JP2001266780A - X-ray generating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は陰極に特徴のある
Ｘ線発生装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray generator characterized by a cathode.
【０００２】[0002]
【従来の技術】Ｘ線発生装置の陰極としては、タングス
テン・フィラメントが代表的である。その動作温度は２
０００〜２３００℃と非常に高温である。これだけの高
温に加熱するには、タングステン・フィラメントに十数
アンペアから３０アンペアにも及ぶ大電流（フィラメン
ト電流）を流す必要がある。タングステン以外の熱陰極
としては、トリウム入りタングステンや、六ホウ化ラン
タンなども使われており、それらの動作温度は１０００
〜１５００℃で、タングステンよりは温度が低いが、そ
れでもかなり高温である。これらの熱陰極も、やはり、
大きなフィラメント電流を必要とする。また、直熱型で
はなくて傍熱型の熱陰極もあるが、傍熱型の加熱源を加
熱するには、やはり大きな電流が必要となる。2. Description of the Related Art As a cathode of an X-ray generator, a tungsten filament is typical. Its operating temperature is 2
Very high temperature of 000-2300 ° C. In order to heat to such a high temperature, it is necessary to pass a large current (filament current) ranging from tens of amps to 30 amps through the tungsten filament. As the hot cathode other than tungsten, thorium-containing tungsten, lanthanum hexaboride, and the like are also used, and their operating temperatures are 1000
At ℃ 1500 ° C., it is cooler than tungsten, but still quite hot. These hot cathodes, too,
Requires a large filament current. There is also an indirectly heated hot cathode instead of a directly heated type, but a large current is still required to heat an indirectly heated heating source.
【０００３】ところで、最近、Ｘ線発生装置以外の技術
分野では、冷陰極電子放出源としてカーボンナノチュー
ブが注目されている。カーボンナノチューブは直径がナ
ノメータ（１０のマイナス９乗メートル）オーダの円筒
構造を持つ炭素材料である。このカーボンナノチューブ
は、電子放出部を平面状にしても（すなわち、針状にし
なくても）、常温において電界放出による電子放出が可
能である。カーボンナノチューブからなる冷陰極電子放
出源は、平面ディスプレイの電子源として用いることが
知られている（特開平１１−１９４１３４、特開平１０
−１９９３９８、特開平１０−１４９７６０、特開平１
０−１２１２４）。すなわち、この冷陰極電子放出源か
ら放出された電子を蛍光体に衝突させて発光式のディス
プレイとするものである。そのほかに、カーボンナノチ
ューブをブラウン管の電子銃として使うことも知られて
いる（特開平１１−２６０２４４、特開平１１−１１１
１５８）。[0003] Recently, in technical fields other than X-ray generators, carbon nanotubes have attracted attention as cold cathode electron emission sources. A carbon nanotube is a carbon material having a cylindrical structure with a diameter on the order of nanometers (10 minus 9 meters). This carbon nanotube can emit electrons by field emission at room temperature even if the electron emission portion is made flat (that is, it is not made acicular). It is known that a cold cathode electron emission source made of carbon nanotubes is used as an electron source for a flat panel display (JP-A-11-194134, JP-A-10-194134).
199398, JP-A-10-149760, JP-A-1
0-12124). That is, electrons emitted from the cold cathode electron emission source are made to collide with the phosphor to form a light emitting display. In addition, it is also known to use carbon nanotubes as an electron gun for a cathode ray tube (JP-A-11-260244, JP-A-11-111).
158).
【０００４】また、炭素系材料からなる冷陰極電子放出
源としては、カーボンナノチューブのほかに、フラーレ
ンも知られている（特開平１０−１４９７６０）。[0004] In addition to carbon nanotubes, fullerene is also known as a cold cathode electron emission source made of a carbon-based material (Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-149760).
