるために
ターゲットの損傷も早く、ターゲットの寿命が短縮する
ことを見い出した。
載のマイクロフォーカスＸ線源においては、タングステ
ンとカーボンとが接合されており、作動中にタングステ
ンとカーボンとが反応して、機械的、熱的衝撃に脆いタ
ングステンカーバイドが生成し、その結果、耐衝撃性が
低下してしまうことを見い出した。また、電子吸収層ま
で突入した電子は、軽元素であるＢｅ，Ｃ等により、吸
収されやすい軟Ｘ線に変換され、Ｘ線発生層で吸収され
るか、又は熱になってしまう。ここで、電子吸収層がベ
リリウム（２００Ｗ／ｍ・Ｋ）、グラファイト（１００
〜３００Ｗ／ｍ・Ｋ）からなり、熱伝導率が小さいた
め、効率よく銅製のターゲット支持体（４００Ｗ／ｍ・
Ｋ）に熱を拡散できず、ターゲットの冷却が不十分とな
り、冷却が不十分であると、発熱部が微小であるために
ターゲットの損傷も早く、ターゲットの寿命が短縮する
ことを見い出した。
【００１３】そこで、本発明者らは、上記公報に記載の
マイクロフォーカスＸ線源のもつ問題点を十分に検討し
た結果、以下の発明を完成させた。
マイクロフォーカスＸ線源のもつ問題点を十分に検討し
た結果、以下の発明を完成させた。
【００１４】即ち、本発明は、銅からなるターゲット支
持体に設けられ、カソードから放射される電子ビームを
受容してＸ線を発するＸ線発生用ターゲットであって、
ターゲット支持体に設けられ、銅より大きい熱伝導率を
有する炭素層と、炭素層上に設けられるレニウム層と、
レニウム層上に設けられ、電子ビームを受容してＸ線を
発するタングステン薄膜とを備えることを特徴とする。
持体に設けられ、カソードから放射される電子ビームを
受容してＸ線を発するＸ線発生用ターゲットであって、
ターゲット支持体に設けられ、銅より大きい熱伝導率を
有する炭素層と、炭素層上に設けられるレニウム層と、
レニウム層上に設けられ、電子ビームを受容してＸ線を
発するタングステン薄膜とを備えることを特徴とする。
【００１５】この構成のＸ線管用ターゲットによれば、
電子ビームがタングステン薄膜で受容されると、タング
ステン薄膜中で電子ビームがＸ線に変換され、Ｘ線がタ
ーゲットから放射される。このとき、タングステン薄膜
から小さな焦点径のＸ線が出射される。また、タングス
テン薄膜及びレニウム層を通過した電子ビームが炭素層
に入射されると、炭素層で電子ビームが吸収されて内部
に熱が発生するが、この熱がターゲット支持体に速やか
に伝えられる。更に、Ｘ線管の作動中、レニウム層がタ
ングステン薄膜と炭素層との間に設けられるので、タン
グステンと炭素との反応によるタングステンカーバイド
の生成が防止される。
電子ビームがタングステン薄膜で受容されると、タング
ステン薄膜中で電子ビームがＸ線に変換され、Ｘ線がタ
ーゲットから放射される。このとき、タングステン薄膜
から小さな焦点径のＸ線が出射される。また、タングス
テン薄膜及びレニウム層を通過した電子ビームが炭素層
に入射されると、炭素層で電子ビームが吸収されて内部
に熱が発生するが、この熱がターゲット支持体に速やか
に伝えられる。更に、Ｘ線管の作動中、レニウム層がタ
ングステン薄膜と炭素層との間に設けられるので、タン
グステンと炭素との反応によるタングステンカーバイド
の生成が防止される。
【００１６】上記炭素層はダイヤモンドを含むことが好
ましい。この場合、ダイヤモンドの熱伝導率は銅よりも
相当に大きく、従って、熱拡散が極めて速やかに行われ
る。
ましい。この場合、ダイヤモンドの熱伝導率は銅よりも
相当に大きく、従って、熱拡散が極めて速やかに行われ
る。
【００１７】また、本発明は、電子ビームを放射するカ
ソードと、銅からなるターゲット支持体と、ターゲット
支持体に設けられ、カソードから放射される電子ビーム
を受容してＸ線を発するＸ線発生用ターゲットと、カソ
ード及びＸ線発生用ターゲットを収容する容器とを備え
るＸ線管であって、Ｘ線発生用ターゲットが、ターゲッ
ト支持体に設けられ、銅より大きい熱伝導率を有する炭
素層と、炭素層上に設けられるレニウム層と、レニウム
層上に設けられ、電子ビームを受容してＸ線を発するタ
