KR101615337B1 - X-ray source comprising cnt yarn and x-ray emitting apparatus using the same - Google Patents

Abstract

The present invention relates to an X-ray source using a carbon nano-tube yarn (CNT yarn), and an X-ray generating apparatus using the same. According to the present invention, the X-ray source using a CNT yarn comprises: a cathode unit formed by twisting a plurality of CNT yarns, and applying negative potential (HV-); and a cylindrical outer pipe unit formed around the circumference of the cathode unit. The cathode unit is maintained in a vacuum state inside the outer pipe unit. A metal coating layer is further formed as an anode unit where positive potential (HV+) is applied in an inner circumferential surface.

Description

탄소나노튜브 실을 포함한 엑스레이 소스 및 이를 이용한 엑스레이 발생장치{X­RAY SOURCE COMPRISING CNT YARN AND X­RAY EMITTING APPARATUS USING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an X-ray source including a carbon nanotube chamber and an X-ray source using the CNT source.

본 발명은 탄소나노튜브 실(CNT Yarn)을 이용한 엑스레이 소스 및 이를 이용한 엑스레이 발생장치에 관한 것으로 구체적으로 탄소나노튜브 실(CNT Yarn)을 이용하여 방사상으로 엑스선을 발생시키는 방사형 엑스선 발생장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an X-ray source using a CNT yarn and an X-ray generator using the CNT yarn, and more particularly, to a radial X-ray generator for generating an X-ray in a radial direction using a CNT yarn .

통상적인 엑스레이 발생 장치는 의료용 장치, 공업용 계측장치 등의 X 선원(Xray source)으로써 이용되고 있고, 최근 들어 정전기 제전 장치의 X선원으로도 그 용도가 크게 확대되고 있다.
A typical X-ray generating apparatus is used as an X-ray source such as a medical apparatus or an industrial measuring apparatus, and recently its use as an X-ray source of static electricity static eliminating apparatus has been greatly expanded.

또한 통상의 엑스레이 발생 장치는 음극부의 핀이 수직 설치된 세라믹제 스템(Stem, 진공 튜브라고도 함)부와, 하면에 타겟 금속이 증착된 출사창을 세라믹제 밸브로 지지하여 서로 납땜하고, 집속 전극을 세라믹제 밸브의 내주면을 따라서 배치하는 동시에 집속 전극의 하단부를 스템부와 밸브로 끼워진 구성을 갖는다. 즉, 세라믹 부품을 2군데에 사용하고 있으므로 취급에 주의가 필요하다.
The conventional X-ray generating apparatus also includes a ceramic stem (also referred to as a stam (vacuum tube)) portion in which the pin of the cathode portion is vertically installed and an outgoing window in which a target metal is deposited on the lower surface thereof by soldering with a ceramic valve, And the lower end of the focusing electrode is sandwiched between the stem portion and the valve. In other words, the ceramic parts are used in two places.

또한, 종래의 엑스레이 발생 장치는 제조비용을 저렴하게 하는 것이 곤란하다. 스템측과 출사창측 모두 납땜작업을 할 필요가 있으므로 제조에 시간이 걸릴 수 밖에 없다.
Further, it is difficult to reduce the manufacturing cost of the conventional X-ray generating apparatus. Since both the stem side and the outlet side need to be soldered, it takes time to manufacture.

또한, 일반적으로 엑스레이 발생 장치는 스템측과 출사창측의 양측에서 사용하는 납제를 다른 특성의 것으로 할 필요가 있어 작업 공정이 복잡해지며, 이로 인해 양산성이 떨어지게 된다. 또한 출사창측과 세라믹제 밸브의 납땜 공정이 텅스텐코일(음극 필라멘트)을 음극핀에 설치하는 공정보다도 이후가 된다. 그로 인해 텅스텐 코일 및 텅스텐 코일을 고정한 음극핀을 고온에 노출시키게 되고, 텅스텐 핀과 음극핀의 고정부가 가열되는 문제점이 있다. 결과적으로 텅스텐 코일과 음극핀의 고정이 느슨해지는 현상이 나타나며, 이는 필라멘트의 특성 및 수명 열화의 문제로 나타나 신뢰성이 결여될 우려가 있게 된다.
Generally, the X-ray generator needs to have different characteristics of the pellets used on both the stem side and the exit window side, complicating the work process, thereby reducing the mass productivity. Further, the soldering process of the outlet window and the ceramic valve is later than the process of installing the tungsten coil (cathode filament) on the anode pin. As a result, the negative electrode pin fixing the tungsten coil and the tungsten coil is exposed to a high temperature, and the fixing portion of the tungsten pin and the negative electrode pin is heated. As a result, the fixing of the tungsten coil and the anode pin is loosened, which leads to a problem of the characteristics of the filament and deterioration of the service life, which may result in lack of reliability.