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】フィラメントに大電流
を流して陰極を自己抵抗加熱する従来のＸ線発生装置で
は、次のような問題が生じている。フィラメントに大電
流（例えば、十数アンペア以上）を流す必要があり、Ｘ
線発生装置につなぐケーブルにはこのような大電流を流
す必要がある。そして、Ｘ線発生装置の陰極はアースに
対して数十ｋＶの負の高電圧が印加されるので、Ｘ線発
生装置につなぐケーブルとしては、大電流を流すことが
できて、かつ、耐電圧が高く、発熱にも耐えるものを使
う必要がある。このような高圧ケーブルは、高価であ
り、また、太くて剛性も大きくなり、取り扱いも面倒で
ある。さらに、このような高圧ケーブルをＸ線発生装置
につなげると、Ｘ線発生装置が高圧ケーブルから大きな
力を受けることになるので、Ｘ線発生装置の支持装置も
強力なものにする必要がある。A conventional X-ray generator in which a large current flows through a filament to heat the cathode by self-resistance has the following problems. It is necessary to pass a large current (for example, more than tens of amperes) to the filament, and X
It is necessary to supply such a large current to the cable connected to the line generator. Since a negative high voltage of several tens of kV is applied to the cathode of the X-ray generator with respect to the ground, a large current can flow as a cable connected to the X-ray generator, and a withstand voltage It is necessary to use something that has high heat resistance. Such high-voltage cables are expensive, thick and rigid, and cumbersome to handle. Further, when such a high-voltage cable is connected to an X-ray generator, the X-ray generator receives a large force from the high-voltage cable, so that the supporting device of the X-ray generator needs to be strong.
【０００６】一方で、上述のカーボンナノチューブをＸ
線発生装置の陰極として用いることができれば、フィラ
メント電流の問題もなくなり、熱陰極を用いる場合のそ
の他のさまざまな問題も解消できて、好都合である。そ
こで、本件出願の出願人は、カーボンナノチューブをＸ
線発生装置の陰極として用いる発明について、特許出願
をした（特願２０００−５９９１６）。しかしながら、
カーボンナノチューブの電子放出面は、輝度むら（電子
放出の強度が電子放出面の場所によって異なること）が
存在することや、そのような輝度むらが時間的に変動す
ることなどが判明している。Ｘ線発生装置では、ターゲ
ット上の輝度むら（ターゲットに当たる電子流の強度が
ターゲット表面の場所によって異なること）をできるだ
け少なくすることが望まれており、また、発生するＸ線
強度の時間的変動をできるだけ少なくすることが望まれ
ている。したがって、カーボンナノチューブをＸ線発生
装置の陰極としてそのまま利用すると、上述のような輝
度むらやその時間変動がＸ線発生装置の性能に何らかの
悪影響を及ぼすおそれがある。On the other hand, the above-mentioned carbon nanotube is
If it can be used as the cathode of the line generator, the problem of the filament current can be eliminated, and various other problems in the case of using the hot cathode can be advantageously solved. Accordingly, the applicant of the present application has proposed that a carbon nanotube be X-shaped.
A patent application was filed for an invention used as a cathode of a line generator (Japanese Patent Application No. 2000-59916). However,
It has been found that the electron emission surface of the carbon nanotube has uneven brightness (the intensity of electron emission varies depending on the location of the electron emission surface), and that such uneven brightness varies with time. In the X-ray generator, it is desired to minimize the uneven brightness on the target (the intensity of the electron current impinging on the target varies depending on the location on the target surface). It is desired to minimize it. Therefore, if the carbon nanotube is used as it is as the cathode of the X-ray generator, the above-described uneven brightness and its time variation may have some adverse effect on the performance of the X-ray generator.
