KR20180087833A - Method for driving x-ray source - Google Patents

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KR20180087833A
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Abstract

The present invention relates to a driving method of an X-ray source. More specifically, the present invention relates to a driving method of an X-ray source device which has a cathode electrode, an electron source which is located on the cathode electrode and emits an electron beam, and an anode target which includes an electron beam irradiation surface to which the electron beam is irradiated. The electron beam is provided with a plurality of main pulses, wherein each of the main pulses includes a plurality of short pulses having a pulse time smaller than a duration time of the main pulse and a resting time. Applying the short pulses includes: irradiating the electron beam toward the electron beam irradiation surface from the electron source during the pulse time; and not irradiating the electron beam during the resting time. A duty of the short pulses is 0.4 to 0.6.

Description

엑스선 소스의 구동 방법 {METHOD FOR DRIVING X-RAY SOURCE}METHOD FOR DRIVING X-RAY SOURCE [0002]

본 발명은 엑스선 소스의 구동 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 숏 펄스 구동으로 전자빔을 조사하는 엑스선 소스의 구동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of driving an x-ray source. More particularly, the present invention relates to a driving method of an X-ray source for irradiating an electron beam with a short pulse drive.

전자원으로부터 방출되는 전자빔을 이용한 엑스선 소스의 구동 시, 아노드 타겟에 도달하는 가속된 전자빔에 의해 아노드 타겟 표면이 가열된다. 이 경우, 아노드 타겟 재료의 열적 한계치에 의해 전자빔의 출력 및 엑스선 구동 선량이 제한된다. 기존의 엑스선 소스는 이러한 한계를 극복하기 위해 아노드 타겟을 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 전자빔이 도달하는 영역을 스팟(spot)형태가 아닌 트랙(track)형태로 넓힐 수 있고, 전자빔 에너지에 의한 아노드 타겟 표면의 열을 분산시킬 수 있다. 이 경우, 아노드 타겟의 회전 구동 한계로 인하여 고선량 구동에 제한이 발생하며 회전 진동에 의해 엑스선 영상의 특성이 저하되는 단점이 있다.When the X-ray source is driven using the electron beam emitted from the electron source, the surface of the anode target is heated by the accelerated electron beam reaching the anode target. In this case, the output limit of the electron beam and the x-ray drive dose are limited by the thermal limit of the anode target material. Conventional x-ray sources can rotate the anode target to overcome this limitation. Accordingly, the region where the electron beam reaches can be expanded to a track shape instead of a spot shape, and the heat of the anode target surface due to electron beam energy can be dispersed. In this case, due to the rotation drive limit of the anode target, there is a limitation in high dose driving and the characteristic of the x-ray image is deteriorated by the rotation vibration.

본 발명은 전자빔 조사 표면의 온도가 아노드 타겟의 녹는점을 초과하는 것을 방지하고 요구되는 엑스선의 선량을 충족시킬 수 있는 엑스선 소스의 구동 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a method of driving an x-ray source capable of preventing a temperature of an electron beam irradiated surface from exceeding a melting point of an anode target and satisfying a required dose of an x-ray.

본 발명은 캐소드 전극, 상기 캐소드 전극 상에 배치되고 전자빔을 방출하는 전자원, 상기 전자빔이 조사되는 전자빔 조사 표면을 포함하는 아노드 타겟을 갖는 엑스선 소스 장치의 구동 방법에 있어서, 상기 전자빔은 복수개의 메인 펄스들로 제공되고, 상기 메인 펄스들의 각각은 상기 메인 펄스의 지속 시간 보다 작은 펄스 시간 및 휴지 시간을 갖는 복수개의 숏 펄스들을 포함하고, 상기 숏 펄스들을 인가하는 것은: 상기 전자원으로부터 상기 전자빔 조사 표면을 향해 상기 전자빔을 상기 펄스 시간 동안 조사하는 것; 및 상기 전자빔을 상기 휴지 시간 동안 조사하지 않는 것을 포함하며, 상기 숏 펄스들의 듀티는 상기 휴지 시간을 상기 펄스 시간 및 상기 휴지 시간의 합으로 나눈 값이고, 상기 숏 펄스들의 듀티는 0.4 내지 0.6인 엑스선 소스 장치의 구동 방법을 제공한다.A method of driving an x-ray source apparatus having an anode target including a cathode electrode, an electron source disposed on the cathode electrode and emitting an electron beam, and an electron beam irradiating surface irradiated with the electron beam, Wherein each of the main pulses comprises a plurality of short pulses having a pulse time and a dwell time less than the duration of the main pulse, and wherein applying the short pulses comprises: Irradiating the electron beam toward the irradiation surface for the pulse time; And the duty of the shot pulses is a value obtained by dividing the dwell time by the sum of the pulse time and the dwell time, and the duty of the shot pulses is 0.4 to 0.6. A method of driving a source device is provided.

상기 펄스 시간은 수 나노초(ns) 내지 수 초(s)일 수 있다.The pulse time may be from a few nanoseconds (ns) to a few seconds (s).

상기 메인 펄스들의 지속 시간 내에서, 상기 펄스 시간 동안의 상기 전자빔 조사 표면의 온도 증가량과 상기 휴지 시간 동안의 상기 전자빔 조사 표면의 온도 감소량의 차이는 상기 아노드 타겟의 녹는점(절대온도)의 5% 이하일 수 있다.The difference between the temperature increase amount of the electron beam irradiation surface during the pulse time and the temperature decrease amount of the electron beam irradiation surface during the dwell time within the duration of the main pulses is set to 5 % ≪ / RTI >

상기 아노드 타겟은 구리(Cu) 또는 은(Ag)을 포함할 수 있다.The anode target may include copper (Cu) or silver (Ag).

상기 아노드 타겟은 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 또는 레늄(Re)을 포함할 수 있다.The anode target may include tungsten (W), molybdenum (Mo), chromium (Cr), tantalum (Ta), or rhenium (Re).

상기 엑스선 소스 장치는 게이트 전극을 더 포함하고, 상기 게이트 전극의 게이트 전압을 제어하여 상기 전자빔의 방출을 수 나노초(ns) 내지 수 초(s)로 제어할 수 있다.The x-ray source device may further include a gate electrode, and the gate voltage of the gate electrode may be controlled to control the emission of the electron beam to several nanoseconds (nanoseconds) to several seconds (s).

