CN115362524A - 旋转阳极单元及x射线产生装置 - Google Patents

Abstract

旋转阳极单元具备：靶，其由第1金属材料形成；及靶支撑体，其由第2金属材料形成为平板状，且具有第1及第2表面。第2金属材料的热传导率较第1金属材料的热传导率高。在靶支撑体的外侧部分中的第1表面形成有第1凹部。靶配置于第1凹部。在靶支撑体的内侧部分中的第2表面，形成有以划定用于流通冷媒的流路的方式构成的第2凹部。形成有第1凹部的第1区域的厚度较形成有第2凹部的第2区域的厚度厚。

Description

旋转阳极单元及X射线产生装置

技术领域

本发明的一方面涉及一种旋转阳极单元、及具备旋转阳极单元的X射线产生装置。

背景技术

已知有一种X射线产生装置，其通过使自阴极出射的电子束入射至旋转的靶而产生X射线。在这样的X射线产生装置中，靶因电子的吸收而被加热。作为涉及靶的冷却的技术，在日本专利第5265906号公报中公开了自连接有轴的背面侧对圆板状的靶进行水冷。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5265906号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在如上所述的技术中，有在靶的热传导率较低的情况、或靶与轴之间的热传导率较低的情况下，无法充分地冷却靶的可能性。因此，考虑通过利用热传导率较电子入射部分高的材料形成靶中的电子入射部分以外的部分来提高冷却性能。然而，仅单单使用热传导率高的材料，无法获得足够的冷却性能。

本发明的一方面的目的在于提供一种提高了冷却性能的旋转阳极单元及X射线产生装置。

解决问题的技术手段

本发明的一方面的旋转阳极单元，具备：靶，其由第1金属材料形成为圆环状，构成圆环状的电子入射面；及靶支撑体，其由第2金属材料形成为平板状，具有相对于旋转轴大致垂直地延伸的第1表面、及与第1表面相反侧的第2表面；第2金属材料的热传导率高于第1金属材料的热传导率；靶支撑体具有固定有靶的外侧部分、及位于外侧部分的内侧且包含旋转轴的内侧部分；在外侧部分中的第1表面形成有第1凹部；靶配置于第1凹部，靶的电子入射面位于与第1表面同一平面上；在内侧部分中的第2表面，形成有以划定用于流通冷媒的流路的方式构成的第2凹部；外侧部分中形成有第1凹部的第1区域的厚度较内侧部分中形成有第2凹部的第2区域的厚度厚。

在该旋转阳极单元中，靶支撑体通过具有较构成靶的第1金属材料的热传导率高的热传导率的第2金属材料而被形成。由此，可提高冷却性能。另外，在靶支撑体的外侧部分中的第1表面，形成有配置有靶的第1凹部，在靶支撑体的内侧部分中的第2表面，形成有划定用于流通冷媒的流路的第2凹部。外侧部分中形成有第1凹部的第1区域的厚度较内侧部分中形成有第2凹部的第2区域的厚度厚。由此，可增大第1区域的热容量，且可提高第2区域的冷却效率。其结果，可将靶所产生的热储存于第1区域，且将第1区域所储存的热在第2区域中高效地冷却。因此，在该旋转阳极单元中，提高了冷却性能。再者，靶的电子入射面位于与相对于靶支撑体的旋转轴大致垂直地延伸的第1表面同一平面上。由此，电子入射面及第1表面的研磨作业的作业性提高。

也可为第2区域的厚度与靶的厚度的差小于第1区域的厚度与第2区域的厚度的差。此时，可进一步提高第2区域中的冷却效率，且容易将靶所产生的热传递至热容量大的第1区域。

也可为第1凹部的底面、及靶中与该底面接触的表面的至少一者的表面粗糙度Ra为1.6μm以下。此时，可使靶与靶支撑体适宜地面接触，可进一步提高冷却效率。

也可为靶的电子入射面的表面粗糙度Ra为0.5μm以下。此时，在使电子束入射时可使大量X射线自靶出射。

也可为在将靶的厚度设为t时，靶与第1凹部的底面之间的接触宽度为2t以上8t以下。此时，接触宽度为2t以上，因而可使靶与靶支撑体之间的接触面积增加，可进一步提高冷却效率。另外，接触宽度为8t以下，因而可确保第2区域的面积，可进一步提高第2区域的冷却效率。