한편, 종래의 필라멘트를 이용한 열전자방출 엑스레이 발생 장치의 경우 일반적으로 음극과 양극의 2극형 구조(다이오드 구조)를 채택하고 있다. 좀 더 자세히 설명하면, 음극에서 전자가 방출되면 양극에 고전압을 인가하여 가속시키는 방식을 사용하기 때문에, 전자 집속 및 제어가 어려운 구조를 취하고 있다. 뿐만 아니라 필라멘트에서의 열전자 방출은 전방위 방출이 나타나므로 실제 양극에 도달하는 전자량의 효율은 극히 떨어질 수 밖에 없다.
On the other hand, in the case of a thermoelectronic emission x-ray generator using a conventional filament, a bipolar structure (diode structure) of a cathode and a cathode is generally adopted. More specifically, when electrons are emitted from a cathode, electrons are accelerated by applying a high voltage to the anode. Therefore, electrons are difficult to focus and control. In addition, the emission of hot electrons from the filament causes omnidirectional emission, so that the efficiency of the electrons reaching the actual anode is extremely inferior.

이러한 문제점에 대응하여 엑스레이 발생장치에서 음극 물질로 탄소나노튜브(carbon nanotube(CNT)), 탄소나노와이어(carbon nano wire), 탄소나노튜브 실(CNT yarn) 등이 사용되고 있다.
In response to these problems, carbon nanotubes (CNTs), carbon nano wires, and carbon nanotube yarns (CNT yarns) have been used as cathode materials in x-ray generators.

탄소나노튜브는 튜브 형태로 성장되는 미세 구조물로서 형태상 다양한 유형이 알려져 있다. 이러한 탄소나노튜브는 매우 우수한 전기적, 기계적, 화학적, 열적 특성을 가지며, 이러한 장점으로 인하여 음극 물질 뿐만 아니라 다양한 분야에 응용되고 있다. 탄소나노튜브는 낮은 일함수와 높은 종횡비(high aspect ratio)를 가지며, 그 선단(top end 또는 emission end)이 작은 곡률 반경을 가지기 때문에 매우 큰 전계강화인자(field enhancement factor)를 갖기 때문에, 낮은 포텐셜의 전계(electric field)하에서도 전자를 방출할 수 있는 특성을 갖고 있다.
Carbon nanotubes are microstructures grown in the form of tubes. These carbon nanotubes have very good electrical, mechanical, chemical and thermal properties and are being applied not only to cathode materials but also to various fields. Since carbon nanotubes have a low work function and a high aspect ratio and have a very large field enhancement factor because their top end or emission end has a small radius of curvature, And can emit electrons even under the electric field of the electron beam.

본 출원인은 이러한 탄소나노튜브의 어플리케이션으로서 2009년 10월 29일자로 "탄소나노튜브 실을 갖는 엑스레이 발생 장치"를 출원하였다. 이 출원은 탄소나노튜브 실(carbon nanotube(CNT) yarn)을 갖는 엑스레이 소스(X-ray source), 엑스레이 발생장치 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 엑스레이를 발생시키는 과정에서 탄소나노튜브 실에 작용하는 스트레스에 따른 손상을 억제하기 위해 엑스레이 소스는 외주면을 갖는 탄소나노튜브 실과, 탄소나노튜브 실의 외주면에 형성된 절연성 보호층을 포함하여 구성된다.
The present applicant filed a patent application entitled " X-ray generator having carbon nanotube yarn "on Oct. 29, 2009 as an application of such a carbon nanotube. The present application relates to an X-ray source having an X-ray source, a carbon nanotube (CNT) yarn, an X-ray generator, and a manufacturing method thereof. In order to suppress damage due to stress, the x-ray source includes a carbon nanotube chamber having an outer circumferential surface and an insulating protective layer formed on the outer circumferential surface of the carbon nanotube chamber.