【０００７】この発明はこのような問題点を解決するた
めになされたものであり、その目的は、炭素系材料から
なる冷陰極電子放出源から得られる電子流を利用して陰
極を加熱することにより、高圧ケーブルに大電流を流さ
なくても済むようなＸ線発生装置を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and has as its object to heat a cathode by utilizing an electron flow obtained from a cold cathode electron emission source made of a carbon-based material. Accordingly, an object of the present invention is to provide an X-ray generator that does not require a large current to flow through a high-voltage cable.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明のＸ線発生装置
は、熱陰極を加熱するために、炭素系材料からなる冷陰
極電子放出源（具体的には、カーボンナノチューブ）を
利用している。この熱陰極は、直接電流を流して自己抵
抗加熱するいわゆる直熱タイプではなくて、電子放出電
極から放出される電子の衝突を受けて加熱されるもので
ある。そして、この電子放出電極のエミッタとしてカー
ボンナノチューブを利用するものである。すなわち、こ
のＸ線発生装置は、次の構成を備えている。（ａ）熱陰
極は、自己抵抗加熱をしない構造である。（ｂ）熱陰極
の背面側には、熱陰極から間隔をおいて、電子放出電極
が配置されている。（ｃ）電子放出電極のエミッタはカ
ーボンナノチューブで構成されている。（ｄ）熱陰極の
電位に対して電子放出電極に負の電位が印加されること
で電子放出電極のエミッタから電子が放出されて、この
電子が熱陰極に衝突することで熱陰極が加熱される。The X-ray generator of the present invention utilizes a cold cathode electron emission source (specifically, a carbon nanotube) made of a carbon-based material to heat a hot cathode. . This hot cathode is not a so-called direct heating type in which a self-resistance heating is performed by flowing a current directly, but is heated by collision of electrons emitted from an electron emitting electrode. Then, a carbon nanotube is used as an emitter of the electron emission electrode. That is, this X-ray generator has the following configuration. (A) The hot cathode has a structure that does not perform self-resistance heating. (B) On the back side of the hot cathode, an electron emission electrode is arranged at a distance from the hot cathode. (C) The emitter of the electron emission electrode is made of carbon nanotube. (D) When a negative potential is applied to the electron emission electrode with respect to the potential of the hot cathode, electrons are emitted from the emitter of the electron emission electrode, and the electrons collide with the hot cathode to heat the hot cathode. You.
【０００９】そして、前記負の電位を調節することで、
Ｘ線発生装置の管電流を制御することができる。前記熱
陰極の材質には特に制限はないが、少なくとも電子放出
部分の材質を六ホウ化ランタンとするのが好ましい。前
記カーボンナノチューブの代わりにフラーレンを用いて
もよい。By adjusting the negative potential,
The tube current of the X-ray generator can be controlled. There is no particular limitation on the material of the hot cathode, but it is preferable that at least the material of the electron emitting portion is lanthanum hexaboride. Fullerene may be used instead of the carbon nanotube.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、この発
明の実施形態を説明する。図１は、この発明のひとつの
実施形態における電子銃ユニット１０の切断端面図であ
る。この切断端面図はＸ線発生装置の電子銃ユニットを
側面から見たときの切断端面図である。この電子銃ユニ
ット１０はウェネルト１２を備えており、このウェネル
ト１２の内部に熱陰極１４がある。熱陰極１４の背面側
（ターゲット１６に面している側とは反対の側）には間
隔をおいて電子放出電極１８が配置されている。この電
子放出電極１８は熱陰極１４を加熱するためのボンバー
ド電極として機能する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cut end view of an electron gun unit 10 according to one embodiment of the present invention. This cut end view is a cut end view when the electron gun unit of the X-ray generator is viewed from the side. The electron gun unit 10 includes a Wehnelt 12, and a hot cathode 14 is provided inside the Wehnelt 12. On the back side of the hot cathode 14 (the side opposite to the side facing the target 16), the electron emission electrodes 18 are arranged at intervals. The electron emission electrode 18 functions as a bombardment electrode for heating the hot cathode 14.
【００１１】電子銃ユニット１０に対向するようにター
ゲット１６が配置されている。熱陰極１４から放出され
た熱電子２６は、ウェネルト１２の窓２８で絞られ、熱
陰極１４とターゲット１６間にかけられた電界により加
速されて、ターゲット１６の表面に衝突し、Ｘ線を発生
させる。ウェネルト１２の表面からターゲット１６の表
面までの距離Ｌ１は約１２ｍｍである。A target 16 is arranged to face the electron gun unit 10. Thermionic electrons 26 emitted from the hot cathode 14 are narrowed by the window 28 of the Wehnelt 12, accelerated by the electric field applied between the hot cathode 14 and the target 16, and collide with the surface of the target 16 to generate X-rays. . The distance L1 from the surface of the Wehnelt 12 to the surface of the target 16 is about 12 mm.