也可为在外侧部分，形成有将第1凹部的底面与第2表面之间贯通的插通孔，靶通过插通于插通孔的紧固构件而固定于靶支撑体。此时，可使靶与靶支撑体进一步密接并固定。

也可为本发明的一方面的旋转阳极单元还具备：轴，其自第2表面侧固定于靶支撑体，且与第2凹部一同划定流路。此时，可经由轴使靶支撑体旋转，且可通过第2凹部及轴划定流路。

也可为本发明的一方面的旋转阳极单元还具备：流路形成构件，其具有配置于轴内的筒状部、及自筒状部朝外侧突出的凸缘部，且与第2凹部及轴一同划定流路。此时，可通过第2凹部、轴及流路形成构件划定流路。

本发明的一方面的X射线产生装置具备上述旋转阳极单元。在该X射线产生装置中，由于上述理由，提高了冷却性能。

发明的效果

根据本发明的一方面，可提供一种提高了冷却性能的旋转阳极单元及X射线产生装置。

附图说明

图1是实施方式的X射线产生装置的构成图。

图2是旋转阳极单元的一部分的截面图。

图3是靶及靶支撑体的正面图。

图4是靶支撑体的仰视图。

图5是沿图4的V-V线的截面图。

图6是图1的一部分放大图。

图7是旋转阳极单元的框体的正面图。

图8是变形例的靶及靶支撑体的截面图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的一实施方式进行详细的说明。另外，在以下的说明中，对同一或相当要件使用同一符号且省略重复的说明。

[X射线产生装置]

如图1所示，X射线产生装置1具备电子枪2、旋转阳极单元3、磁透镜4、排气部5、及框体6。电子枪2配置于框体6内，且出射电子束EB。旋转阳极单元3具有圆环板状的靶31。靶31以可绕旋转轴A旋转的方式被支撑，一边旋转一边接收电子束EB，产生X射线XR。X射线XR自形成于旋转阳极单元3的框体36的X射线通过孔53a出射至外部。X射线通过孔53a通过窗构件7而被气密性地封闭。旋转轴A相对于电子束EB入射至靶31的方向轴(电子束EB的出射轴)倾斜。旋转阳极单元3的细节在后面叙述。

磁透镜4控制电子束EB。磁透镜4具有一或多个线圈4a、及收纳这些线圈4a的框体4b。各线圈4a以包围电子束EB通过的通路8的方式配置。各线圈4a为通过通电而在电子枪2与靶31之间产生作用于电子束EB的磁力的电磁线圈。一或多个线圈4a例如包含使电子束EB聚焦于靶31的聚焦线圈。一或多个线圈4a也可包含使电子束EB偏向的偏向线圈。聚焦线圈及偏向线圈也可沿通路8排列。

排气部5具有排气管5a、及真空泵5b。排气管5a设置于框体6，且连接于真空泵5b。真空泵5b经由排气管5a将通过框体6划定的内部空间S1抽真空。框体6与磁透镜4的框体4b一同划定内部空间S1，且将内部空间S1维持为被抽真空了的状态。通过真空泵5b的抽真空，通路8被抽真空，且通过旋转阳极单元3的框体36划定的内部空间S2也被抽真空。在以内部空间S1、S2及通路8被抽真空的状态气密性地密封框体6的情况下，也可不设置真空泵5b。

在X射线产生装置1中，以内部空间S1、S2及通路8被抽真空的状态，对电子枪2施加电压，且自电子枪2出射电子束EB。电子束EB通过磁透镜4以在靶31上成为所期望的焦点的方式被聚焦，且入射至旋转的靶31。若电子束EB入射至靶31，则在靶31中产生X射线XR，X射线XR自X射线通过孔53a出射至外部。

[旋转阳极单元]