이와 같은 탄소나노튜브 실의 외주면에 절연성 보호층을 형성함으로써, 엑스레이를 발생시키는 과정에서 탄소나노튜브 실에 작용하는 과전류(highcurrent)나 아킹(arcing)과 같은 스트레스에 따른 꼬임풀림(un-twisted)과 같은 손상을 억제하고, 탄소나노튜브 실의 전계방출 효과를 향상시키고 사용 수명을 연상시킬 수 있다.
By forming an insulating protective layer on the outer circumferential surface of such a carbon nanotube chamber, an un-twisted stress due to stress such as high current or arcing acting on the carbon nanotube yarn during the process of generating X- Can be suppressed, the field emission effect of the carbon nanotube chamber can be improved, and the service life can be reminded.

그러나 전술한 출원에서는 탄소나노튜브 실의 선단을 이용하여 엑스레이를 발생시킴에 따라 엑스레이가 콘형태로 방출되므로, 이러한 엑스레이원을 악성 종양을 검사 및 치료에 사용되는 CT(단층촬영)에서 이용하기 위해서는 엑스레이 소스를 피사체의 주변으로 1도씩 회전시켜 조작해야만 하므로 조작의 불편함과 함께 고속촬영이 곤란하다는 문제점이 있었다.
However, in the above-described application, x-rays are generated in the form of cones by generating X-rays using the tips of carbon nanotube yarns. Therefore, in order to use such X-ray sources in CT (tomography) used for examination and treatment of malignant tumors Ray source has to be rotated by 1 degree to the periphery of the subject, so that it is inconvenient for operation and high-speed shooting is difficult.

또한 엑스레이 소스로부터의 엑스레이를 종양이나 암과 같은 비정상 조직에만 방사하는 브라키테라피 치료에서는 대상 조직 부근에 엑스레이 소스를 매우 삽입해야 하는데 이 경우 매우 작은 크기의 엑스레이 소스를 필요한다. 그러나 전술한 출원의 발명에서는 양전하가 충전되는 양극부가 음극부로부터 이격되어 외부에 형성됨에 따라 사실상 소형화가 불가능하여 브라키테라피 시술에는 적합하지 않다라는 문제점이 있었다.
In addition, brachytherapy treatments that radiate x-rays from an x-ray source only to abnormal tissues such as tumors or cancer require very large x-ray sources to be inserted near the target tissue, requiring a very small x-ray source. However, in the above-described invention of the present application, there is a problem that since an anode portion filled with a positive charge is separated from the cathode portion and formed outside, it is practically impossible to downsize it and is not suitable for brachytherapy.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하는 것을 그 목적으로 한다. 구체적으로 본 발명은 탄소나노튜브 실을 이용하여 방사상으로 엑스레이가 방출될 수 있는 엑스레이 소스 및 이를 이용한 엑스레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems. Specifically, the present invention provides an X-ray source capable of radiating X-rays radially using a carbon nanotube chamber, and an X-ray apparatus using the same.

또한 본 발명은 탄소나노튜브 실을 이용하여 방사상으로 엑스레이를 방출하면서 소형화가 가능한 구조의 엑스레이 소스 및 이를 이용한 엑스레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
It is another object of the present invention to provide an x-ray source having a structure capable of miniaturization while emitting x-rays in a radial manner using a carbon nanotube chamber, and an x-ray apparatus using the same.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일양태에 따르면 탄소나노튜브 실을 이용한 엑스레이 소스가 제공되고, 엑스레이 소스는, 복수의 탄소나노튜브 실을 꼬아서 형성되고 음의 전위(HV-)가 인가되기 위한 음극부; 및 상기 음극부의 둘레 주변에 형성되고 원통형상의 외부관부를 포함하고, 상기 음극부는 상기 외부관부 내에서 진공상태로 유지되고, 외부관부의 내주면에는 양의 전위(HV+)가 인가되는 양극부로서 금속코팅층이 더 형성되어 있다.
According to an aspect of the present invention, there is provided an X-ray source using a carbon nanotube chamber, wherein an X-ray source is formed by twisting a plurality of carbon nanotube yarns and a negative potential (HV-) A negative electrode portion to be formed; And a cylindrical outer tubular portion formed around the periphery of the cathode portion, wherein the cathode portion is kept in a vacuum state in the outer tubular portion, and an inner surface of the outer tubular portion is coated with a metal coating layer .