ングステン薄膜とを備えることを特徴とする。
ソードと、銅からなるターゲット支持体と、ターゲット
支持体に設けられ、カソードから放射される電子ビーム
を受容してＸ線を発するＸ線発生用ターゲットと、カソ
ード及びＸ線発生用ターゲットを収容する容器とを備え
るＸ線管であって、Ｘ線発生用ターゲットが、ターゲッ
ト支持体に設けられ、銅より大きい熱伝導率を有する炭
素層と、炭素層上に設けられるレニウム層と、レニウム
層上に設けられ、電子ビームを受容してＸ線を発するタ
ングステン薄膜とを備えることを特徴とする。
【００１８】この構成のＸ線管においては、電子ビーム
の照射によりＸ線発生用ターゲットの炭素層に発生する
熱がターゲット支持体に速やかに伝わるので、冷却効果
に優れている。このため、熱によるＸ線発生用ターゲッ
トの損傷が起こりにくく、ターゲットの長寿命化が図れ
る。更に、レニウム層の存在によりタングステン薄膜と
炭素層との反応が防止され、熱的・機械的に脆いタング
ステンカーバイドの生成が防止されるので、耐衝撃性の
低下を防止できる。このため、Ｘ線発生用ターゲットが
容器内に収容されても、ターゲットの早期交換を必要と
せず、Ｘ線管をメンテナンスの必要なく長期間利用する
ことができる。特に、本発明のＸ線管は、容器が密封容
器である場合に有効である。即ち、ターゲットが密封容
器内に収容される場合、ターゲットの交換が相当に面倒
となるが、そのような早期交換の必要がなくなるので、
長期間面倒な作業をしなくて済む。
の照射によりＸ線発生用ターゲットの炭素層に発生する
熱がターゲット支持体に速やかに伝わるので、冷却効果
に優れている。このため、熱によるＸ線発生用ターゲッ
トの損傷が起こりにくく、ターゲットの長寿命化が図れ
る。更に、レニウム層の存在によりタングステン薄膜と
炭素層との反応が防止され、熱的・機械的に脆いタング
ステンカーバイドの生成が防止されるので、耐衝撃性の
低下を防止できる。このため、Ｘ線発生用ターゲットが
容器内に収容されても、ターゲットの早期交換を必要と
せず、Ｘ線管をメンテナンスの必要なく長期間利用する
ことができる。特に、本発明のＸ線管は、容器が密封容
器である場合に有効である。即ち、ターゲットが密封容
器内に収容される場合、ターゲットの交換が相当に面倒
となるが、そのような早期交換の必要がなくなるので、
長期間面倒な作業をしなくて済む。
【００１９】また、上記Ｘ線管においては、Ｘ線発生用
ターゲットがタングステン薄膜の表面が露出された状態
でターゲット支持体に埋設されていることが好ましい。
この場合、Ｘ線発生用ターゲットがターゲット支持体に
埋設されることによりタングステン薄膜、レニウム層及
び炭素層がそれぞれターゲット支持体に接することにな
り、ターゲットをターゲット支持体上に設ける場合に比
べて、ターゲットからの熱拡散がより速やかに行われ
る。
ターゲットがタングステン薄膜の表面が露出された状態
でターゲット支持体に埋設されていることが好ましい。
この場合、Ｘ線発生用ターゲットがターゲット支持体に
埋設されることによりタングステン薄膜、レニウム層及
び炭素層がそれぞれターゲット支持体に接することにな
り、ターゲットをターゲット支持体上に設ける場合に比
べて、ターゲットからの熱拡散がより速やかに行われ
る。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
添付図面を参照して説明する。
添付図面を参照して説明する。
【００２１】図１は、本実施形態に係るＸ線管としての
サイドウィンドタイプのマイクロフォーカスＸ線管の構
成を示す断面図である。図１に示すように、マイクロフ
ォーカスＸ線管（以下、「Ｘ線管」という）１０は、ニ
ッケル・銅合金製の外囲器１２とガラス製の外囲器１３
とを備えている。外囲器１２の一方の開口１２ａにはセ
ラミック製のステム１１が気密にはめ込まれており、外
囲器１２の側面の開口１２ｂには、ベリリウム製のＸ線
出射窓１４が気密に取り付けられている。そして、この
外囲器１２のもう一方の開放端に、ガラス製の外囲器１
３が気密に被せられている。このようにして密封容器Ｈ