如图2～图5所示，旋转阳极单元3具备靶31、靶支撑体(旋转支撑体)32、轴33、及流路形成构件34。

靶31形成为圆环板状，构成圆环状的电子入射面31a。靶支撑体32形成为圆形平板状。靶31具有电子束EB入射的电子入射面31a、电子入射面31a的相反侧的背面31b、及连接于电子入射面31a及背面31b的内侧面31c及外侧面31d。电子入射面31a与背面31b以彼此平行的方式相对。靶支撑体32具有相对于旋转轴A大致垂直地延伸的表面(第1表面)32a、表面32a的相反侧的背面(第2表面)32b、及连接于表面32a及背面32b的侧面32c。表面32a与背面32b以彼此平行的方式相对。另外，在该例中，靶31由单一构件构成，但也可由多个构件构成。

构成靶31的第1金属材料为例如钨、银、铑、钼或其合金等重金属。构成靶支撑体32的第2金属材料为例如铜、铜合金等。第1金属材料及第2金属材料以第2金属材料的热传导率高于第1金属材料的热传导率的方式选择。

靶支撑体32具有固定有靶31的外侧部分41、及包含旋转轴A(旋转轴A通过)的内侧部分42。内侧部分42形成为圆形状。外侧部分41形成为圆环状，且包围内侧部分42。在外侧部分41中的表面32a形成有第1凹部43。第1凹部43具有与靶31对应的圆环状的凹陷构造。第1凹部43以其外侧沿靶支撑体32的外缘开放的方式延伸，且露出于侧面32c。

内侧部分42中的表面32a为相对于旋转轴A大致垂直地延伸的圆形状的连续的平坦面。表面32a例如相对于旋转轴A垂直地延伸。“连续的平坦面”是指例如未形成有孔、凹部或突起等，全体位于1个平面上。如后面所述，在旋转阳极单元3的制造工序中，同时研磨电子入射面31a及表面32a，因而表面32a特别是在作为其主体部的形成有第2凹部44的第2区域R2(下述)中，也可为连续的平坦面。另一方面，在较第2区域R2更靠近外侧的外缘部分，也可设置有例如平衡调整孔42b(下述)。

靶31以嵌合于第1凹部43的方式配置。靶31的电子入射面31a的整个面位于与靶支撑体32的表面32a同一平面上。在该例中，电子入射面31a与表面32a无间隙地连续。在旋转阳极单元3的制造工序中，在将靶31配置于第1凹部43后，同时研磨电子入射面31a及表面32a。由此，电子入射面31a及表面32a被定位于同一平面上。其中，通过构成靶31的第1金属材料与构成靶支撑体32的第2金属材料之间的硬度的不同等，在电子入射面31a与表面32a之间可能存在少许高度差。例如，在靶31的厚度为数mm左右，且第1金属材料的硬度高于第2金属材料的硬度的情况下，电子入射面31a可相对于表面32a例如突出数十μm左右。“电子入射面31a位于与表面32a同一平面上”是指也包含虽存在这样的少许的高度差，但认为实质上位于同一平面上的情况。

靶31的背面31b的整个面与第1凹部43的底面43a接触。靶31的内侧面31c的整个面与第1凹部43的侧面43b接触。根据靶31的散热性的观点，靶31的背面31b及靶31的内侧面31c的整个面也可与第1凹部43面接触，但只要背面31b及内侧面31c的至少一部分与第1凹部43接触即可。靶31的外侧面31d位于与靶支撑体32的侧面32c同一平面上。靶31的外侧面31d也可不位于与靶支撑体32的侧面32c同一平面上，而自侧面32c突出或凹陷。若将靶31的厚度(最大厚度)设为t，则第1凹部43的底面43a与靶31之间的接触宽度W为2t以上8t以下。电子入射面31a的平面度及平行度为15μm以下。

靶31的电子入射面31a的整个面的表面粗糙度Ra为0.5μm以下。换言之，电子入射面31a被研磨成表面粗糙度Ra为0.5μm以下。因此，表面32a的表面粗糙度Ra也为0.5μm以下。靶31的背面31b(与第1凹部43的底面43a接触的表面)、及第1凹部43的底面43a两者的表面粗糙度Ra为0.8μm以下。背面31b的表面粗糙度Ra与底面43a的表面粗糙度Ra的和为1.6μm以下。换言之，将背面31b及底面43a研磨成表面粗糙度Ra为0.8μm以下。表面粗糙度Ra为以日本工业规格(JIS B 0601)规定的算术平均粗糙度。

