JP5804777B2 - X線発生管及び、x線発生装置 - Google Patents
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Description
絶縁管の端縁に陰極が接合されたX線管にあっては、その構造上、絶縁管と陰極との接合部(接合界面)から意図しない電子放出が起きる可能性がある。X線管の高圧化もしくは小型化を進めると、接合部近傍の電界強度が増すために、接合部からの放出電子の増加が避け得ない。しかしこのような放出電子は、絶縁管の内壁を帯電させ、結果として放電を引き起こすおそれがある。
前記ターゲットに向けて電子を放出する電子放出源と、前記電子放出源が接続された陰極部材と、を有する陰極と、
前記陽極と前記陰極とに狭持された絶縁管と、
を有するX線発生管であって、
前記絶縁管は、前記絶縁管と前記陰極との接合部よりも前記絶縁管の中心軸に近接して前記絶縁管の内壁から突出している遮蔽部を備えており、
前記遮蔽部が、前記絶縁性の管の内壁に沿って螺旋状に設けられている、X線発生管を提供するものである。
また、本発明は、電子の照射によりX線を発生するターゲットと、前記ターゲットの周縁に接続される陽極部材と、を有する陽極と、
前記ターゲットに向けて電子を放出する電子放出源と、前記電子放出源が接続された陰極部材と、を有する陰極と、
前記陽極と前記陰極とに狭持された絶縁管と、
を有するX線発生管であって、
前記絶縁管は、前記絶縁管と前記陰極との接合部よりも前記絶縁管の中心軸に近接して前記絶縁管の内壁から突出している遮蔽部を備えており、
前記遮蔽部は、前記陰極からの距離が異なる位置に複数設けられており、
前記遮蔽部のうち前記電子放出源の先端に近い側に設けられている遮蔽部は、前記陰極に近い側に設けられている遮蔽部に比べて、前記電子放出源とのあいだの径方向の距離が大きく、
前記複数の遮蔽部により、前記陰極と前記絶縁管との接合部は、前記陽極から直視されない、X線発生管を提供するものである。
X線管1は、陰極2、陽極3、および、中空の絶縁性の管(以下絶縁管)4を有している。陰極2および陽極3が絶縁管4の軸方向の両端縁にそれぞれ接合されることで、真空管が形成されている。
真空管の内部には、陰極2から陽極3の側に軸方向に突出するように電子銃構造体5が設けられている。電子銃構造体5は主に電子源6、グリッド電極7、集束電極8からなる。
3上のターゲット12へと向けられ、陽極3に印加された電圧により加速されて、ターゲット12との衝突によりX線を発生する。X線は、ターゲット12の電子線衝突面の反対側の面方向にも放出され、X線管1の外部に取り出される。
ターゲット12と陽極3の接合は、熱的接合の他、真空の維持を考慮し、ろう付や溶接が好適である。
らの放出電子が遮蔽されるため、絶縁管4のより高電位側(陽極側)の内周面への電子の再突入が抑制され、より効率的に帯電が抑制される。
R(L)≧D×L/L1 (式1)
L≦L1の場合:
H(L)≦(1−L/L1)×D (式2)
L>L1の場合:
(D−H(L))2+(L−L1)2≧(D×L/L1)2 (式3)
図6を用いて実施例1のX線管の構成を説明する。図6は、X線管の中心軸を通る平面でX線管を切断した場合の軸方向断面図である。本実施例のX線管1は、陰極2、陽極3、絶縁管4、電子銃構造体5、絶縁部材9、電子源駆動用端子10、グリッド電極用端子11、およびターゲット12からなる。なお、電子銃構造体5は、電子源6、グリッド電極7、集束電極8からなる。
る。陰極2および陽極3は、溶接によって絶縁管4に接合している。特に、X線管内側の陰極2と絶縁管4の接合部を符号13として示している。
電子源6として、東京カソード研究所社製含浸型カソードを使用した。このカソードはエミッタ(電子放出部)が含浸された円柱形状をしており、筒状のスリーブ上端に固定されている。スリーブ内にはヒーターが取り付けられており、このヒーターに電子源駆動用端子10より通電することによってカソードが加熱されて熱電子が放出される。電子源駆動用端子10は絶縁部材9にろう付されている。
ターゲット12は、板厚0.5mmのシリコンカーバイド基板上に、膜厚5μmのタングステン膜が形成されてなる。ターゲット12は陽極3にろう付されている。
絶縁管4はX線管内部に凸部14を有している。凸部14は陰極2から5mm間隔、5mm幅を繰り返し3山、陽極3から5mm間隔、5mm幅を繰り返し2山、計5つの環状の凸部14を設けた。5つの凸部14の高さはすべて5mmである。すなわち、凸部14の接合部13に対する突出量もすべて5mmである。
本実施例が実施例1と異なるのは、凸部の高さを場所によって変えたことである。本実施例の模式図を図5に示す。
9 ≦ 9.375・・・(式2)
6 ≦ 6.25・・・(式2)
3 ≦ 3.125・・・(式2)
246.41 ≧ 244.14・・・(式3)
456.25 ≧ 351.56・・・(式3)
となっている。
Claims (16)