상기 양태에서 원통형상의 외부관부의 외주면에는 유리층이 형성되고, 금속코팅층은 투과형 양극부인 것이 바람직하다.
In this embodiment, it is preferable that a glass layer is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical outer tube portion, and the metal coating layer is the transmissive anode portion.

금속코팅층은 하나의 금속코팅층으로 이루어지고, 금속코팅층은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 금(Au), 티타늄(Ti) 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
It is preferable that the metal coating layer is made of one metal coating layer and the metal coating layer is any one of aluminum (Al), copper (Cu), molybdenum (Mo), gold (Au), and titanium (Ti).

또한 본 발명의 다른 양태에 따르면 엑스레이 소스를 이용하여 엑스레이스를 발생하기 위한 엑스레이 발생장치가 제공되고, 이 장치는 양의 전위(HV+)를 양극부에 인가하고, 음의 전위(HV-)를 음극부에 인가하기 위한 전위공급부;와 상기 양극부와 음극부를 포함하는 엑스레이 소스를 포함하고, 상기 엑스레이 소스는, 복수의 탄소나노튜브 실을 꼬아서 형성되고 음의 전위(HV-)가 인가되는 음극부; 및 상기 음극부의 둘레 주변에 형성되고 원통형상의 외부관부를 포함하고, 상기 음극부는 상기 외부관부 내에서 진공상태로 유지되고, 상기 외부관부의 내주면에 양의 전위(HV+)가 인가되는 양극부로서 금속코팅층이 형성된 것을 특징적 구성으로 포함한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided an X-ray generating apparatus for generating an X-ray using an X-ray source, the apparatus applying a positive potential (HV +) to an anode section and a negative potential Ray source including an anode part and a cathode part, wherein the X-ray source is formed by twisting a plurality of carbon nanotube yarns and applying a negative potential (HV-) to the cathode part A cathode portion; And a cylindrical outer tubular portion formed around the periphery of the cathode portion, wherein the cathode portion is held in a vacuum state in the outer tubular portion, and a positive electrode (HV +) is applied to the inner peripheral surface of the outer tubular portion, And a coating layer is formed.

원통형상의 외부관부의 외주면에는 유리층이 형성되고, 금속코팅층은 투과형 양극부로서 형성되는 것이 바람직하다.
It is preferable that a glass layer is formed on the outer circumferential surface of the cylindrical outer tube portion and the metal coating layer is formed as the transmissive anode portion.

금속코팅층은 하나의 금속코팅층으로 이루어지고, 금속코팅층은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 금(Au), 티타늄(Ti) 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
It is preferable that the metal coating layer is made of one metal coating layer and the metal coating layer is any one of aluminum (Al), copper (Cu), molybdenum (Mo), gold (Au), and titanium (Ti).

본 발명에 따르면, 탄소나노튜브 실의 둘레부로부터 전자가 방출되어 그 둘레에 형성된 금속코팅층에 입사되어 엑스레이가 방사됨에 따라 방사형상으로 엑스레이가 방출될 수 있고, 또한 탄소나노튜브 실의 둘레에 양극부가 형성됨에 따라 소형화가 가능하게 된다.
According to the present invention, electrons are emitted from the periphery of the carbon nanotube yarn, and are incident on the metal coating layer formed around the carbon nanotube yarn. As the x-ray is radiated, the x-ray can be emitted radially, As a result, miniaturization becomes possible.