본 발명에 따른 엑스선 소스의 구동 방법은 숏 펄스 구동을 통해 전자빔 조사 표면의 온도가 아노드 타겟의 녹는점을 초과하는 것을 방지하고 요구되는 엑스선의 선량을 충족시킬 수 있다.The driving method of the X-ray source according to the present invention can prevent the temperature of the electron beam irradiated surface from exceeding the melting point of the anode target through the short pulse driving and satisfy the dose of the required X-ray.

도 1은 본 발명에 따른 엑스선 소스 장치의 단면도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 엑스선 소스 장치의 롱 펄스 구동을 설명하는 도면이다.
도 2b는 본 발명에 따른 엑스선 소스 장치의 숏 펄스 구동을 설명하는 도면이다.
도 3은 롱 펄스 및 숏 펄스 구동에 따른 전자빔 조사 표면의 온도 상승을 설명하는 도면이다. 1 is a cross-sectional view of an x-ray source apparatus according to the present invention.
2A is a view for explaining long pulse driving of an X-ray source apparatus according to the present invention.
FIG. 2B is a view for explaining shot pulse driving of the X-ray source apparatus according to the present invention.
3 is a view for explaining the temperature rise of the electron beam irradiated surface according to the long pulse and short pulse driving.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.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. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 장치의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is to be understood that the terms 'comprises' and / or 'comprising' as used herein mean that an element, step, operation, and / or apparatus is referred to as being present in the presence of one or more other elements, Or additions.

이하 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명에 따른 엑스선 소스 장치의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of an x-ray source apparatus according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 엑스선 소스 장치는 캐소드 전극(11), 전자원(12), 아노드 타겟(14) 및 진공 용기(15)를 포함한다. 1, an x-ray source apparatus according to the present invention includes a cathode electrode 11, an electron source 12, an anode target 14, and a vacuum container 15.

캐소드 전극(11)과 아노드 타겟(14)은 마주하도록 위치되며, 아노드 타겟(14)은 캐소드 전극(11)과 소정 거리 이격되어 캐소드 전극(11)의 상부에 위치될 수 있다. 아노드 타겟(14)의 하부면, 즉, 캐소드 전극(11)과 마주하는 표면은 소정 각도로 기울어질 수 있다.The anode target 14 and the anode target 14 may be positioned to face the cathode electrode 11 and the cathode electrode 11 at a predetermined distance from the cathode electrode 11. [ The lower surface of the anode target 14, that is, the surface facing the cathode electrode 11, can be inclined at a predetermined angle.

전자원(12)은 캐소드 전극(11) 상에 형성된다. 예를 들어, 전자원(12)은 탄소 나노 튜브 에미터일 수 있으며, 도트 어레이 형태로 배열될 수 있다.The electron source 12 is formed on the cathode electrode 11. For example, the electron source 12 may be a carbon nanotube emitter, and may be arranged in a dot array form.

진공 용기(15)는 캐소드 전극(11)과 아노드 타겟(14) 사이에 형성되고 튜브 형태를 가질 수 있다. 전자빔(E-beam)은 진공 분위기에서 발생 및 가속되므로, 엑스선 소스는 완전 밀봉되거나 진공 펌프를 통해 지속적으로 내부 진공도를 유지하여야 한다. 따라서, 진공 용기(15)는 고전압 특성이 우수한 물질, 예를 들어, 세라믹, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 유리 등으로 형성될 수 있다.The vacuum container 15 is formed between the cathode electrode 11 and the anode target 14 and may have a tubular shape. Since the electron beam (E-beam) is generated and accelerated in a vacuum atmosphere, the x-ray source must either be completely sealed or maintain a constant internal vacuum through a vacuum pump. Therefore, the vacuum container 15 can be formed of a material having excellent high-voltage characteristics, for example, ceramic, aluminum oxide, aluminum nitride, glass, or the like.

본 발명에 따른 엑스선 소스 장치는 전자원(12)과 대응되는 위치에 개구부를 포함하는 게이트 전극(13)을 더 포함할 수 있다. 게이트 전극(13)에 대하여는 추후에 다시 설명한다.The x-ray source apparatus according to the present invention may further include a gate electrode 13 including an opening at a position corresponding to the electron source 12. [ The gate electrode 13 will be described later.

위와 같은 구조에 따라 엑스선 소스 장치가 구동하면, 전자원(12)으로부터 전자빔이 방출된다. 전자빔은 아노드 타겟(14)에 인가되는 가속 전압에 의해 가속되고, 아노드 타겟(14)의 전자빔 조사 표면(16)에 조사되어 엑스선(X-ray)을 발생시킬 수 있다. When the x-ray source device is driven according to the above structure, the electron beam is emitted from the electron source 12. [ The electron beam is accelerated by the acceleration voltage applied to the anode target 14 and can be irradiated to the electron beam irradiation surface 16 of the anode target 14 to generate an X-ray.

이와 같은 엑스선을 엑스선 영상 장치에 이용하는 경우, 엑스선이 조사되는 대상물의 특성 및 요구되는 영상의 해상도에 따라 엑스선의 선량이 결정될 수 있다. 이 경우, 요구되는 엑스선의 선량 및 아노드 타겟(14)의 녹는점에 따라 전자빔의 전류 크기, 가속 전압 및 지속 시간 등의 엑스선 소스의 구동 조건이 제한될 수 있다.When such an X-ray is used in an X-ray imaging apparatus, the dose of the X-ray can be determined according to the characteristics of the object to be irradiated and the resolution of the required image. In this case, depending on the dose of the required x-ray and the melting point of the anode target 14, the driving conditions of the x-ray source such as the current magnitude, acceleration voltage and duration of the electron beam can be limited.

[수학식 1][Equation 1]

E = VㆍIㆍt E = V? I? T

수학식 1을 참조하면, 전자빔이 아노드 타겟(14)에 전달하는 열 에너지(E), 아노드 타겟(14)에 인가되는 전자빔 가속 전압(V), 전자빔 전류 크기(I) 및 전자빔 지속 시간(t)의 관계를 설명할 수 있다. 즉, 전자빔이 아노드 타겟(14)에 전달하는 열 에너지(E)는 전자빔 가속 전압(V)에 전자빔 전류 크기(I) 및 전자빔 지속 시간(t)을 곱하여 계산될 수 있다.The electron beam accelerating voltage V applied to the anode target 14, the electron beam current magnitude I, and the electron beam duration (I), which are transmitted to the anode target 14, (t) can be explained. That is, the thermal energy E transmitted by the electron beam to the anode target 14 can be calculated by multiplying the electron beam acceleration voltage V by the electron beam current magnitude I and the electron beam duration t.