が構成されている。
サイドウィンドタイプのマイクロフォーカスＸ線管の構
成を示す断面図である。図１に示すように、マイクロフ
ォーカスＸ線管（以下、「Ｘ線管」という）１０は、ニ
ッケル・銅合金製の外囲器１２とガラス製の外囲器１３
とを備えている。外囲器１２の一方の開口１２ａにはセ
ラミック製のステム１１が気密にはめ込まれており、外
囲器１２の側面の開口１２ｂには、ベリリウム製のＸ線
出射窓１４が気密に取り付けられている。そして、この
外囲器１２のもう一方の開放端に、ガラス製の外囲器１
３が気密に被せられている。このようにして密封容器Ｈ
が構成されている。
【００２２】外囲器１２の内部には、電子銃１５が配置
され、電子銃１５は、ヒータ電極１５ａ、カソード１５
ｂ、モリブテン（Ｍｏ）からなるグリッド電極１５ｃ及
びフォーカス電極１５ｄから構成され、フォーカス電極
１５ｄは、アルミナまたはサファイヤの支柱１５ｅに取
り付けられている。カソード１５ｂとしては、多孔質タ
ングステンにＢａＯ等を含浸させた含浸型カソードが用
いられ、その電子放射面がＯｓ（オスミウム）などで被
覆されている。また、外囲器１２、１３の内部には、タ
ーゲット支持体１６が配置され、ターゲット支持体１６
の先端には、ターゲット１７が設けられている。ターゲ
ット支持体１６としては、熱伝導性が良く、加工性及び
強度に優れた銅（熱伝導率：４００Ｗ／ｍ・Ｋ）が用い
られる。
され、電子銃１５は、ヒータ電極１５ａ、カソード１５
ｂ、モリブテン（Ｍｏ）からなるグリッド電極１５ｃ及
びフォーカス電極１５ｄから構成され、フォーカス電極
１５ｄは、アルミナまたはサファイヤの支柱１５ｅに取
り付けられている。カソード１５ｂとしては、多孔質タ
ングステンにＢａＯ等を含浸させた含浸型カソードが用
いられ、その電子放射面がＯｓ（オスミウム）などで被
覆されている。また、外囲器１２、１３の内部には、タ
ーゲット支持体１６が配置され、ターゲット支持体１６
の先端には、ターゲット１７が設けられている。ターゲ
ット支持体１６としては、熱伝導性が良く、加工性及び
強度に優れた銅（熱伝導率：４００Ｗ／ｍ・Ｋ）が用い
られる。
【００２３】そして、ヒータ電極１５ａによりカソード
１５ｂが加熱されると、一定の温度でカソード１５ｂの
表面から電子が放出され、放出された電子は、グリッド
電極１５ｃで加速され、フォーカス電極１５ｄで集束さ
れて、電子ビームとしてターゲット１７に衝突する。衝
突により、電子はＸ線と熱に変換され、発生したＸ線は
Ｘ線出射窓１４から外部に出射される。なお、ターゲッ
ト１７は、電子がターゲット１７に向かう軌道に垂直な
面に対して例えば２５°傾けて配置されている。このよ
うにターゲット１７が傾けて配置されているので、発生
したＸ線の多くはＸ線出射窓１４に到達し、Ｘ線出射窓
１４から外部に出射される。
１５ｂが加熱されると、一定の温度でカソード１５ｂの
表面から電子が放出され、放出された電子は、グリッド
電極１５ｃで加速され、フォーカス電極１５ｄで集束さ
れて、電子ビームとしてターゲット１７に衝突する。衝
突により、電子はＸ線と熱に変換され、発生したＸ線は
Ｘ線出射窓１４から外部に出射される。なお、ターゲッ
ト１７は、電子がターゲット１７に向かう軌道に垂直な
面に対して例えば２５°傾けて配置されている。このよ
うにターゲット１７が傾けて配置されているので、発生
したＸ線の多くはＸ線出射窓１４に到達し、Ｘ線出射窓
１４から外部に出射される。
【００２４】図２は、ターゲット支持体１６の先端部に
ターゲット１７が設けられる状態を示す断面図である。
図２に示すように、ターゲット支持体１６の先端部には
凹部１８が形成されており、ターゲット１７は、この凹
部１８にはめ込まれている。即ち、ターゲット１７は、
ターゲット支持体１６の先端部に埋設されている。
ターゲット１７が設けられる状態を示す断面図である。
図２に示すように、ターゲット支持体１６の先端部には
凹部１８が形成されており、ターゲット１７は、この凹
部１８にはめ込まれている。即ち、ターゲット１７は、