도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 엑스레이 소스의 외관을 나타낸 사시도.
도 1b는 도 1a에 따른 엑스레이 소스의 횡단면도.
도 1c는 도 1a에 따른 엑스레이 소스의 종단면도.
도 2a는 본 발명에 따른 엑스레이 소스를 이용한 엑스레이 발생장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 2b는 본 발명에 따른 엑스레이 발생장치에서 생성되는 엑스레이의 형상을 개략적으로 도시한 도면.FIG. 1A is a perspective view showing an appearance of an X-ray source according to a first embodiment of the present invention. FIG.
1B is a cross-sectional view of the x-ray source according to Fig.
1C is a longitudinal cross-sectional view of the x-ray source according to Fig.
FIG. 2A schematically illustrates an X-ray generator using an X-ray source according to the present invention; FIG.
FIG. 2B is a view schematically showing the shape of an X-ray generated in the X-ray generator according to the present invention. FIG.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent by reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in various forms.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
The present embodiments are provided so that the disclosure of the present invention is thoroughly disclosed and that those skilled in the art will fully understand the scope of the present invention. And the present invention is only defined by the scope of the claims. Accordingly, in some embodiments, well known components, well known operations, and well-known techniques are not specifically described to avoid an undesirable interpretation of the present invention.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. Moreover, terms used herein (to be referred to) are intended to illustrate embodiments and are not intended to limit the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. Also, components and acts referred to as " comprising (or comprising) " do not exclude the presence or addition of one or more other components and operations.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless they are defined.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.
Hereinafter, the technical features of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a 내지 도 1c은 본 발명의 제1 실시예에 따른 탄소나노튜브 실을 가진 엑스레이 소스를 나타낸 도면으로, 도 1a는 엑스레이 소스의 외관 사시도, 도 1b는 도 1a에 도시된 엑스레이 소스를 선분 A-A' 방향으로 절단한 횡단면도, 도 1c는 도 1a에 도시된 엑스레이 소스를 선분 B-B' 방향으로 절단한 종단면도를 나타낸다.
1A is an external perspective view of an X-ray source, FIG. 1B is a cross-sectional view of an X-ray source shown in FIG. 1A as a line AA 1 ', and FIG. 1C is a vertical sectional view of the X-ray source shown in FIG. 1A cut along the line BB'.

도 1a 내지 도 1c에 도시한 바와 같이, 탄소나노튜브 실(200)은 외주면을 가지며 엑스레이 소스로서 사용될 수 있는 길이로 적당히 선택될 수 있다. 탄소나노튜브 실(200)의 양단에 전위(HV-)가 인가되며, 탄소나노튜브 실의 외주면에서 엑스레이 발생에 필요한 전자가 방출된다. 탄소나노튜브 실(200)은 기판에 수직으로 성장시킨 탄소나노튜브에서 실을 인출 및 꼬아서(yarning) 형성할 수 있다. 본 명세서에서 별다른 언급이 없는 한 탄소나노튜브 실(200)은 복수의 탄소나노튜브 실을 꼬아서 형성한 것으로 정의 된다.
As shown in FIGS. 1A to 1C, the carbon nanotube chamber 200 has an outer circumferential surface and can be suitably selected to have a length that can be used as an x-ray source. A potential HV- is applied to both ends of the CNT chamber 200 and electrons necessary for X-ray generation are emitted from the outer circumferential surface of the CNT chamber. The carbon nanotube chamber 200 can draw and twist yarns from carbon nanotubes grown perpendicularly to the substrate. Unless otherwise stated, the carbon nanotube chamber 200 is defined as a plurality of carbon nanotube yarns formed by twisting.

탄소나노튜브 실(200)은 탄소나노튜브 실의 직경에 수직한 방향으로 전계를 인가하게 되면, 일반적인 탄소나노튜브가 선단에서만 전자를 방출하는 것과는 달리 전체 표면에서 전자를 방출하고, 진공중에서 전자방출의 단방향 직진성을 가지므로 매우 높은 효율을 제공할 수 있다.
When the electric field is applied in the direction perpendicular to the diameter of the carbon nanotube chamber 200, unlike ordinary carbon nanotubes that emit electrons only from the tip, the carbon nanotube chamber 200 emits electrons from the entire surface, So that it is possible to provide a very high efficiency.