[수학식 2]&Quot; (2) "

△T = E/CΔT = E / C

수학식 2를 참조하면, 아노드 타겟(14)에 전달되는 열 에너지(E), 아노드 타겟(14)의 열 용량(C), 전자빔 조사에 의한 아노드 타겟(14)의 온도 변화량(△T)의 관계를 설명할 수 있다. 즉, 아노드 타겟(14)의 온도 변화량(△T)은 전달되는 열 에너지(E)를 열 용량(C)으로 나눠 계산될 수 있다. The thermal energy E delivered to the anode target 14, the heat capacity C of the anode target 14, the temperature variation ΔN of the anode target 14 by electron beam irradiation, T) can be explained. That is, the temperature change amount DELTA T of the anode target 14 can be calculated by dividing the transmitted thermal energy E by the heat capacity C.

높은 엑스선 선량이 요구되는 경우, 엑스선 요구 선량을 충족시키기 위해 전자빔 전류 크기(I) 및 전자빔 지속 시간(t)은 커져야한다. 그에 따라, 아노드 타겟(14)에 전달되는 열 에너지(E)가 커질 수 있고, 온도 변화량(△T)이 커져 아노드 타겟(14)의 온도가 녹는점 이상으로 상승하여 엑스선 소스 장치가 손상될 수 있다.When a high x-ray dose is required, the electron beam current magnitude (I) and electron beam duration (t) must be large to meet the x-ray required dose. Accordingly, the thermal energy E transmitted to the anode target 14 can be increased, and the temperature change ΔT increases to rise above the melting point of the temperature of the anode target 14, .

아노드 타겟(14)의 온도가 녹는점 이상으로 상승하는 것을 방지하기 위해, 아노드 타겟(14)의 크기를 크게 하여 열 용량(C)을 크게 할 수 있지만, 엑스선 소스의 크기가 커지고 구조가 복잡해지는 단점이 생길 수 있다.The size of the anode target 14 can be increased to increase the heat capacity C in order to prevent the temperature of the anode target 14 from rising above the melting point. However, since the size of the x- It may become complicated.

또한, 전자원(12)으로부터 조사된 전자빔에 의해 아노드 타겟(14)에 전달되는 열 에너지(E)는 아노드 타겟(14)의 전체 온도를 균일하게 상승시키지 않는다. 즉, 열 에너지(E)는 전자빔이 조사되는 전자빔 조사 표면(16)에 집중적으로 전달된 후 다른 부분으로 전달되므로, 전자빔 조사 시 전자빔 조사 표면(16)의 온도가 가장 높다. 이에 따라, 전자빔이 조사되는 전자빔 조사 표면(16)의 온도가 아노드 타겟(14)의 녹는점 이상으로 상승하는지가 가장 중요하다.Further, the thermal energy E transmitted to the anode target 14 by the electron beam irradiated from the electron source 12 does not raise the temperature of the anode target 14 uniformly. That is, since the thermal energy E is transmitted intensively to the electron beam irradiating surface 16 to which the electron beam is irradiated and then transferred to the other portion, the temperature of the electron beam irradiating surface 16 is highest at the time of electron beam irradiation. Accordingly, it is most important whether the temperature of the electron beam irradiating surface 16 to which the electron beam is irradiated rises above the melting point of the anode target 14.

전자빔 조사 표면(16)의 온도 변화를 설명하기 위해 아노드 타겟(14)의 열 확산율(α)의 개념을 설명한다.The concept of the thermal diffusivity (?) Of the anode target (14) will be described in order to explain the temperature change of the electron beam irradiating surface (16).

[수학식 3]&Quot; (3) "

α = κ/(ρㆍCp)α = κ / (ρ · C p )

수학식 3을 참조하면, 아노드 타겟(14)의 열 확산율(α), 열 전도도(κ), 밀도(ρ), 비열(Cp)의 관계를 설명할 수 있다. 이와 같이, 아노드 타겟(14)의 열 전도도(κ), 밀도(ρ), 비열(Cp)의 특성에 따라 아노드 타겟(14)의 열 확산율(α)이 결정되므로, 적절한 재료를 선택하여 아노드 타겟(14)의 열 확산율(α)을 높일 수 있다. 예를 들어, 비열(Cp)이 큰 재료를 선택할 수 있고, 열 전도도(κ)가 큰 재료를 선택할 수 있다. 아노드 타겟(14)의 열 확산율(α)이 증가되면, 아노드 타겟(14)으로 전달되는 열 에너지(E)가 전자빔 조사 표면(16)에서 다른 부분으로 더 빨리 전달된다. 이에 따라, 전자빔이 조사되는 전자빔 조사 표면(16)의 온도가 더 천천히 증가될 수 있다. 따라서, 열 확산율(α)이 높은 적절한 재료를 선택하여 전자빔 조사 표면(16)의 온도가 아노드 타겟(14)의 녹는점 이상으로 상승하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 열 확산율(α)이 높은 구리(Cu), 은(Ag)을 아노드 타겟(14)으로 선택할 수 있다.Referring to the equation (3), the relationship between the thermal diffusivity (?), Thermal conductivity (?), Density (?) And specific heat (C p ) of the anode target (14) can be explained. As described above, since the thermal diffusivity a of the anode target 14 is determined according to the characteristics of the thermal conductivity (κ), density (ρ) and specific heat (C p ) of the anode target 14, So that the thermal diffusivity (alpha) of the anode target 14 can be increased. For example, a material having a large specific heat (C p ) can be selected, and a material having a high thermal conductivity (K) can be selected. As the thermal diffusivity a of the anode target 14 increases, the thermal energy E delivered to the anode target 14 is transferred from the electron beam irradiating surface 16 to the other portion faster. Thus, the temperature of the electron beam irradiating surface 16 to which the electron beam is irradiated can be increased more slowly. Therefore, it is possible to select an appropriate material having a high thermal diffusivity? To prevent the temperature of the electron beam irradiating surface 16 from rising above the melting point of the anode target 14. For example, copper (Cu) and silver (Ag) having a high thermal diffusivity (?) Can be selected as the anode target 14.