ターゲット支持体１６の先端部に埋設されている。
【００２５】ターゲット１７は、凹部１８の底部に接合
される炭素層１９と、炭素層１９上に積層される保護層
２０と、保護層２０上に積層されるＸ線発生薄膜２１と
を備えており、Ｘ線発生薄膜２１は、その表面２１ａが
ターゲット支持体１６から露出されている。
される炭素層１９と、炭素層１９上に積層される保護層
２０と、保護層２０上に積層されるＸ線発生薄膜２１と
を備えており、Ｘ線発生薄膜２１は、その表面２１ａが
ターゲット支持体１６から露出されている。
【００２６】炭素層１９は、ターゲット支持体１６を構
成する銅よりも熱伝導率の高い炭素質材料が用いられ、
その炭素質材料としては、例えばスーパーグラファイト
（商品名、熱伝導率：８００Ｗ／ｍ・Ｋ）やダイヤモン
ド（熱伝導率：９００〜２０００Ｗ／ｍ・Ｋ）などが用
いられる。このうち、スーパーグラファイトよりも熱伝
導率がより大きいことから、ダイヤモンドが好適に用い
られる。炭素層１９の厚さは、好ましくは約１００μｍ
である。
成する銅よりも熱伝導率の高い炭素質材料が用いられ、
その炭素質材料としては、例えばスーパーグラファイト
（商品名、熱伝導率：８００Ｗ／ｍ・Ｋ）やダイヤモン
ド（熱伝導率：９００〜２０００Ｗ／ｍ・Ｋ）などが用
いられる。このうち、スーパーグラファイトよりも熱伝
導率がより大きいことから、ダイヤモンドが好適に用い
られる。炭素層１９の厚さは、好ましくは約１００μｍ
である。
【００２７】保護層２０は、炭素層１９とＸ線発生薄膜
２１との反応を防止するためのものであり、保護層２０
としては、耐熱性に優れることから、レニウムが用いら
れる。保護層（以下、「レニウム層」という）２０の厚
さは、好ましくは０．５μｍ以下である。
２１との反応を防止するためのものであり、保護層２０
としては、耐熱性に優れることから、レニウムが用いら
れる。保護層（以下、「レニウム層」という）２０の厚
さは、好ましくは０．５μｍ以下である。
【００２８】Ｘ線発生薄膜２１としては、Ｘ線発生効率
が高く、耐熱性に優れた材料が用いられ、その材料とし
てはタングステンが用いられる。Ｘ線発生薄膜（以下、
「タングステン薄膜」という）２１の厚さは、好ましく
は５μｍ以下である。
が高く、耐熱性に優れた材料が用いられ、その材料とし
てはタングステンが用いられる。Ｘ線発生薄膜（以下、
「タングステン薄膜」という）２１の厚さは、好ましく
は５μｍ以下である。
【００２９】なお、ターゲット１７の厚さは、使用する
管電圧、希望するＸ線の焦点径、Ｘ線量により決定され
る。例えば管電圧が１００ｋＶの場合、ターゲット１７
の厚さは、好ましくは数千Å〜数μｍの範囲である。厚
さが大きいほどＸ線量が多くなるが、焦点径も大きくな
る傾向がある。
管電圧、希望するＸ線の焦点径、Ｘ線量により決定され
る。例えば管電圧が１００ｋＶの場合、ターゲット１７
の厚さは、好ましくは数千Å〜数μｍの範囲である。厚
さが大きいほどＸ線量が多くなるが、焦点径も大きくな
る傾向がある。
【００３０】ここで、上記ターゲット１７の作製方法に
ついて説明する。即ち、まず、ターゲット支持体１６の
凹部１８の内部に成膜、埋め込み又はろう付け等により
炭素層１９を設け、その上にＰＶＤ法、ＣＶＤ法、蒸着
法等によりレニウム層２０を成膜し、更にその上にＰＶ
Ｄ法、ＣＶＤ法、蒸着法等によりタングステン薄膜２１
を形成する。このようにしてターゲット支持体１６の凹
部１８にターゲット１７が埋設された状態で作製され
る。
ついて説明する。即ち、まず、ターゲット支持体１６の
凹部１８の内部に成膜、埋め込み又はろう付け等により
炭素層１９を設け、その上にＰＶＤ法、ＣＶＤ法、蒸着
法等によりレニウム層２０を成膜し、更にその上にＰＶ
Ｄ法、ＣＶＤ法、蒸着法等によりタングステン薄膜２１
を形成する。このようにしてターゲット支持体１６の凹
部１８にターゲット１７が埋設された状態で作製され
る。
【００３１】上述した構成のターゲット１７によれば、
電子ビームがタングステン薄膜２１で受容されると、タ
ングステン薄膜２１中で電子ビームがＸ線に変換され、