【００１２】図２は熱陰極１４の付近を拡大して示した
切断端面図である。電子放出電極１８は、電極ベース２
０と、その表面に固定されたエミッタ２２とからなる。
電極ベース２０は厚さ０．５ｍｍのニッケル板で作られ
ている。エミッタ２２は電子放出用の部材であって、カ
ーボンナノチューブで作られている。熱陰極１４と電子
放出電極１８との距離Ｌ２は０．５〜３．０ｍｍに設定
される。熱陰極１４は厚さ０．５ｍｍの六ホウ化ランタ
ンでできている。この場合、熱陰極１４の全体を六ホウ
化ランタンで作ってもよいが、熱陰極１４のベースをカ
ーボンにして電子放出面だけを六ホウ化ランタンとして
もよい。あるいは、その他の熱陰極材質として、（１）
タングステン単体、（２）タンタル単体、（３）含浸タ
ングステン、すなわち、タングステンにバリウムを含浸
させてエミッション特性を良好にしたもの、（４）トリ
ウムタングステン、すなわち、タングステンにトリウム
を添加したもの、などを用いてもよい。FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the vicinity of the hot cathode 14. The electron emission electrode 18 is connected to the electrode base 2.
0 and the emitter 22 fixed to the surface.
The electrode base 20 is made of a nickel plate having a thickness of 0.5 mm. The emitter 22 is a member for emitting electrons, and is made of carbon nanotubes. The distance L2 between the hot cathode 14 and the electron emission electrode 18 is set to 0.5 to 3.0 mm. The hot cathode 14 is made of lanthanum hexaboride having a thickness of 0.5 mm. In this case, the entire hot cathode 14 may be made of lanthanum hexaboride, but the base of the hot cathode 14 may be made of carbon and only the electron emission surface may be made of lanthanum hexaboride. Alternatively, as another hot cathode material, (1)
Tungsten alone, (2) Tantalum alone, (3) Tungsten impregnated, that is, tungsten with impregnated barium to improve emission characteristics, (4) Thorium tungsten, that is, tungsten with thorium added, etc. May be used.
【００１３】熱陰極１４と電子放出電極１８の間には、
熱陰極１４の電位に対して電子放出電極１８が負の電位
となるように、電圧が印加される。そうすると、電子放
出電極１８のエミッタ２２から電界放出の作用によって
電子２４が放出される。カーボンナノチューブからなる
エミッタ２２からは、１平方センチメートル当たり１０
０ｍＡ〜１Ａ程度の電流密度を得ることができる。電子
２４は電界で加速されて、熱陰極１４の背面に衝突す
る。この電子衝突により熱陰極１４が加熱されて、熱陰
極１４から熱電子２６が放出される。この熱電子２６が
ターゲットに衝突する。熱陰極１４の適切な加熱温度
は、熱陰極材質が六ホウ化ランタン、含浸タングステ
ン、トリウムタングステンの場合は１０００〜１６００
℃であり、タングステン、タンタルの場合は２０００〜
２３００℃である。[0013] Between the hot cathode 14 and the electron emission electrode 18,
A voltage is applied so that the electron emission electrode 18 has a negative potential with respect to the potential of the hot cathode 14. Then, electrons 24 are emitted from the emitter 22 of the electron emission electrode 18 by the action of field emission. From the carbon nanotube emitter 22, 10 cm per square centimeter
A current density of about 0 mA to 1 A can be obtained. The electrons 24 are accelerated by the electric field and collide with the back surface of the hot cathode 14. The hot cathode 14 is heated by the electron collision, and thermoelectrons 26 are emitted from the hot cathode 14. The thermoelectrons collide with the target. The appropriate heating temperature of the hot cathode 14 is 1000 to 1600 when the hot cathode material is lanthanum hexaboride, impregnated tungsten, or thorium tungsten.
° C, and 2000 for tungsten and tantalum.
2300 ° C.
【００１４】図３は熱陰極１４の正面図（ターゲットの
側から見た図）である。熱陰極１４の表面は正方形であ
り、この熱陰極１４はウェネルトの開口３０の中に収納
されている。また、ウェネルトの表面には、開口３０よ
りも大きな窓２８がある。窓２８の開口寸法は７ｍｍ×
７ｍｍ程度である。開口３０の寸法は５ｍｍ×５ｍｍ程
度である。熱陰極１４の表面の寸法は３ｍｍ×３ｍｍ程
度である。FIG. 3 is a front view of the hot cathode 14 (view from the target side). The surface of the hot cathode 14 is square, and the hot cathode 14 is housed in the opening 30 of Wehnelt. There is a window 28 larger than the opening 30 on the surface of Wehnelt. The opening size of the window 28 is 7 mm x
It is about 7 mm. The size of the opening 30 is about 5 mm × 5 mm. The dimensions of the surface of the hot cathode 14 are about 3 mm × 3 mm.