또한, 녹는점이 높은 재료를 아노드 타겟(14)으로 선택하여 전자빔 조사 표면(16)의 온도가 아노드 타겟(14)의 녹는점 이상으로 상승하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 녹는점이 높은 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 레늄(Re)을 아노드 타겟(14)으로 선택할 수 있다.It is also possible to select a material having a high melting point as the anode target 14 and prevent the temperature of the electron beam irradiating surface 16 from rising above the melting point of the anode target 14. [ For example, tungsten (W), molybdenum (Mo), chromium (Cr), tantalum (Ta), and rhenium (Re) having high melting points can be selected as the anode target 14.

그 밖에, 코발트(Co), 철(Fe), 이트륨(Y)을 아노드 타겟(14)으로 선택할 수 있다.In addition, cobalt (Co), iron (Fe), and yttrium (Y) can be selected as the anode target 14.

또한, 아노드 타겟(14)의 구조 제어를 통해 전자빔 조사 표면(16)의 온도가 아노드 타겟(14)의 녹는점 이상으로 상승하는 것을 방지할 수 있다. 텅스텐(W) 등과 같이 아노드 타겟(14) 재료의 열 전도도(κ)가 낮은 경우, 아노드 타겟(14)이 두꺼울수록 전자빔 조사 표면(16)에서 아노드 타겟(14)의 다른 부분으로 열 에너지(E)가 전달되는 속도가 느리다. 따라서, 전자빔 조사 표면(16)의 온도가 더 빨리 증가할 수 있다. 이 경우, 아노드 타겟(14)의 두께를 상대적으로 얇게하고, 열 전도도(κ)가 높은 구리(Cu), 은(Ag) 등의 재료를 아노드 타겟(14)의 후면(전자빔 조사 표면(16)의 반대 표면)에 부착하면, 전자빔 조사 표면(16)으로 전달된 열 에너지(E)가 아노드 타겟(14)의 후면에 부착된 재료로 더 빨리 전달된다. 결론적으로, 전자빔 조사 표면(16)의 온도가 더 천천히 증가될 수 있다.It is also possible to prevent the temperature of the electron beam irradiation surface 16 from rising above the melting point of the anode target 14 through the structure control of the anode target 14. As the thermal conductivity (K) of the anode target 14 material, such as tungsten (W), is low, the thicker the anode target 14 is, the more heat The energy (E) is transmitted at a slow rate. Thus, the temperature of the electron beam irradiating surface 16 can be increased more quickly. In this case, the thickness of the anode target 14 is made relatively thin, and a material such as copper (Cu) or silver (Ag) having a high thermal conductivity (?) Is deposited on the back surface of the anode target 14 16), the thermal energy E delivered to the electron beam irradiating surface 16 is transferred to the material attached to the rear surface of the anode target 14 more quickly. Consequently, the temperature of the electron beam irradiating surface 16 can be increased more slowly.

아노드 타겟(14)의 전자빔 조사 표면(16)의 온도 증가량은 전자빔 조사 표면(16)의 면적에 의해서도 달라질 수 있다. 다른 조건이 동일하면, 전자빔 조사 표면(16)의 면적이 작아질수록 단위 면적당 전달되는 열 에너지(E)가 커지므로, 전자빔 조사 표면(16)의 온도가 더 빨리 증가한다.The amount of temperature increase of the electron beam irradiating surface 16 of the anode target 14 may also be varied depending on the area of the electron beam irradiating surface 16. If the other conditions are the same, the smaller the area of the electron beam irradiating surface 16, the larger the thermal energy E delivered per unit area, so that the temperature of the electron beam irradiating surface 16 increases more quickly.

고 해상도의 엑스선 영상을 얻기 위해서는 전자빔 조사 표면(16)의 면적이 상대적으로 작아야 하므로, 작은 면적의 전자빔 조사 표면(16)으로 인한 전자빔 조사 표면(16)의 빠른 온도 증가를 효과적으로 제어할 수 있는 기술이 필요하다.The area of the electron beam irradiating surface 16 must be relatively small in order to obtain a high resolution X-ray image, so that the technique of effectively controlling the rapid temperature increase of the electron beam irradiating surface 16 due to the electron beam irradiating surface 16 of a small area Is required.

하지만, 아노드 타겟(14) 재료의 선택 또는 아노드 타겟(14)의 구조 제어 만으로는 고 해상도 및 고 선량의 엑스선을 발생시키는 전자빔을 견딜 수 있는 아노드 타겟(14)을 제공하는데 한계가 있다. 따라서, 본 발명에 따른 엑스선 소스 장치의 숏 펄스(Short-pulse) 구동이 필요하다.However, there is a limitation in providing the anode target 14 capable of withstanding the electron beam generating the high-resolution and high dose x-rays only by selecting the anode target 14 material or by controlling the structure of the anode target 14. Therefore, short-pulse driving of the X-ray source apparatus according to the present invention is required.

도 2a는 본 발명에 따른 엑스선 소스 장치의 롱 펄스 구동을 설명하는 도면이다.2A is a view for explaining long pulse driving of an X-ray source apparatus according to the present invention.

도 2a를 참조하면, 엑스선 소스 장치의 롱 펄스(Long-pulse) 구동의 경우, 소정의 롱 펄스 지속 시간(t1) 동안 전자원(12)으로부터 전자빔 조사 표면(16)을 향해 전자빔이 연속적으로 조사된다. 롱 펄스 지속 시간(t1) 동안, 롱 펄스의 전자빔은 소정의 롱 펄스 전류 크기(I1)를 가질 수 있다. 롱 펄스 구동의 경우, 롱 펄스 지속 시간(t1)이 복수회 반복될 수 있다.2A, in the case of the long-pulse driving of the X-ray source apparatus, the electron beam is continuously irradiated from the electron source 12 toward the electron beam irradiation surface 16 for a predetermined long pulse duration t1 do. During the long pulse duration tl, the electron beam of the long pulse may have a predetermined long pulse current magnitude I1. In the case of long pulse driving, the long pulse duration t1 may be repeated a plurality of times.