도시된 바와 같이, 탄소나노튜브 실(200)의 외측으로 외부관(110)이 형성된다. 외부관(100)은 투명층(110) 및 투명층의 내주면에 코팅된 금속코팅층(120)을 포함한다. 투명층(110)은 바람직하게 유리로 형성되며, 금속코팅층(120)은 유리 기판의 내주면에 코팅된 전기전도성의 금속코팅층인 것이 바람직하다.
As shown in the figure, the outer tube 110 is formed outside the carbon nanotube chamber 200. The outer tube 100 includes a transparent layer 110 and a metal coating layer 120 coated on the inner circumferential surface of the transparent layer. The transparent layer 110 is preferably formed of glass, and the metal coating layer 120 is preferably an electrically conductive metal coating layer coated on the inner circumferential surface of the glass substrate.

이 경우 전기전도성 금속코팅층(120)으로는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 금(Au), 티타늄(Ti)에서 선택된 어느 하나가 이용될 수 있으며, 낮은 에너지의 방사선이 방출되는 몰리브덴(Mo)과 구리(Cu)인 것이 더욱 바람직하다. 여기서 금속코팅층(120)은 투과형 양극부로서 동작한다.
In this case, any one selected from aluminum (Al), copper (Cu), molybdenum (Mo), gold (Au) and titanium (Ti) may be used as the electroconductive metal coating layer 120, More preferably, molybdenum (Mo) and copper (Cu) are emitted. Here, the metal coating layer 120 operates as a transmission type anode.

다시 도 1b를 참조하면 탄소나노튜브 실(200)은 외부관(100)의 내측에서 유지되도록 형성되고 탄소나노튜브 실(200)과 외부관(100)의 금속코팅층(120) 사이에 공간이 형성되고, 이 공간은 절연성을 가진 밀봉부재(300)에 의해 밀봉되어 진공상태를 유지하도록 구성된다. 절연성의 밀봉부재(300)는 SiO2, MgO, BN, HfO2 및 AlN 중에 적어도 하나의 소재를 이용하여 형성될 수 있다.
Referring to FIG. 1B, the carbon nanotube chamber 200 is formed to be held inside the outer tube 100, and a space is formed between the carbon nanotube chamber 200 and the metal coating layer 120 of the outer tube 100 And this space is configured to be sealed by the sealing member 300 having an insulating property to maintain a vacuum state. The insulating sealing member 300 may be formed using at least one of SiO 2, MgO, BN, HfO 2, and AlN.

또한 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 탄소나노튜브 실(200)의 양단은 외부관(100)으로부터 돌출되어 형성되어 외부의 음전위(HV-)에 연결된다. 그러나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 외부관(100)의 양단부에 전극단자부를 형성하고 외부관(100)의 내측에서 전극단자부를 통해 전위를 인가받도록 형성될 수도 있다.
As shown in FIGS. 1A and 1B, both ends of the carbon nanotube chamber 200 protrude from the outer tube 100 and are connected to an external negative potential (HV-). However, the present invention is not limited to this, and the electrode terminal portion may be formed at both ends of the outer tube 100 and may be formed to receive a potential from the inner side of the outer tube 100 through the electrode terminal portion.

도 2a은 전술하여 설명한 엑스레이 소스들을 이용하여 구현한 엑스레이 발생장치를 나타낸 도면이다. 여기서 엑스레이 소스들은 하나의 금속층을 포함한다.
FIG. 2A is a diagram illustrating an X-ray generator constructed using the X-ray sources described above. Where the x-ray sources comprise a single metal layer.

엑스레이 소스의 탄소나노튜브 실(이하 음극부라고 함)에는 전위 HV-가 인가되고, 탄소나노튜브 실을 감싸고 있는 외부관(100), 보다 정확하게는 금속코팅층(이하 양극부라고 함)(120)에는 전위 HV+가 인가된다.
An external tube 100, more precisely a metal coating layer (hereinafter referred to as an anode part) 120, to which a potential HV- is applied to a carbon nanotube chamber (hereinafter referred to as a cathode part) of the X- The potential HV + is applied.

이와 같은 본 실시예에 따른 탄소나노튜브 실(200)을 이용한 전자빔 또는 엑스-레이 발생 장치(100)에서 전자빔 또는 엑스레이를 발생시키는 과정을 설명하면 다음과 같다.
A process of generating electron beams or x-rays in the electron beam or x-ray generator 100 using the CNT 200 according to the present embodiment will now be described.