在内侧部分42中的背面32b形成有第2凹部44。第2凹部44与轴33及流路形成构件34一同划定用于流通冷媒CL1的流路45。如图2及图5所示，第2凹部44具有供轴33及流路形成构件34配置的第1部分44a、及连接于第1部分44a且构成流路45的第2部分44b。第1部分44a形成为圆柱状，第2部分44b形成为有底的凹部状。第2部分44b的周面成为以越远离轴33则越接近旋转轴A的方式弯曲的弯曲面。自平行于旋转轴A的方向观察时，第2凹部44自第1凹部43(靶31)离开(未重叠)。

外侧部分41中形成有第1凹部43的第1区域R1的厚度T1，较内侧部分42中形成有第2凹部44的第2区域R2的厚度T2厚。厚度T1为第1区域R1中的最大厚度。厚度T2为第2区域R2中的最小厚度。第2区域R2的厚度T2与靶31的厚度t(第1凹部43的深度)的差小于第1区域R1的厚度T1与第2区域R2的厚度T2的差。在该例中，第2区域R2的厚度T2较靶31的厚度t(第1凹部43的深度)薄。

在外侧部分41，形成有将第1凹部43的底面43a与靶支撑体32的背面32b之间贯通的多个(在该例中为16个)插通孔41a。多个插通孔41a沿以旋转轴A为中心的圆的周向，以等间隔排列。在靶31，形成有将电子入射面31a与背面31b之间贯通的多个(在该例中为16个)紧固孔31e。靶31通过将插通于插通孔41a的紧固构件(省略图示)紧固于紧固孔31e，而可装卸地固定于靶支撑体32。紧固构件也可为例如螺栓。在靶31与靶支撑体32的固定时，除紧固构造以外，也可使用焊接或扩散接合等。

在内侧部分42中的背面32b，形成有用于固定轴33的多个(在该例中为6个)紧固孔42a。多个紧固孔42a沿第2凹部44的边缘，且沿以旋转轴A为中心的圆的周向，以等间隔排列。轴33通过将插通于轴33的插通孔33a的紧固构件(省略图示)紧固于紧固孔42a，而可装卸地固定于靶支撑体32。紧固构件也可为例如螺栓。

在内侧部分42中的背面32b，形成有用于调整旋转阳极单元3的重量平衡的多个(在该例中为36个)平衡调整孔42b。多个平衡调整孔42b沿以旋转轴A为中心的圆的周向，以等间隔排列。例如，通过将重物(省略图示)固定于自多个平衡调整孔42b选择的一或多个孔，而可调整旋转阳极单元3的重量平衡。重物也可例如通过将螺栓等紧固构件紧固于平衡调整孔42b，而固定于靶支撑体32。相反，也可通过切削平衡调整孔42b等使孔变大，而调整旋转阳极单元3的重量平衡。如上所述，也可在表面32a中的较第2区域R2更外侧的外缘部分，设置有平衡调整孔42b。也可通过对靶支撑体32中的平衡调整孔42b以外的部位追加重物或去除一部分，而调整旋转阳极单元3的重量平衡。这样，也可在相对于旋转轴A成为外缘的区域、特别是较流路45的形成区域更外侧的区域，配备用于调整旋转阳极单元3的重量平衡的结构。

轴33及流路形成构件34自背面32b侧固定于靶支撑体32。轴33的一部分配置于第2凹部44的第1部分44a。轴33如上所述，通过紧固于紧固孔42a的紧固构件而固定于靶支撑体32。流路形成构件34具有筒状部34a、及自筒状部34a的端部突出至外侧的凸缘部34b。筒状部34a形成为圆筒状，且配置于轴33内。凸缘部34b形成为圆板状，且与第2凹部44的表面及轴33的各个空开间隔而相对。流路形成构件34以不与靶支撑体32及轴33一同旋转的方式，固定于未图示的旋转阳极单元3的非旋转部。