Ｘ線がターゲット１７から放射される。このとき、タン
グステン薄膜２１から小さな焦点径のＸ線が出射され
る。また、タングステン薄膜２１及びレニウム層２０を
通過した電子ビームが炭素層１９に入射されると、炭素
層１９で電子ビームが吸収されて内部に熱が発生する
が、この熱がターゲット支持体に速やかに伝えられる。
このため、冷却効果が向上し、ターゲット１７の長寿命
化が図れる。特に、炭素層１９としてダイヤモンドが用
いられる場合、その熱伝導率の高さから、冷却効果が一
層向上し、ターゲット１７の更なる長寿命化が図れる。
電子ビームがタングステン薄膜２１で受容されると、タ
ングステン薄膜２１中で電子ビームがＸ線に変換され、
Ｘ線がターゲット１７から放射される。このとき、タン
グステン薄膜２１から小さな焦点径のＸ線が出射され
る。また、タングステン薄膜２１及びレニウム層２０を
通過した電子ビームが炭素層１９に入射されると、炭素
層１９で電子ビームが吸収されて内部に熱が発生する
が、この熱がターゲット支持体に速やかに伝えられる。
このため、冷却効果が向上し、ターゲット１７の長寿命
化が図れる。特に、炭素層１９としてダイヤモンドが用
いられる場合、その熱伝導率の高さから、冷却効果が一
層向上し、ターゲット１７の更なる長寿命化が図れる。
【００３２】更に、Ｘ線管１０の作動中、レニウム層２
０がタングステン薄膜２１と炭素層１９との間に設けら
れるので、タングステンと炭素質材料との反応によるタ
ングステンカーバイドの生成が防止される。このため、
タングステンカーバイドの生成による熱的・機械的な耐
衝撃性の低下を防止することができる。
０がタングステン薄膜２１と炭素層１９との間に設けら
れるので、タングステンと炭素質材料との反応によるタ
ングステンカーバイドの生成が防止される。このため、
タングステンカーバイドの生成による熱的・機械的な耐
衝撃性の低下を防止することができる。
【００３３】また、ターゲット１７がターゲット支持体
１６に埋設されているので、タングステン薄膜２１、レ
ニウム層２０及び炭素層１９がそれぞれターゲット支持
体１７に接することになり、ターゲット１７をターゲッ
ト支持体１６上に設ける場合に比べて、ターゲット１７
からの熱拡散がより速やかに行われる。
１６に埋設されているので、タングステン薄膜２１、レ
ニウム層２０及び炭素層１９がそれぞれターゲット支持
体１７に接することになり、ターゲット１７をターゲッ
ト支持体１６上に設ける場合に比べて、ターゲット１７
からの熱拡散がより速やかに行われる。
【００３４】従って、上述した構成のターゲット１７
は、ターゲット１７の早期交換を必要とせず、Ｘ線管１
０をメンテナンスの必要なく長期間利用することができ
る。特に、ターゲット１７は、本実施形態のようにター
ゲット１７が密封容器Ｈの内部に収容され、ターゲット
１７の交換が相当に面倒となるようなＸ線管において有
効である。即ち、ターゲット１７が密封容器Ｈ内に収容
される場合、ターゲット１７の交換が相当に面倒となる
が、そのような早期交換の必要がなくなるので、長期間
面倒な作業をしなくて済む。
は、ターゲット１７の早期交換を必要とせず、Ｘ線管１
０をメンテナンスの必要なく長期間利用することができ
る。特に、ターゲット１７は、本実施形態のようにター
ゲット１７が密封容器Ｈの内部に収容され、ターゲット
１７の交換が相当に面倒となるようなＸ線管において有
効である。即ち、ターゲット１７が密封容器Ｈ内に収容
される場合、ターゲット１７の交換が相当に面倒となる
が、そのような早期交換の必要がなくなるので、長期間
面倒な作業をしなくて済む。
【００３５】本発明は、前述した実施形態に限定される
ものではない。例えば、本発明のＸ線発生用ターゲット
は、図３に示すエンドウィンドタイプのＸ線管１０にも
適用可能である。このエンドウィンドタイプのＸ線管１
０は、Ｘ線出力窓１４と電子銃１５の位置を入れ替えた
構造となっている。
ものではない。例えば、本発明のＸ線発生用ターゲット
は、図３に示すエンドウィンドタイプのＸ線管１０にも
適用可能である。このエンドウィンドタイプのＸ線管１