【００１５】図１に戻って、このＸ線発生装置の電気回
路を説明する。熱陰極１４とターゲット１６の間には第
１電源４２が接続されていて、ターゲット１６の電位
（通常は接地されている）に対して熱陰極１４の電位
（管電圧）が例えばマイナス６０ｋＶに設定される。熱
陰極１４から放出された熱電子２６はこの管電圧で加速
されてターゲット１６に衝突する。管電流は数十〜３０
０ｍＡ程度である。熱陰極１４とウェネルト１２の間に
は第２電源４４が接続されていて、熱陰極１４の電位に
対してウェネルト１２の電位は０〜マイナス１０００Ｖ
に設定される。熱陰極１４から放出された熱電子２６
は、熱陰極１４に対してマイナス電位のウェネルト１２
の窓２８によって絞られて、ターゲット１６の表面の所
定位置に集束する。このように、第２電源４４は、熱陰
極１４に対してウェネルト１２の電位を制御するもので
あり、熱陰極１４から放出された熱電子２６をターゲッ
ト１６上に集束させる機能を有する。この第２電源４４
を制御することにより、ターゲット上の焦点サイズを調
節できる。Returning to FIG. 1, the electric circuit of the X-ray generator will be described. A first power supply 42 is connected between the hot cathode 14 and the target 16, and the potential (tube voltage) of the hot cathode 14 is set to, for example, minus 60 kV with respect to the potential of the target 16 (usually grounded). Is done. Thermionic electrons 26 emitted from the hot cathode 14 are accelerated by this tube voltage and collide with the target 16. Tube current is several tens to 30
It is about 0 mA. A second power supply 44 is connected between the hot cathode 14 and the Wehnelt 12, and the potential of the Wehnelt 12 is 0 to −1000 V with respect to the potential of the hot cathode 14.
Is set to Thermoelectrons 26 emitted from the hot cathode 14
Is a Wehnelt 12 having a negative potential with respect to the hot cathode 14.
And is focused at a predetermined position on the surface of the target 16. As described above, the second power supply 44 controls the potential of the Wehnelt 12 with respect to the hot cathode 14, and has a function of focusing the thermoelectrons 26 emitted from the hot cathode 14 on the target 16. This second power supply 44
Can be adjusted to control the focal spot size on the target.
【００１６】熱陰極１４と電子放出電極１８の間には第
３電源４６が接続されていて、熱陰極１４の電位に対し
て電子放出電極１８の電位は０〜マイナス１０００Ｖの
間の適当な電位（例えばマイナス５００Ｖ）に設定され
る。好ましくは、熱陰極１４と電子放出電極１８の間の
電界の強さは１０００〜６０００Ｖ／ｍｍに設定する。
そして、熱陰極１４に対する電子放出電極１８の電位を
制御することにより、電子放出電極１８から放出される
電子２４（図２を参照）の電流を制御することができ
る。この電流の値は１〜１０ｍＡ程度である。この電流
の大きさによって熱陰極１４の加熱温度が定まり、この
加熱温度によって熱陰極１４から放出される熱電子２６
の電流（管電流）の大きさが定まる。したがって、第３
電源４６を調節することでＸ線発生装置の管電流を制御
できる。A third power supply 46 is connected between the hot cathode 14 and the electron emitting electrode 18, and the potential of the electron emitting electrode 18 with respect to the potential of the hot cathode 14 is an appropriate potential between 0 and −1000 V. (For example, minus 500 V). Preferably, the intensity of the electric field between the hot cathode 14 and the electron emission electrode 18 is set to 1000 to 6000 V / mm.
Then, by controlling the potential of the electron emission electrode 18 with respect to the hot cathode 14, the current of the electrons 24 (see FIG. 2) emitted from the electron emission electrode 18 can be controlled. The value of this current is about 1 to 10 mA. The heating temperature of the hot cathode 14 is determined by the magnitude of the current, and the thermoelectrons 26 emitted from the hot cathode 14 are determined by the heating temperature.