도 2b는 본 발명에 따른 엑스선 소스 장치의 숏 펄스 구동을 설명하는 도면이다.FIG. 2B is a view for explaining shot pulse driving of the X-ray source apparatus according to the present invention.

도 2b를 참조하면, 엑스선 소스 장치의 숏 펄스(Short-pulse) 구동의 경우, 메인 펄스 지속 시간(t2)이 복수회 반복될 수 있다. 다시 말하면, 전자빔이 복수개의 메인 펄스들로 제공될 수 있다. 메인 펄스들 각각은 상기 메인 펄스 지속 시간(t2) 보다 작은 펄스 시간(t2a) 및 휴지 시간(t2b)을 갖는 복수개의 숏 펄스들(S)을 포함할 수 있다. 상기 펄스 시간(t2a) 동안 전자원(12)으로부터 전자빔 조사 표면(16)을 향해 전자빔이 조사되고, 상기 휴지 시간(t2b) 동안 전자원(12)으로부터 전자빔 조사 표면(16)을 향해 전자빔이 조사되지 않을 수 있다. 다시 말하면, 상기 펄스 시간(t2a) 및 휴지 시간(t2b) 동안 숏 펄스(S)가 인가될 수 있다. 메인 펄스 지속 시간(t2) 동안, 숏 펄스(S)를 인가하는 것은 숏 펄스 반복 횟수(n)만큼 반복될 수 있다. n은 1 이상의 정수일 수 있다. 펄스 시간(t2a) 동안, 숏 펄스(S)의 전자빔은 소정의 숏 펄스 전류 크기(I2)를 가질 수 있다. 일 예로, 펄스 시간(t2a) 및 휴지 시간(t2b)은 수 나노초(ns) 내지 수 초(s)일 수 있다.Referring to FIG. 2B, in the case of short-pulse driving of the X-ray source apparatus, the main pulse duration t2 may be repeated a plurality of times. In other words, the electron beam can be provided as a plurality of main pulses. Each of the main pulses may include a plurality of short pulses S having a pulse time t2a and a dwell time t2b that are smaller than the main pulse duration t2. An electron beam is irradiated from the electron source 12 toward the electron beam irradiating surface 16 during the pulse time t2a and an electron beam is irradiated from the electron source 12 toward the electron beam irradiating surface 16 during the resting time t2b. . In other words, the short pulse S may be applied during the pulse time t2a and the dwell time t2b. During the main pulse duration t2, the application of the short pulse S can be repeated by the number of short pulse repetitions n. n may be an integer of 1 or more. During the pulse time t2a, the electron beam of the short pulse S may have a predetermined short pulse current magnitude I2. In one example, the pulse time t2a and the dwell time t2b may be several nanoseconds (ns) to several seconds (s).

[수학식 4]&Quot; (4) "

d = t2a/(t2a + t2b)d = t2a / (t2a + t2b)

수학식 4을 참조하면, 펄스 시간(t2a), 휴지 시간(t2b)에 의해 숏 펄스 듀티(d)가 계산될 수 있다. 즉, 숏 펄스 듀티(d)는 숏 펄스(S)의 휴지 시간(t2b)을 펄스 시간(t2a) 및 휴지 시간(t2b)의 합으로 나눈 값일 수 있다.Referring to Equation (4), the short pulse duty (d) can be calculated by the pulse time (t2a), the dwell time (t2b). That is, the short pulse duty d may be a value obtained by dividing the dwell time t2b of the short pulse S by the sum of the pulse time t2a and the dwell time t2b.

[수학식 5]&Quot; (5) "

I2 = m/t2a = M/(t2aㆍn) = (t1ㆍI1)/(t2aㆍn) = (t1ㆍI1)/(t2aㆍt1ㆍd/t2a) = I1/dI2 = m / t2a = M / (t2a n) = t1 I1 / t2a n = t1 I1 / t2a.t1.d / t2a = I1 / d

수학식 5를 참조하면, 숏 펄스 전류 크기(I2), 숏 펄스 당 선량(m), 펄스 시간(t2a), 엑스선 요구 선량(M), 숏 펄스 반복 횟수(n), 롱 펄스 지속 시간(t1), 롱 펄스 전류 크기(I1), 숏 펄스 듀티(d)의 관계를 설명할 수 있다.Referring to Equation 5, the short pulse current magnitude I2, the dose m per short pulse, the pulse time t2a, the X-ray required dose M, the number of short pulse repetitions n, ), The long pulse current magnitude (I1), and the short pulse duty (d).

엑스선 소스 장치는 엑스선이 조사되는 대상물의 특성 및 요구되는 영상의 해상도에 따라 요구되는 엑스선 요구 선량(M)을 충족시켜야 한다.The x-ray source device must meet the required x-ray dose (M) according to the characteristics of the object being irradiated and the resolution of the required image.

도 2a에 따른 롱 펄스 구동의 경우, 소정의 롱 펄스 전류 크기(I1)로 소정의 롱 펄스 지속 시간(t1) 동안 전자빔을 연속적으로 조사하여 엑스선 요구 선량(M)을 충족시킬 수 있다.In the case of the long pulse driving according to FIG. 2A, the electron beam can be continuously irradiated for a predetermined long pulse duration t1 with a predetermined long pulse current magnitude I1 to satisfy the X-ray required dose M.

도 2b에 따른 숏 펄스 구동의 경우, 소정의 숏 펄스 전류 크기(I2)로 펄스 시간(t2a) 동안 전자빔을 조사하여 숏 펄스 당 선량(m)을 얻을 수 있다. 숏 펄스 당 선량(m)에 숏 펄스 반복 횟수(n)를 곱하여 엑스선 요구 선량(M)을 충족시킬 수 있다. 다시 말하면, 숏 펄스 구동의 경우, 전자빔을 불연속적으로 조사하여 엑스선 요구 선량(M)을 충족시킬 수 있다.In the case of the short pulse driving according to FIG. 2B, the dose m per short pulse can be obtained by irradiating the electron beam during the pulse time t2a with a predetermined short pulse current magnitude I2. It is possible to satisfy the X-ray required dose (M) by multiplying the dose (m) per shot pulse by the number (n) of repetition of the shot pulse. In other words, in the case of short pulse driving, the electron beam can be discontinuously irradiated to satisfy the X-ray required dose M.