- 電子の照射によりX線を発生するターゲットと、前記ターゲットの周縁に接続される陽極部材と、を有する陽極と、
前記ターゲットに向けて電子を放出する電子放出源と、前記電子放出源が接続された陰極部材と、を有する陰極と、
前記陽極と前記陰極とに狭持された絶縁管と、
を有するX線発生管であって、
前記絶縁管は、前記絶縁管と前記陰極との接合部よりも前記絶縁管の中心軸に近接して前記絶縁管の内壁から突出している遮蔽部を備えており、
前記遮蔽部が、前記絶縁性の管の内壁に沿って螺旋状に設けられている
ことを特徴とするX線発生管。 - 前記遮蔽部は、前記陰極からの距離が異なる位置に複数設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載のX線発生管。 - 前記複数の遮蔽部により、前記陰極と前記絶縁管との接合部は、前記陽極から直視されない
ことを特徴とする請求項2に記載のX線発生管。 - 前記電子放出源の先端に近い側に設けられている遮蔽部は、前記陰極に近い側に設けられている遮蔽部に比べて、前記電子放出源とのあいだの径方向の距離が大きい
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X線発生管。 - 電子の照射によりX線を発生するターゲットと、前記ターゲットの周縁に接続される陽極部材と、を有する陽極と、
前記ターゲットに向けて電子を放出する電子放出源と、前記電子放出源が接続された陰極部材と、を有する陰極と、
前記陽極と前記陰極とに狭持された絶縁管と、
を有するX線発生管であって、
前記絶縁管は、前記絶縁管と前記陰極との接合部よりも前記絶縁管の中心軸に近接して
前記絶縁管の内壁から突出している遮蔽部を備えており、
前記遮蔽部は、前記陰極からの距離が異なる位置に複数設けられており、
前記遮蔽部のうち前記電子放出源の先端に近い側に設けられている遮蔽部は、前記陰極に近い側に設けられている遮蔽部に比べて、前記電子放出源とのあいだの径方向の距離が大きく、
前記複数の遮蔽部により、前記陰極と前記絶縁管との接合部は、前記陽極から直視されない
ことを特徴とするX線発生管。 - 前記遮蔽部は、絶縁性の凸部である
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X線発生管。 - 前記遮蔽部は、前記接合部から放出される電子が前記絶縁管に斜めに入射する経路を遮るように前記絶縁管の前記内壁から突出している
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X線発生管。 - 前記電子放出源は、前記陰極から前記陽極に向けて突出している部分を有している
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線発生管。 - 前記遮蔽部が、前記接合部より前記絶縁管の管径方向において、50μm以上内側に突出している
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X線発生管。 - 前記遮蔽部が、前記接合部より前記絶縁管の管径方向において、1mm以上内側に突出している
ことを特徴とする請求項9に記載のX線発生管。 - 前記遮蔽部が、前記絶縁性の管の内壁の全周囲にわたり設けられている
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載のX線発生管。 - 前記陰極から前記電子放出源の先端までの軸方向の距離をL1、前記電子放出源の先端における前記電子放出源と前記絶縁管の内壁とのあいだの径方向の距離をDとした場合に、
前記陰極からの軸方向の距離がLの位置にある前記遮蔽部と前記電子放出源とのあいだの最近接距離R(L)が、下記の関係を満たす
R(L)≧D×L/L1
ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載のX線発生管。 - 前記ターゲットは、前記電子が照射される面に対向する面から前記X線を放出する透過型のターゲットである
ことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載のX線発生管。 - 前記ターゲットは、電子の衝突によってX線を発生する金属を含有し前記電子放出源と対向するターゲット層と、前記ターゲット層を支持する透過基板と、を備える
ことを特徴とする請求項13に記載のX線発生管。 - 前記絶縁管は、管軸方向の両端のそれぞれにおいて、前記陰極と前記陽極とに接続されている
ことを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載のX線発生管。 - 請求項1乃至15のいずれか1項に記載のX線発生管と、
前記陽極と前記陰極との間に管電圧を印加する管電圧回路と、
を備えることを特徴とするX線発生装置。
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