JP2012256444A - X線放出ターゲットおよびx線放出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ダイアモンド基板と、前記ダイアモンド基板上に配され、第1の金属を含有する第1の層と、前記第1の層の上に配され、原子番号が42以上であって、前記第1の層の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する第2の金属を含有する第2の層とを備え、前記第1の金属の炭化物が、前記基板と前記第1の層との境界に存在している事を特徴とするX線放出ターゲット。
【選択図】 図2
Description
特許文献1には、ダイアモンド基板上にタングステンのアノードを形成する際に、アノードとダイアモンド基板の間に密着促進層を中間層として配置する事が開示されている。特許文献2では、ベリリウム基板上にタングステンのアノードを形成する際に、アノードとベリリウム基板間に、線膨張量の差に伴う応力剥がれを防止する為に、銅、クロム、鉄、チタン等の中間層を配置する事が開示されている。
X線発生装置全体の重量増を抑制する効果があり、軽量化の点で有利である。
生成するときの自由エネルギー変化である。炭化物の標準生成自由エネルギーは、一般に温度特性を有しており、本発明における炭化物の標準生成自由エネルギーが考慮すべき温度範囲は、ターゲットの動作温度および第2層が含有する金属の融点を考慮して、500℃〜1500℃である。本発明の第1の層の炭化物の標準生成自由エネルギーは、負である事が、第1の層81とダイアモンド基板80間のアンカリング効果を得られる点で好ましい。本発明の第1の層の炭化物の標準生成自由エネルギーが−40 kJ/mol ℃以下である事により、第1の層81の層厚が薄くても、ダイアモンド基板80と間で充分なアンカリングの効果を得る事が可能であり、より好ましい。さらに、第2の層が含有する金属と第1の層が含有する金属が固溶体を形成する事が、第1の層81と第2の層82との間の高い親和性を利用可能となるので、より一層好ましい。同様の観点から、第2の層が含有する金属と第1の層が含有する金属が、全率固溶の関係にある事がより好ましい。
第1の実施例を、図2、図4B、図6を用いて詳細に説明する。
(第2の実施例)
第1の実施例の第1の層81の層厚を1nm、第2の層82の層厚を7μmとした事以外は、実施例1と同様にして、X線出力強度の電子照射量に対する線形性、高ドーズ電子照射条件におけるX線出力強度の安定性を評価した。これらの評価結果を表4および、表5に示す。
第1の実施例の第1の層81の層厚を100nm、第2の層82の層厚を5.5μmとした事以外は、実施例1と同様にして、X線出力強度の電子照射量に対する線形性、高ドーズ電子照射条件におけるX線出力強度の安定性を評価した。これらの評価結果を表6および、表7に示す。
第1の実施例の第1の層81の層厚を0.1nm、第2の層82の層厚を5.6μmとした事以外は、実施例1と同様にして、X線出力強度の電子照射量に対する線形性、高ドーズ電子照射条件におけるX線出力強度の安定性を評価した。これらの評価結果を表8および、表9に示す。
第1の実施例の第1の層81を、スパッタ成膜したタンタルとして、第1の層81の層厚を100nmとした事以外は、実施例1と同様にして、X線出力強度の電子照射量に対する線形性、高ドーズ電子照射条件におけるX線出力強度の安定性を評価した。なお、形成したタンタルからなる第1の層の室温での熱伝導率は、58W/m・Kであった。これらの評価結果を表10および、表11に示す。
第1の実施例の第1の層81をスパッタ成膜したタンタルとして層厚を1nmとした事以外は、実施例1と同様にして、X線出力強度の電子照射量に対する線形性、高ドーズ電子照射条件におけるX線出力強度の安定性を評価した。これらの評価結果を表12および、表13に示す。
第1の実施例と同様にして、ターゲット8の第2の層82と、電子放出部2とが正対するように対向させ、かつ、図1に示すように、ベリリウムからなる厚さ1mmの透過窓9を具備し、かつ、窒化ホウ素からなるセラミック製の外囲器6の中に、第1の実施例のターゲット8と電子放出源3とのそれぞれを配置した。ターゲット保持部7は、セラミック製の外囲器6に予め設けた不図示の電極との間で電気的に導通している。ターゲット8の非成膜面側が大気側を向き、成膜面側が真空側を向いている。透過窓9の中心と、ターゲット8の中心と、電子放出部2の中心とが同一直線上に並ぶように、透過窓9、ターゲット8、電子放出部2がそれぞれ固定されている。次に、外囲器6の内部空間12を減圧して真空外囲器6とした。真空外囲器6に設けた電極は、接地電位に電位規定され、電子放出源3のカソードがー120kVとなるようにして、ターゲット8の第2の層の中心部に、120keVの運動エネルギーの電子を照射可能となるようにした。この真空外囲器6からなるX線放出源1を、電子銃を駆動する駆動回路14とともに、図1のように、絶縁シリコーン油で満たした筺体11の筺体内部空間17に配置して、X線放出装置13を完成させた。得られたX線放出装置13に対して、実施例1と同様にして、X線出力強度の電子照射量に対する線形性、高ドーズ電子照射条件におけるX線出力強度の安定性を評価した。これらの評価結果を表14および、表15に示す。なお、線形性と安定性のいずれの評価も、第2の層82から接地電極に流れる電流を検知して、不図示の負帰還回路により、第2の層に流れる電流密度を1%以内の変動値とするよう制御した。
51、81 第1の層
52、82 第2の層
8 X線放出ターゲット
Claims (9)
- ダイアモンド基板と、
前記ダイアモンド基板の上に配され、第1の金属を含有する第1の層と、
前記第1の層の上に配され、原子番号が42以上であって、前記第1の金属の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する第2の金属を含有する第2の層とを備え、
前記第1の金属の炭化物が、前記ダイアモンド基板と前記第1の層との境界に存在している事を特徴とするX線放出ターゲット。 - ダイアモンド基板と、
前記ダイアモンド基板の上に配され、500℃から1500℃の温度域における炭化物標準生成自由エネルギーが負である第1の金属を含有する第1の層と、
前記第1の層の上に配され、原子番号が42以上であって、前記第1の金属の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する第2の金属を含有する第2の層とを備えている事を特徴とするX線放出ターゲット。 - 前記第1の層の層厚が、1nm以上10nm以下である請求項1または請求項2に記載のX線放出ターゲット。
- 前記第1の金属と、前記第2の金属との固溶体が、前記第1の層と前記第2の層との境界に存在している事を特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のX線放出ターゲット。
- 前記第1の金属は、チタン、バナジウム、タンタル、クロムのいずれかからなる事を特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のX線放出ターゲット。
- 前記第1の金属は、500℃から1500℃の温度域における炭化物標準生成自由エネルギーが - 40 kJ/mol℃ 以下であることを特徴とする請求項1または5に記載のX線放出ターゲット。
- 前記第1の金属は、チタンまたはタンタルからなることを特徴とする請求項6に記載のX線放出ターゲット。
- 前記第2の金属は、タングステンからなることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のX線放出ターゲット。
- 内部が減圧されている真空外囲器と、
前記真空外囲器の内部に配された電子放出源と
前記電子放出源と前記第2の層とが対向するように配された請求項1乃至8のいずれか1項に記載のX線放出ターゲットとを備えたX線放出装置。
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