０は、Ｘ線出力窓１４と電子銃１５の位置を入れ替えた
構造となっている。
【００３６】更に、本発明のＸ線発生用ターゲットは、
図４に示すように、ターゲット支持体１６が円筒状のフ
ード電極２２内に収容されたエンドウィンドタイプのマ
イクロフォーカスＸ線管にも適用可能である。なお、フ
ード電極２２の一端にはＸ線通過口２２ａが形成され、
側面には電子ビーム通過口２２ｂが形成されている。
図４に示すように、ターゲット支持体１６が円筒状のフ
ード電極２２内に収容されたエンドウィンドタイプのマ
イクロフォーカスＸ線管にも適用可能である。なお、フ
ード電極２２の一端にはＸ線通過口２２ａが形成され、
側面には電子ビーム通過口２２ｂが形成されている。
【００３７】また、ターゲット１７は、ターゲット支持
体１６の先端に埋設される場合に限定されず、ターゲッ
ト支持体１６の先端に突設されてもよい。この場合、タ
ーゲット１７は、ターゲット支持体１６の先端に銀等に
よりろう付けされる。
体１６の先端に埋設される場合に限定されず、ターゲッ
ト支持体１６の先端に突設されてもよい。この場合、タ
ーゲット１７は、ターゲット支持体１６の先端に銀等に
よりろう付けされる。
【００３８】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、タン
グステン薄膜中で電子ビームがＸ線に変換され、Ｘ線が
ターゲットから放射されるとき、タングステン薄膜から
焦点径の小さなＸ線が出射される。また、電子ビームの
炭素層への入射により炭素層で電子ビームが吸収されて
発生する熱がターゲット支持体に速やかに伝えられ、冷
却効果が向上する。更に、レニウム層によりタングステ
ンと炭素層との反応によるタングステンカーバイドの生
成が防止され、耐衝撃性の低下を防止できる。
グステン薄膜中で電子ビームがＸ線に変換され、Ｘ線が
ターゲットから放射されるとき、タングステン薄膜から
焦点径の小さなＸ線が出射される。また、電子ビームの
炭素層への入射により炭素層で電子ビームが吸収されて
発生する熱がターゲット支持体に速やかに伝えられ、冷
却効果が向上する。更に、レニウム層によりタングステ
ンと炭素層との反応によるタングステンカーバイドの生
成が防止され、耐衝撃性の低下を防止できる。
【図１】本発明のＸ線管の一実施形態を示す断面図であ
る。
る。
【図２】図１のターゲットの構成を示す断面図である。
【図３】本発明のＸ線管の別の実施形態を示す断面図で
ある。
ある。
【図４】本発明のＸ線管のさらに別の実施形態を示す断
面図である。
面図である。
１０…マイクロフォーカスＸ線管（Ｘ線管）、１５ｂ…
カソード、１６…ターゲット支持体、１７…ターゲッ
ト、１９…炭素層、２０…レニウム層、２１…タングス
テン薄膜。
カソード、１６…ターゲット支持体、１７…ターゲッ
ト、１９…炭素層、２０…レニウム層、２１…タングス
テン薄膜。
Claims (6)
- 【請求項１】 銅からなるターゲット支持体に設けら
れ、カソードから放射される電子ビームを受容してＸ線
を発するＸ線発生用ターゲットであって、 前記ターゲット支持体に設けられ、銅より大きい熱伝導
率を有する炭素質材料からなる炭素層と、 前記炭素層上に設けられるレニウム層と、 前記レニウム層上に設けられ、前記電子ビームを受容し
て前記Ｘ線を発するタングステン薄膜と、を備えること
を特徴とするＸ線発生用ターゲット。 - 【請求項２】 前記炭素質材料がダイヤモンドであるこ
とを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生用ターゲッ
ト。 - 【請求項３】 電子ビームを放射するカソードと、銅か
らなるターゲット支持体と、前記ターゲット支持体に設
けられ、前記カソードから放射される前記電子ビームを
受容してＸ線を発するＸ線発生用ターゲットと、前記カ
ソード及び前記Ｘ線発生用ターゲットを収容する容器と
を備えるＸ線管であって、 前記Ｘ線発生用ターゲットが、 前記ターゲット支持体に設けられ、銅より大きい熱伝導
率を有する炭素質材料からなる炭素層と、 前記炭素層上に設けられるレニウム層と、 前記レニウム層上に設けられ、前記電子ビームを受容し