먼저 양극부(110)에 DC 전압(HV+)이 인가되고, 음극부(200)의 탄소나노튜브 실(200)의 양단에 전위(HV-)가 인가되면, 탄소나노튜브 실(200)의 외주면의 표면에서 전자가 방출된다. 이어서 탄소나노튜브 실(200)에서 방출된 전자는 양극부(120)으로 입사된다. 양극부(110)에 전자가 입사되면 도 2b에 도시한 바와 같이 양극부(120)인 금속코팅층으로부터 유리관(120)으로 전자빔 또는 엑스레이가 방출된다.
When the DC voltage HV + is applied to the anode 110 and the potential HV- is applied to both ends of the CNT 200 of the cathode 200, Electrons are emitted from the surface of the substrate. The electrons emitted from the carbon nanotube chamber 200 are then incident on the anode portion 120. When electrons are incident on the anode part 110, an electron beam or X-ray is emitted from the metal coating layer as the anode part 120 to the glass tube 120 as shown in FIG. 2B.

이와 같은 본 실시예에 따른 엑스레이 발생 장치는 음극으로 탄소나노튜브 실(200)을 이용하기 때문에, 상온에서 양극부(120)에 고전압(HV++)이 인가되더라도 음극부(200)에서 전자가 방사상으로 방출된다.
Since the X-ray generator according to the present embodiment uses the carbon nanotube chamber 200 as a cathode, even if a high voltage (HV ++) is applied to the anode portion 120 at room temperature, electrons are radially emitted from the cathode portion 200 .

음극에 인가되는 전위(HV-) 조절을 통하여 전자 발생 강도를 제어할 수 있고, 전자를 균일하게 발생시킬수 있다. 즉 전자방출을 결정짓는 음극과, 전자의 가속을 담당하는 양극부의 전위차 조절을 통하여 전자 발생 강도를 제어할 수 있다. 예컨대 사용 용도에 따라 전압을 높이고 전류를 낮추어 사용할 수도 있고, 반대로 전압을 낮추고 전류를 높여 사용할 수 있다.
The electron generation intensity can be controlled through the adjustment of the potential (HV-) applied to the cathode, and electrons can be uniformly generated. That is, the electron generation intensity can be controlled by controlling the potential difference between the cathode for determining electron emission and the anode for accelerating electrons. For example, the voltage can be increased and the current can be lowered depending on the application, or conversely, the voltage can be lowered and the current can be increased.

또한 본 실시예에 따른 엑스레이 발생 장치는 탄소나노튜브 실(200)을 감싸는 유리관의 내부에 금속 코팅층을 형성함으로써 탄소나노튜브 실(200)의 외주면을 통해 방사상으로 엑스레이를 방출할 수 있고 또한 브라키테라피와 같은 조직근접치료에 적합한 초소형의 크기로 형성될 수 있다.
In addition, the X-ray generator according to the present embodiment can radiate X-rays radially through the outer circumferential surface of the carbon nanotube chamber 200 by forming a metal coating layer in the glass tube surrounding the carbon nanotube chamber 200, And can be formed in an ultra-small size suitable for tissue proximal treatment such as < RTI ID = 0.0 >

탄소나노튜브 실(20)을 이용하면 전자가 균일하게 발생되어, 전자 발생 균일도가 가우시안(Gaussian) 형태를 이루어 매우 안정적으로 엑스레이를 방출할 수 있다.
When the carbon nanotube chamber 20 is used, electrons are uniformly generated, and the uniformity of electron generation is Gaussian, so that the x-ray can be emitted very stably.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아닌 설명을 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention and various changes and modifications may be made without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present invention, and the scope of the present invention is not limited by these embodiments.

따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 의해 제한되기 보다는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Therefore, the scope of the present invention should be construed as being covered by the following claims rather than being limited by the above embodiments, and all technical ideas within the scope of the claims should be construed as being included in the scope of the present invention.

