JP2017212229A - 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 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電子の照射により放射線を発生するターゲット金属を含有するターゲット層と、ターゲット層を支持し、炭素を主成分として含有する基材と、を備える透過型ターゲットであって、ターゲット層は、基材との界面の側における面内方向において、ターゲット金属の炭化物を含む炭化物領域と、ターゲット金属を金属状態として含む非炭化物領域と、を混在するように備え、炭化物領域が面内方向において占める面積密度が20%以上80%以下であることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
前記ターゲット層は、前記基材との界面の側における面内方向において、前記ターゲット金属の炭化物を含む炭化物領域と、前記ターゲット金属を金属状態として含む非炭化物領域と、を混在するように備え、前記炭化物領域が前記面内方向において占める面積密度が20%以上80%以下であることを特徴とする。
図3(a)には、電子放出源3と電子放出源3に離間して対向するターゲット9とを備えた透過型の放射線発生管102の実施形態が示されている。
図3(b)には、放射線束11を放射線透過窓121からX線を放出する放射線発生装置101の実施形態が示されている。本実施形態の放射線発生装置101は、放射線透過窓121を有する収納容器120内に、放射線源である放射線発生管102、および、放射線発生管102を駆動するための駆動回路103を有している。
次に、図3(c)を用いて、本発明のターゲットを備える放射線撮影装置の構成例について説明する。
次に、本発明の特徴であるターゲットの基本的な実施形態の構造と動作状態とについて、図1(a)〜(c)および、図1(d)を用いて説明する。
但し、Vaは、管電圧(V)であり、ρは、前記ターゲット層の密度(kg/m3)である。また、ターゲット層の密度ρは、秤量と層厚測長により同定しても良いが、ラザフォード後方散乱分光分析法(RBS法)によって決定する方法が、薄膜の密度を測定する手法として好ましい。
本実施例で作製したターゲット9の概略図を図5(d)に示す。また、本実施例で作製したターゲット9の作製手順を図5(a)乃至図5(e)に示す。さらに、本実施例のターゲット9を組み込んだ放射線発生管102の概略構成を図3(a)に示し、放射線発生管102を組み込んだ放射線発生装置101を図3(b)に示す。また、本実施例の放射線発生装置101の放射線出力の安定性を評価した評価系を図6に示す。
本実施例においては、炭化物領域をスパッタで形成する工程の代わりに、「ターゲット層を基材上に成膜し積層体を形成した後に、積層体を加熱する事」以外は、実施例1と同様な方法により、放射線発生装置101を作製し、その放射線出力の安定性を評価した。
本実施例においては、炭化物領域を形成する為の積層体の加熱時間を50分間とした事以外は、実施例2と同様な方法により、放射線発生装置101を作製し、その放射線出力の安定性を評価した。
本実施例においては、実施例1に記載の放射線発生装置101を用いて、図3(c)に記載の放射線撮影装置60を作製した。
41 基材
42 ターゲット層
43 炭化物領域
44 非炭化物領域
Claims (19)
- 電子の照射により放射線を発生するターゲット金属を含有するターゲット層と、前記ターゲット層を支持し、炭素を主成分として含有する基材と、を備える透過型ターゲットであって、
前記ターゲット層は、前記基材との界面の側における面内方向において、前記ターゲット金属の炭化物を含む炭化物領域と、前記ターゲット金属を金属状態として含む非炭化物領域と、を混在するように備え、前記炭化物領域が前記面内方向において占める面積密度が20%以上80%以下であることを特徴とする透過型ターゲット。 - 前記炭化物領域は、前記非炭化物領域により、不連続となっていることを特徴とする請求項1に記載の透過型ターゲット。
- 前記非炭化物領域は、複数の方向において、不連続となっていることを特徴とする請求項1または2に記載の透過型ターゲット。
- 前記炭化物領域は、前記界面において島状の分布をなしていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の透過型ターゲット。
- 前記非炭化物領域は、前記界面において島状の分布をなしていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の透過型ターゲット。
- 前記基材は、ダイアモンドまたはダイアモンドライクカーボンを主成分として含有していることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の透過型ターゲット。
- 前記炭化物領域は1nm以上1μm以下の厚さを有していることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の透過型ターゲット。
- 前記炭化物領域を介して前記基材が前記ターゲット層を支持する領域と、前記炭化物領域を介さずに前記基材が前記ターゲット層を支持する領域とが、交互に存在するような断面を呈することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の透過型ターゲット。
- 前記ターゲット金属は、炭化物の標準生成自由エネルギーが負を呈する金属であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の透過型ターゲット。
- 前記ターゲット金属は、タンタル、モリブデン、タングステンの群から少なくとも1種選択された金属あることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の透過型ターゲット。
- 前記炭化物は、六方晶の炭化二モリブデン、立方晶の炭化一タンタル、六方晶の炭化一タングステンの群から少なくとも1種選択された金属であることを特徴とする請求項10に記載の透過型ターゲット。
- 請求項1乃至11のいずれか1項に記載の透過型ターゲットと、
前記ターゲット層と対向し、前記ターゲット層に電子線束を照射する電子放出部を備える電子放出源と、
前記電子放出部と前記ターゲット層とを、その内部空間またはその内面に収納する外囲器と、を備えることを特徴とする放射線発生管。 - 前記炭化物領域は、前記電子線束により前記ターゲット層に形成される電子照射範囲において、前記非炭化物領域により局所的に不連続となっていることを特徴とする請求項12に記載の放射線発生管。
- 請求項12または13に記載の放射線発生管と、
前記ターゲット層と前記電子放出部とのそれぞれに電気的に接続され、前記ターゲット層と前記電子放出部との間に印加される管電圧を出力する駆動回路と、前記放射線発生管を収納する収納容器と、を備えることを特徴とする放射線発生装置。 - 前記炭化物領域は、前記ターゲット層の電子侵入深さより深い前記基材側に位置していることを特徴とする請求項14に記載の放射線発生装置。
- 前記管電圧Va(V)が10kV以上1000kV以下であり、前記ターゲット層の密度がρ(kg/m3)であるとき、
前記電子侵入深さdp(m)は、以下の一般式により導かれたものであることを特徴とする請求項15に記載の放射線発生装置。
dp=6.67×10−10×Va1.67/ρ (式1) - 前記電子線束が前記ターゲット層に照射される部分に対応する面内方向において、前記炭化物領域の前記面積密度が20%以上80%以下であることを特徴とする請求項14乃至16のいずれか1項に記載の放射線発生装置。
- 前記放射線発生管は、前記透過型ターゲットを保持する陽極部材をさらに有し、
前記放射線発生管は、前記陽極部材を介して、前記収納容器に陽極接地されていることを特徴とする請求項17に記載の放射線発生装置。 - 請求項14乃至18のいずれか1項に記載の放射線発生装置と、前記放射線発生装置から放出され被検体を透過した放射線を検出する放射線検出器と、を備えることを特徴とする放射線撮影装置。
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