て前記Ｘ線を発するタングステン薄膜と、を備えること
を特徴とするＸ線管。 - 【請求項４】 前記容器が密封容器であることを特徴と
する請求項３に記載のＸ線管。 - 【請求項５】 前記炭素質材料がダイヤモンドであるこ
とを特徴とする請求項３又は４に記載のＸ線管。 - 【請求項６】 前記Ｘ線発生用ターゲットが前記タング
ステン薄膜の表面をを露出した状態で前記ターゲット支
持体に埋設されていることを特徴とする請求項３〜５の
いずれか一項に記載のＸ線管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10253817A JP2000082430A (ja) | 1998-09-08 | 1998-09-08 | Ｘ線発生用ターゲット及びこれを用いたｘ線管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10253817A JP2000082430A (ja) | 1998-09-08 | 1998-09-08 | Ｘ線発生用ターゲット及びこれを用いたｘ線管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000082430A true JP2000082430A (ja) | 2000-03-21 |
Family
ID=17256557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10253817A Pending JP2000082430A (ja) | 1998-09-08 | 1998-09-08 | Ｘ線発生用ターゲット及びこれを用いたｘ線管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000082430A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7215741B2 (en) | 2004-03-26 | 2007-05-08 | Shimadzu Corporation | X-ray generating apparatus |
| KR100766907B1 (ko) | 2006-04-05 | 2007-10-17 | 한국전기연구원 | 마이크로 집속 수준의 전자빔 발생용 탄소나노튜브 기판분리형 방사선관 시스템 |
| JP2009099565A (ja) * | 2007-10-11 | 2009-05-07 | Kratos Analytical Ltd | Ｘ線装置用電極 |
| KR101064928B1 (ko) * | 2009-06-26 | 2011-09-16 | 박래준 | 양극에 비확산 게터가 장착된 고정 양극 엑스선관 |
| KR101194361B1 (ko) | 2011-03-03 | 2012-10-25 | 주식회사 쎄크 | 공업용 ｃｔ장비의 ｘ선 타겟장치 |
| WO2013130525A1 (en) * | 2012-02-28 | 2013-09-06 | X-Ray Optical Systems, Inc. | X-ray analyzer having multiple excitation energy bands produced using multi-material x-ray tube anodes and monochromating optics |
| JP2014049425A (ja) * | 2012-09-04 | 2014-03-17 | Shimadzu Corp | Ｘ線管 |
| GB2508707A (en) * | 2012-10-17 | 2014-06-11 | Rigaku Denki Co Ltd | X-ray generating tube comprising a permanent focusing magnet |