100: 외부관부 110: 유리층
120: 금속층 200: 탄소나노튜브실100: outer tube portion 110: glass layer
120: metal layer 200: carbon nanotube yarn

Claims (8)

탄소나노튜브 실을 이용한 엑스레이 소스에 있어서,
복수의 탄소나노튜브 실을 꼬아서 형성되고 음의 전위(HV-)가 인가되기 위한 음극부; 및
상기 음극부의 길이방향을 따라 음극부의 둘레 주변에 원통형상으로 형성되는 외부관부를 포함하고,
상기 음극부는 상기 외부관부 내에서 진공상태로 유지되고,
상기 외부관부의 내주면에는 양의 전위(HV+)가 인가되는 투과형 양극부로서 금속코팅층이 더 형성되어 음극부의 길이방향을 따른 둘레 주변으로 방사선이 방출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 실을 이용한 엑스레이 소스.
In an X-ray source using a carbon nanotube chamber,
A cathode portion formed by twisting a plurality of carbon nanotube yarns and adapted to apply a negative potential (HV-); And
And an outer tube portion formed in a cylindrical shape around the circumference of the cathode portion along the longitudinal direction of the cathode portion,
The negative electrode portion is kept in a vacuum state in the outer tube portion,
And a metal coating layer is further formed on the inner circumferential surface of the outer tube portion as a transmission type anode portion to which a positive potential (HV +) is applied, so that the radiation is emitted around the circumference along the longitudinal direction of the cathode portion. sauce.
제1항에 있어서,
상기 원통형상의 외부관부의 외주면에는 유리층이 형성된 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 실을 이용한 엑스레이 소스.
The method according to claim 1,
And a glass layer is formed on an outer circumferential surface of the cylindrical outer tube portion.
삭제delete 제2항에 있어서,
상기 금속코팅층은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 금(Au), 티타늄(Ti) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 실을 이용한 엑스레이 소스.
3. The method of claim 2,
Wherein the metal coating layer is one of aluminum (Al), copper (Cu), molybdenum (Mo), gold (Au), and titanium (Ti).
엑스레이 소스를 이용하여 엑스레이스를 발생하기 위한 엑스레이 발생장치에 있어서,
양의 전위(HV+)를 양극부에 인가하고, 음의 전위(HV-)를 음극부에 인가하기 위한 전위공급부;와
상기 양극부와 음극부를 포함하는 엑스레이 소스를 포함하고,
상기 엑스레이 소스는,
복수의 탄소나노튜브 실을 꼬아서 형성되고 음의 전위(HV-)가 인가되는 음극부; 및
상기 음극부의 길이방향을 따라 음극부의 둘레 주변에 원통형상으로 형성되는 외부관부를 포함하고,
상기 음극부는 상기 외부관부 내에서 진공상태로 유지되고,
상기 외부관부의 내주면에는 양의 전위(HV+)가 인가되는 투과형 양극부로서 금속코팅층이 더 형성되어 음극부의 길이방향을 따른 둘레 주변으로 방사선이 방출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 엑스레이 발생장치.
An X-ray generator for generating X-rays using an X-ray source,
A potential supply part for applying a positive potential HV + to the anode part and applying a negative potential HV- to the cathode part;
And an X-ray source including the anode portion and the cathode portion,
The x-
A cathode portion formed by twisting a plurality of carbon nanotube yarns and to which a negative potential (HV-) is applied; And
And an outer tube portion formed in a cylindrical shape around the circumference of the cathode portion along the longitudinal direction of the cathode portion,
The negative electrode portion is kept in a vacuum state in the outer tube portion,
Wherein a metal coating layer is further formed on the inner circumferential surface of the outer tube portion as a transmission type anode portion to which a positive potential (HV +) is applied, so that the radiation is emitted around the circumference along the longitudinal direction of the cathode portion.
제5항에 있어서,
상기 원통형상의 외부관부의 외주면에는 유리층이 형성된 것을 특징으로 하는 엑스레이 발생장치.
6. The method of claim 5,
And a glass layer is formed on an outer peripheral surface of the cylindrical outer tube portion.
삭제delete 제6항에 있어서,
상기 금속코팅층은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 금(Au), 티타늄(Ti) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 엑스레이 발생장치.The method according to claim 6,
Wherein the metal coating layer is any one of aluminum (Al), copper (Cu), molybdenum (Mo), gold (Au), and titanium (Ti).

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