Current (tube current) is determined. Therefore, the third
By adjusting the power supply 46, the tube current of the X-ray generator can be controlled.
【００１７】このＸ線発生装置は、熱陰極に直接電流を
流して自己抵抗加熱するいわゆる直熱タイプではないの
で、大電流を流すための従来の高圧ケーブルが不要とな
る。このＸ線発生装置では、電子放出電極１８と熱陰極
１４と第３電源４６とからなる閉回路に流れる電流（加
熱電流と呼ぶことにする）は従来のフィラメント電流に
比べて非常に小さい。Ｘ線発生装置につなぐ高圧ケーブ
ルには、管電流と上述の加熱電流の合計の電流が流れる
が、管電流は数十〜３００ｍＡ程度であり、加熱電流は
１〜１０ｍＡ程度であるから、高圧ケーブルには、せい
ぜい３００ｍＡ程度の電流しか流れない。したがって、
高圧・大電流用の太いケーブルは不要になり、市販の細
い高圧ケーブルでも間に合う。このような高圧ケーブル
は安価であり、また、取り扱いも簡単である。そして、
Ｘ線発生装置が高圧ケーブルから大きな力を受けるよう
なこともない。また、大電流が流れないので、Ｘ線発生
装置と高圧ケーブルとの接続部分の接触端子について
も、発熱を考慮した設計にしなくてもよい。なお、この
Ｘ線発生装置につながる高圧ケーブルとしては、電子放
出電極１８につながるケーブル、熱陰極１４につながる
ケーブル、ウェネルト１２につながるケーブルの３本が
必要になる。ターゲット１６はＸ線発生装置の管球ケー
シングと一体に接地されているので、ターゲットにつな
がる高圧ケーブルは不要である。This X-ray generator is not of the so-called direct heat type in which a self-resistance heating is performed by applying a current directly to the hot cathode, so that a conventional high-voltage cable for supplying a large current is not required. In this X-ray generator, a current flowing in a closed circuit including the electron emission electrode 18, the hot cathode 14, and the third power supply 46 (referred to as a heating current) is much smaller than a conventional filament current. The sum of the tube current and the above-mentioned heating current flows through the high-voltage cable connected to the X-ray generator, but the tube current is about several tens to 300 mA and the heating current is about 1 to 10 mA. , Only a current of about 300 mA flows at most. Therefore,
Thick cables for high voltage and large current are no longer necessary, and even thin high voltage cables on the market can be used. Such high voltage cables are inexpensive and easy to handle. And
The X-ray generator does not receive a large force from the high-voltage cable. Further, since a large current does not flow, the contact terminal at the connection portion between the X-ray generator and the high-voltage cable does not need to be designed in consideration of heat generation. As the high-voltage cable connected to the X-ray generator, three cables are required: a cable connected to the electron emission electrode 18, a cable connected to the hot cathode 14, and a cable connected to the Wehnelt 12. Since the target 16 is grounded integrally with the tube casing of the X-ray generator, a high-voltage cable leading to the target is not required.
【００１８】上述の実施形態では、エミッタ２２として
カーボンナノチューブを用いているが、カーボンナノチ
ューブの代わりにフラーレンを用いることもできる。フ
ラーレンは、炭素原子の結合構造として５角形と６角形
からなる多面体構造をしたものであり、代表的なものは
６０個の炭素原子からなる球状のものである。このよう
なフラーレンもＸ線発生装置の陰極エミッタとして使う
ことができる。In the above embodiment, carbon nanotubes are used as the emitters 22, but fullerenes can be used instead of carbon nanotubes. Fullerene has a polyhedral structure composed of a pentagon and a hexagon as a bonding structure of carbon atoms, and a typical one is a spherical one composed of 60 carbon atoms. Such a fullerene can also be used as a cathode emitter of an X-ray generator.
【００１９】[0019]
【発明の効果】この発明のＸ線発生装置は、炭素系材料
（カーボンナノチューブまたはフラーレン）からなる冷
陰極電子放出源から得られる電子流を利用して熱陰極を
加熱しているので、高圧ケーブルに大電流を流す必要が
なくなるAccording to the X-ray generator of the present invention, the hot cathode is heated by utilizing the electron flow obtained from the cold cathode electron emission source made of a carbon-based material (carbon nanotube or fullerene). Eliminates the need to pass large current through
【図１】この発明のひとつの実施形態の電子銃ユニット
の切断端面図である。FIG. 1 is a cut end view of an electron gun unit according to one embodiment of the present invention.