결론적으로, 숏 펄스 구동의 경우, 롱 펄스 지속 시간(t1)과 동일한 길이의 메인 펄스 지속 시간(t2) 내에 엑스선 요구 선량(M)을 충족시키기 위해 숏 펄스 전류 크기(I2), 펄스 시간(t2a), 숏 펄스 반복 횟수(n), 숏 펄스 듀티(d) 등의 숏 펄스 구동 조건을 적절하게 결정할 수 있다. 이 경우, 숏 펄스 전류 크기(I2)는 롱 펄스 전류 크기(I1)를 숏 펄스 듀티(d)로 나눈 값이 될 수 있다. Consequently, in the case of the short pulse driving, the short pulse current magnitude I2, the pulse time t2a (t2) are set to satisfy the X-ray required dose M within the main pulse duration t2 having the same length as the long pulse duration t1 ), The number of short pulse repetitions (n), and the short pulse duty (d) can be appropriately determined. In this case, the short pulse current magnitude I2 may be a value obtained by dividing the long pulse current magnitude I1 by the short pulse duty d.

일 예로, 엑스선 요구 선량(M)이 0.2mAs인 경우, 롱 펄스 구동은 20mA의 롱 펄스 전류 크기(I1)로 0.01s의 롱 펄스 지속 시간(t1) 동안 전자빔을 조사하여 엑스선 요구 선량(M)을 충족시킬 수 있다.For example, when the X-ray required dose M is 0.2 mAs, the long pulse drive irradiates the electron beam during the long pulse duration t1 of 0.01s with the long pulse current magnitude I1 of 20 mA to calculate the X- Can be satisfied.

이 경우, 숏 펄스 구동은 40mA의 숏 펄스 전류 크기(I2)로 0.00005s의 펄스 시간(t2a) 동안 전자빔을 조사하고, 숏 펄스 반복 횟수(n)를 100회로 하여 0.2mAs의 엑스선 요구 선량(M)을 충족시킬 수 있다.In this case, the short pulse driving is performed by irradiating the electron beam for a pulse time t2a of 0.00005s with a short pulse current magnitude I2 of 40 mA and by setting the number of short pulse repetitions n to 100, ) Can be satisfied.

한편, 숏 펄스 구동의 경우, 전자빔 조사 표면(16)에 전달되는 열 에너지(E)는 전자빔 가속 전압(V)에 숏 펄스 전류 크기(I2), 펄스 시간(t2a) 및 숏 펄스 반복 횟수(n)를 곱하여 계산될 수 있다. On the other hand, in the case of short pulse driving, the thermal energy E transmitted to the electron beam irradiating surface 16 is obtained by multiplying the electron beam acceleration voltage V by the short pulse current magnitude I2, the pulse time t2a, ). ≪ / RTI >

도 3은 롱 펄스 및 숏 펄스 구동에 따른 전자빔 조사 표면의 온도 상승을 설명하는 도면이다.3 is a view for explaining the temperature rise of the electron beam irradiated surface according to the long pulse and short pulse driving.

도 3에서, 파선은 롱 펄스 구동에 따른 전자빔 조사 표면의 온도 상승을 나타내고, 실선은 숏 펄스 구동에 따른 전자빔 조사 표면의 온도 상승을 나타낸다.3, the broken line indicates the temperature rise of the electron beam irradiation surface according to the long pulse driving, and the solid line shows the temperature rise of the electron beam irradiation surface according to the short pulse driving.

도 3을 참조하면, 롱 펄스 구동의 경우, 롱 펄스 지속 시간(t1) 동안 전자빔 조사 표면(16)의 온도는 지속적으로 상승할 수 있다. 이 경우, 아노드 타겟(14)의 열 용량(C), 열 확산율(α) 등의 특성, 전자빔이 아노드 타겟(14)에 전달하는 열 에너지(E), 전자빔 조사 표면(16)의 면적에 따라 전자빔 조사 표면(16)의 온도가 아노드 타겟(14)의 녹는점(M.P, Melting point)을 초과하는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 엑스선 소스 장치의 손상이 발생할 수 있다. Referring to Fig. 3, in the case of long pulse driving, the temperature of the electron beam irradiating surface 16 may continuously rise during the long pulse duration tl. In this case, the characteristics such as the heat capacity C and the thermal diffusivity? Of the anode target 14, the thermal energy E transmitted by the electron beam to the anode target 14, the area of the electron beam irradiation surface 16 The temperature of the electron beam irradiating surface 16 may exceed the melting point (MP) of the anode target 14 in some cases. Thus, damage to the x-ray source device may occur.

숏 펄스 구동의 경우, 메인 펄스 지속 시간(t2) 동안 전자빔 조사 표면(16)의 온도가 상승 및 하강할 수 있다. 다시 말하면, 펄스 시간(t2a) 동안 전자빔 조사 표면(16)의 온도가 상승할 수 있고, 휴지 시간(t2b) 동안 전자빔 조사 표면(16)의 온도가 하강할 수 있다. 펄스 시간(t2a) 동안의 전자빔 조사 표면(16)의 온도 증가량(△T1) 및 휴지 시간(t2b) 동안의 전자빔 조사 표면(16)의 온도 감소량(△T2)은 전달되는 열 에너지(E), 아노드 타겟(14)의 열 용량(C), 아노드 타겟(14)의 열 확산율(α, 전자빔 조사 표면(16)의 면적에 따라 결정될 수 있다.In the case of short pulse driving, the temperature of the electron beam irradiating surface 16 may rise and fall during the main pulse duration t2. In other words, the temperature of the electron beam irradiating surface 16 may rise during the pulse time t2a, and the temperature of the electron beam irradiating surface 16 may fall during the resting time t2b. The temperature increase amount DELTA T1 of the electron beam irradiating surface 16 during the pulse time t2a and the temperature decrease amount DELTA T2 of the electron beam irradiating surface 16 during the resting time t2b are determined by the transmitted heat energy E, The heat capacity C of the anode target 14 and the thermal diffusivity a of the anode target 14 can be determined according to the area of the electron beam irradiation surface 16.