| JP2017212229A (ja) * | 2017-09-07 | 2017-11-30 | キヤノン株式会社 | 透過型ターゲットおよび該透過型ターゲットを備える放射線発生管、放射線発生装置、及び、放射線撮影装置 |
-
1998
- 1998-09-08 JP JP10253817A patent/JP2000082430A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7215741B2 (en) | 2004-03-26 | 2007-05-08 | Shimadzu Corporation | X-ray generating apparatus |
| US7346148B2 (en) | 2004-03-26 | 2008-03-18 | Shimadzu Corporation | X-ray generating apparatus |
| CN100391406C (zh) * | 2004-03-26 | 2008-06-04 | 株式会社岛津制作所 | X射线发生装置 |
| KR100766907B1 (ko) | 2006-04-05 | 2007-10-17 | 한국전기연구원 | 마이크로 집속 수준의 전자빔 발생용 탄소나노튜브 기판분리형 방사선관 시스템 |
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| US9449780B2 (en) | 2012-02-28 | 2016-09-20 | X-Ray Optical Systems, Inc. | X-ray analyzer having multiple excitation energy bands produced using multi-material x-ray tube anodes and monochromating optics |
| CN104272424A (zh) * | 2012-02-28 | 2015-01-07 | X射线光学***公司 | 具有使用多材料x 射线管阳极和单色光学装置产生的多激励能带的x射线分析器 |
| WO2013130525A1 (en) * | 2012-02-28 | 2013-09-06 | X-Ray Optical Systems, Inc. | X-ray analyzer having multiple excitation energy bands produced using multi-material x-ray tube anodes and monochromating optics |
| CN107424889A (zh) * | 2012-02-28 | 2017-12-01 | X射线光学***公司 | 具有使用多材料x射线管阳极和单色光学装置产生的多激励能带的x射线分析器 |
| JP2014049425A (ja) * | 2012-09-04 | 2014-03-17 | Shimadzu Corp | Ｘ線管 |
| GB2508707A (en) * | 2012-10-17 | 2014-06-11 | Rigaku Denki Co Ltd | X-ray generating tube comprising a permanent focusing magnet |
| US9159524B2 (en) | 2012-10-17 | 2015-10-13 | Rigaku Corporation | X-ray generating apparatus |
| GB2508707B (en) * | 2012-10-17 | 2017-07-19 | Rigaku Denki Co Ltd | X-ray generating apparatus |
| JP2017212229A (ja) * | 2017-09-07 | 2017-11-30 | キヤノン株式会社 | 透過型ターゲットおよび該透過型ターゲットを備える放射線発生管、放射線発生装置、及び、放射線撮影装置 |
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