【図２】熱陰極の付近を拡大して示した切断端面図であ
る。FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the vicinity of a hot cathode.
【図３】熱陰極の正面図である。FIG. 3 is a front view of a hot cathode.
１０ 電子銃ユニット １２ ウェネルト １４ 熱陰極 １６ ターゲット １８ 電子放出電極 ４２ 第１電源 ４４ 第２電源 ４６ 第３電源 Reference Signs List 10 electron gun unit 12 Wehnelt 14 hot cathode 16 target 18 electron emission electrode 42 first power supply 44 second power supply 46 third power supply
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗林 勝 東京都昭島市松原町３丁目９番12号 理学 電機株式会社内 Ｆターム(参考） 4C092 AA01 AB27 BD04 BD19 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Masaru Kuribayashi 3-9-12 Matsubara-cho, Akishima City, Tokyo Rigaku Electric Co., Ltd. F-term (reference) 4C092 AA01 AB27 BD04 BD19
Claims (4)
ターゲットとを備えるＸ線発生装置において、次の構成
を備えるＸ線発生装置。 （ａ）前記熱陰極は、自己抵抗加熱をしない構造であ
る。 （ｂ）前記熱陰極の背面側には、熱陰極から間隔をおい
て、電子放出電極が配置されている。 （ｃ）前記電子放出電極のエミッタはカーボンナノチュ
ーブで構成されている。 （ｄ）前記熱陰極の電位に対して前記電子放出電極に負
の電位が印加されることで電子放出電極のエミッタから
電子が放出されて、この電子が熱陰極に衝突することで
熱陰極が加熱される。1. An X-ray generator comprising a hot cathode and a target arranged opposite to the hot cathode, wherein the X-ray generator has the following configuration. (A) The hot cathode has a structure in which self-resistance heating is not performed. (B) On the back side of the hot cathode, an electron emission electrode is arranged at a distance from the hot cathode. (C) The emitter of the electron emission electrode is made of carbon nanotube. (D) When a negative potential is applied to the electron emission electrode with respect to the potential of the hot cathode, electrons are emitted from the emitter of the electron emission electrode, and the electrons collide with the hot cathode. Heated.
て、前記負の電位を調節することで管電流が制御される
ことを特徴とするＸ線発生装置。2. The X-ray generator according to claim 1, wherein the tube current is controlled by adjusting the negative potential.
て、前記熱陰極の少なくとも電子放出部分の材質が六ホ
ウ化ランタンであることを特徴とするＸ線発生装置。3. The X-ray generator according to claim 1, wherein a material of at least an electron-emitting portion of the hot cathode is lanthanum hexaboride.
載のＸ線発生装置において、前記カーボンナノチューブ
の代わりにフラーレンを用いることを特徴とするＸ線発
生装置。4. The X-ray generator according to claim 1, wherein fullerene is used instead of the carbon nanotube.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2000083390A JP2001266780A (en) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | X-ray generating apparatus |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2000083390A JP2001266780A (en) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | X-ray generating apparatus |
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ID=18600041
Family Applications (1)
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001266780A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004511884A (en) * | 2000-10-06 | 2004-04-15 | ザ ユニバーシティ オブ ノース カロライナ − チャペル ヒル | X-ray generation mechanism using electron field emission cathode |
| KR100789592B1 (en) | 2006-03-24 | 2007-12-27 | 박래준 | Soft x-ray tube with field emission cold cathode by using carbon nano tube |
| KR100941689B1 (en) | 2004-08-12 | 2010-02-17 | 윈테크주식회사 | Soft X-ray tube for static charge eliminator |
| US7907700B2 (en) | 2006-04-11 | 2011-03-15 | Casio Computer Co., Ltd. | Soft X-ray generation apparatus and static elimination apparatus |
| US8873715B2 (en) | 2010-07-30 | 2014-10-28 | Rigaku Corporation | Industrial X-ray tube |
-
2000
- 2000-03-24 JP JP2000083390A patent/JP2001266780A/en active Pending
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