아노드 타겟(14)의 열 용량(C) 및 열 확산율(α)은 온도에 따라 달라지므로, 상기 온도 증가량(△T1) 및 상기 온도 감소량(△T2)은 시간에 따라 달라질 수 있다. 일 예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 메인 펄스 지속 시간(t2) 내에서, 온도 증가량(△T1) 및 온도 감소량(△T2)의 차이는 시간에 따라 점차적으로 감소할 수 있다. 일 예로, 온도 증가량(△T1) 및 온도 감소량(△T2)의 차이는 아노드 타겟(14)의 녹는점(절대온도)의 5% 이하로 감소할 수 있다. 온도 증가량(△T1) 및 온도 감소량(△T2)의 차이가 감소함에 따라, 전자빔 조사 표면(16)의 온도는 특정 온도를 초과하지 않을 수 있다. 이에 따라, 전자빔 조사 표면(16)의 온도가 아노드 타겟(14) 재료의 녹는점을 초과하지 않을 수 있다.Since the heat capacity C and the thermal diffusivity a of the anode target 14 vary with temperature, the temperature increase amount DELTA T1 and the temperature decrease amount DELTA T2 may vary with time. For example, as shown in FIG. 3, within the main pulse duration t2, the difference between the temperature increase amount DELTA T1 and the temperature decrease amount DELTA T2 may gradually decrease with time. For example, the difference between the temperature increase amount DELTA T1 and the temperature decrease amount DELTA T2 may be reduced to 5% or less of the melting point (absolute temperature) of the anode target 14. As the difference between the temperature increase amount DELTA T1 and the temperature decrease amount DELTA T2 decreases, the temperature of the electron beam irradiation surface 16 may not exceed the specific temperature. Accordingly, the temperature of the electron beam irradiating surface 16 may not exceed the melting point of the anode target 14 material.

온도 증가량(△T1) 및 온도 감소량(△T2)의 차이가 시간에 따라 점차적으로 감소하기 위해서는, 적절한 숏 펄스 듀티(d)가 필요할 수 있다. 일 예로, 숏 펄스 듀티(d)가 0.6 이하인 경우, 휴지 시간(t2b)이 충분히 길어 온도 증가량(△T1) 및 온도 감소량(△T2)의 차이가 시간에 따라 점차적으로 감소할 수 있다.In order for the difference between the temperature increase amount DELTA T1 and the temperature decrease amount DELTA T2 to gradually decrease with time, an appropriate short pulse duty d may be required. For example, when the short pulse duty d is 0.6 or less, the rest time t2b is sufficiently long so that the difference between the temperature increase amount DELTA T1 and the temperature decrease amount DELTA T2 may gradually decrease with time.

다만, 메인 펄스 지속 시간(t2)이 고정된 경우, 숏 펄스 듀티(d)가 지나치게 작으면 엑스선 요구 선량(M)을 충족시키기 위해 숏 펄스 전류 크기(I2)가 증가될 수 있다. 숏 펄스 전류 크기(I2)가 증가되는 경우, 휴지 시간(t2b)이 충분히 길어도 온도 증가량(△T1) 및 온도 감소량(△T2)의 차이가 시간에 따라 점차적으로 감소하지 않을 수 있다. 따라서, 숏 펄스 전류 크기(I2)의 증가를 방지하기 위하여 숏 펄스 듀티(d)가 0.4 이상일 필요가 있다.However, when the main pulse duration t2 is fixed, if the short pulse duty d is too small, the short pulse current magnitude I2 may be increased to satisfy the X-ray required dose M. When the short pulse current magnitude I2 is increased, the difference between the temperature increase amount DELTA T1 and the temperature decrease amount DELTA T2 may not gradually decrease with time even if the resting time t2b is sufficiently long. Therefore, in order to prevent an increase in the short pulse current magnitude I2, the short pulse duty d needs to be 0.4 or more.

결론적으로, 적절한 휴지 시간(t2b) 및 숏 펄스 전류 크기(I2)를 위한 숏 펄스 듀티(d)의 범위는 0.4 내지 0.6일 수 있다. 상기 숏 펄스 듀티(d) 범위에서, 온도증가량(△T1) 및 온도 감소량(△T2)의 차이가 시간에 따라 점차적으로 감소할 수 있고, 전자빔 조사 표면(16)의 온도가 아노드 타겟(14) 재료의 녹는점을 초과하지 않을 수 있다. 상기 숏 펄스 듀티(d) 범위에서, 숏 펄스 전류 크기(I2), 펄스 시간(t2a), 휴지 시간(t2b), 숏 펄스 반복 횟수(n) 등의 조건을 최적화할 수 있다. 일 예로, 펄스 시간(t2a) 및 휴지 시간(t2b)은 수 나노초(ns) 내지 수 초(s)일 수 있다.Consequently, the range of the short pulse duty (d) for the appropriate dwell time (t2b) and the short pulse current magnitude (I2) may be 0.4 to 0.6. The difference between the temperature increase amount DELTA T1 and the temperature decrease amount DELTA T2 may gradually decrease with time and the temperature of the electron beam irradiating surface 16 may be gradually decreased with time in the anode target 14 ) The melting point of the material may not be exceeded. The conditions such as the short pulse current amplitude I2, the pulse time t2a, the stoppage time t2b and the number of short pulse repetitions n can be optimized in the short pulse duty d range. In one example, the pulse time t2a and the dwell time t2b may be several nanoseconds (ns) to several seconds (s).

위와 같이, 본 발명에 따른 엑스선 조사 장치의 숏 펄스 구동을 통해, 아노드 타겟(14)의 크기를 크게 하지 않고, 엑스선 요구 선량(M)을 충족시키면서, 전자빔 조사 표면(16)의 온도가 아노드 타겟(14)의 녹는점을 초과하는 것을 방지할 수 있다.As described above, the short pulse driving of the X-ray irradiator according to the present invention allows the temperature of the electron beam irradiating surface 16 to be maintained at a constant value while satisfying the X-ray required dose M without increasing the size of the anode target 14 It is possible to prevent the melting point of the node target 14 from exceeding the melting point.

본 발명에 따른 숏 펄스 구동을 위해서는 수 나노초(ns) 내지 수 초(s) 단위로 전자 방출을 제어할 수 있는 전자원(12)이 필요하다.In order to perform the short pulse driving according to the present invention, an electron source 12 capable of controlling electron emission in a unit of several nanoseconds (ns) to several seconds (s) is required.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 엑스선 조사 장치는 게이트 전극(13)의 게이트 전압 제어를 통해 게이트 전극(13) 및 전자원(12) 사이에 전계를 형성시킬 수 있다. 게이트 전극(13) 및 전자원(12) 사이의 전계에 의해, 전자원(12)으로부터 전자빔이 방출될 수 있다. 따라서, 게이트 전압을 제어하여, 전자빔의 방출을 수 나노초(ns) 내지 수 초(s) 단위로 제어할 수 있다. 이 경우, 게이트 전극에 인가하는 게이트 전압은 수 kV 이내일 수 있고, 이는 전자빔 가속 전압(V)에 비해 매우 작다. 따라서, 게이트 전극(13)의 게이트 전압에 의해 전자빔의 가속은 문제되지 않는다.Referring to FIG. 1, an X-ray irradiator according to the present invention can form an electric field between a gate electrode 13 and an electron source 12 through gate voltage control of a gate electrode 13. The electron beam can be emitted from the electron source 12 by the electric field between the gate electrode 13 and the electron source 12. [ Thus, by controlling the gate voltage, the emission of the electron beam can be controlled in the range of several nanoseconds (ns) to several seconds (s). In this case, the gate voltage applied to the gate electrode may be within several kV, which is very small compared to the electron beam acceleration voltage (V). Therefore, the acceleration of the electron beam by the gate voltage of the gate electrode 13 is not a problem.

게이트 전극(13)에 연속적인 직류 게이트 전압을 인가한 상태에서도, 캐소드 전극(11)의 트랜지스터를 이용하여 전자빔의 방출을 직접적으로 제어할 수 있다. 트랜지스터의 게이트 전압을 제어하여, 전자빔의 방출을 수 나노초(ns) 내지 수 초(s) 단위로 제어할 수 있다.It is possible to directly control the emission of the electron beam by using the transistor of the cathode electrode 11 even when a continuous DC gate voltage is applied to the gate electrode 13. [ By controlling the gate voltage of the transistor, emission of the electron beam can be controlled in the range of several nanoseconds (ns) to several seconds (s).

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative and not restrictive in every respect.

11 : 캐소드 전극
12 : 전자원
13 : 게이트 전극
14 : 아노드 전극
15 : 진공 용기
16 : 전자빔 조사 표면11: cathode electrode
12: Electronic circle
13: gate electrode
14: anode electrode
15: Vacuum container
16: electron beam irradiation surface

Claims (6)

캐소드 전극, 상기 캐소드 전극 상에 배치되고 전자빔을 방출하는 전자원, 상기 전자빔이 조사되는 전자빔 조사 표면을 포함하는 아노드 타겟을 갖는 엑스선 소스 장치의 구동 방법에 있어서,
상기 전자빔은 복수개의 메인 펄스들로 제공되고,
상기 메인 펄스들의 각각은 상기 메인 펄스의 지속 시간 보다 작은 펄스 시간 및 휴지 시간을 갖는 복수개의 숏 펄스들을 포함하고,
상기 숏 펄스들을 인가하는 것은:
상기 전자원으로부터 상기 전자빔 조사 표면을 향해 상기 전자빔을 상기 펄스 시간 동안 조사하는 것; 및
상기 전자빔을 상기 휴지 시간 동안 조사하지 않는 것을 포함하며,
상기 숏 펄스들의 듀티는 상기 휴지 시간을 상기 펄스 시간 및 상기 휴지 시간의 합으로 나눈 값이고,
상기 숏 펄스들의 듀티는 0.4 내지 0.6인 엑스선 소스 장치의 구동 방법.
A method of driving an x-ray source apparatus having an anode target including a cathode electrode, an electron source disposed on the cathode electrode and emitting an electron beam, and an electron beam irradiating surface irradiated with the electron beam,
The electron beam is provided as a plurality of main pulses,
Wherein each of the main pulses includes a plurality of short pulses having a pulse time and a dwell time smaller than the duration of the main pulse,
Applying the short pulses comprises:
Irradiating the electron beam from the electron source toward the electron beam irradiation surface for the pulse time; And
And not irradiating the electron beam for the rest time,
Wherein the duty of the short pulses is a value obtained by dividing the dwell time by the sum of the pulse time and the dwell time,
Wherein the duty of the short pulses is 0.4 to 0.6.
제 1 항에 있어서,
상기 펄스 시간은 수 나노초(ns) 내지 수 초(s)인 엑스선 소스 장치의 구동 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the pulse time is from a few nanoseconds to a few seconds.
제 1 항에 있어서,
상기 메인 펄스들의 지속 시간 내에서, 상기 펄스 시간 동안의 상기 전자빔 조사 표면의 온도 증가량과 상기 휴지 시간 동안의 상기 전자빔 조사 표면의 온도 감소량의 차이는 상기 아노드 타겟의 녹는점(절대온도)의 5% 이하인 엑스선 소스 장치의 구동 방법.
The method according to claim 1,
The difference between the temperature increase amount of the electron beam irradiation surface during the pulse time and the temperature decrease amount of the electron beam irradiation surface during the dwell time within the duration of the main pulses is set to 5 % Or less.
제 1 항에 있어서,
상기 아노드 타겟은 구리(Cu) 또는 은(Ag)을 포함하는 엑스선 소스 장치의 구동 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the anode target comprises copper (Cu) or silver (Ag).
제 1 항에 있어서,
상기 아노드 타겟은 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 또는 레늄(Re)을 포함하는 엑스선 소스 장치의 구동 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the anode target comprises tungsten (W), molybdenum (Mo), chromium (Cr), tantalum (Ta), or rhenium (Re).
제 1 항에 있어서,
상기 엑스선 소스 장치는 게이트 전극을 더 포함하고,
상기 게이트 전극의 게이트 전압을 제어하여 상기 전자빔의 방출을 수 나노초(ns) 내지 수 초(s)로 제어하는 엑스선 소스 장치의 구동 방법.The method according to claim 1,
Wherein the x-ray source device further comprises a gate electrode,
And controlling the gate voltage of the gate electrode to control emission of the electron beam to several nanoseconds (nanoseconds) to several seconds (s).
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