通过第2凹部44、轴33及流路形成构件34，划定用于流通冷媒CL1的流路45。冷媒CL1为例如水或防冻液等的液体冷媒。流路45具有：第1部分45a，其形成于轴33与流路形成构件34的筒状部34a及凸缘部34b之间；第2部分45b，其形成于靶支撑体32与流路形成构件34的凸缘部34b之间；及第3部分45c，其形成于流路形成构件34的筒状部34a内。对第1部分45a例如自冷媒供给装置(省略图示)供给冷媒CL1。冷媒供给装置也可为可供给调整至规定的温度的冷媒CL1的冷却器。供给至第1部分45a的冷媒CL1流通于第2部分45b，且在第3部分45c中被排出。

旋转阳极单元3还具备使靶31、靶支撑体32及轴33旋转驱动的驱动部35、及收纳靶31、靶支撑体32、轴33及流路形成构件34的框体36(图1)。驱动部35也可具有马达作为驱动源。通过利用驱动部35使轴33旋转，靶31、靶支撑体32及轴33绕旋转轴A一体地旋转。

如以上说明的那样，在旋转阳极单元3中，靶支撑体32通过具有较构成靶31的第1金属材料的热传导率更高的热传导率的第2金属材料而被形成。由此，可提高冷却性能。另外，在靶支撑体32的外侧部分41中的表面32a，形成有配置有靶31的第1凹部43，在靶支撑体32的内侧部分42中的背面32b，形成有划定用于流通冷媒CL1的流路45的第2凹部44。外侧部分41中形成有第1凹部43的第1区域R1的厚度T1，较内侧部分42中形成有第2凹部44的第2区域R2的厚度T2厚。由此，可增大第1区域R1的热容量，且可提高第2区域R2的冷却效率。其结果，可将靶31所产生的热储存于第1区域R1，且将第1区域R1所储存的热在第2区域R2中高效地冷却。因此，在旋转阳极单元3中，提高了冷却性能。再者，靶31的电子入射面31a位于与相对于靶支撑体32的旋转轴A大致垂直地延伸的表面32a同一平面上。由此，电子入射面31a及表面32a的研磨作业的作业性提高。

作为确认实验，制作X射线产生装置1并进行其评估。冷却性能不足的情况下，认为靶支撑体32为100℃以上的高温状态，会使冷媒CL1沸腾，但在1000小时的动作期间，冷媒CL1未被加热直至沸腾。未产生靶31的变化或损伤。X射线XR的光量未产生3％以上的变化。

第2区域R2的厚度T2与靶31的厚度t的差小于第1区域R1的厚度T1与第2区域R2的厚度T2的差。由此，可进一步提高第2区域R2的冷却效率，且容易将靶31所产生的热传递至热容量大的第1区域R1。

第1凹部43的底面43a、及靶31中与该底面43a接触的背面31b的两者的表面粗糙度Ra为1.6μm以下。由此，可使靶31与靶支撑体32适宜地面接触，可进一步提高冷却效率。即，可使靶31与靶支撑体32之间的接触面的表面积增加。

靶31的电子入射面31a的表面粗糙度Ra为0.5μm以下。由此，在使电子束入射时可使大量X射线自靶31出射。即，可抑制自靶31出射的X射线因电子入射面31a的表面的凹凸而被遮蔽的自吸收。另外，若在电子入射面31a的表面具有凹凸，则在凹凸部位产生应力集中，但通过减小电子入射面31a的表面粗糙度，可缓和这样的应力集中。

靶31与第1凹部43的底面43a之间的接触宽度W为2t以上8t以下。接触宽度W为2t以上，因而可使靶31与靶支撑体32之间的接触面积增加，且可进一步提高冷却效率。另外，接触宽度W为8t以下，因而可确保第2区域R2的面积，可进一步提高第2区域R2的冷却效率。

在外侧部分41形成有将第1凹部43的底面43a与靶支撑体32的背面32b之间贯通的插通孔41a，靶31通过插通于插通孔41a的紧固构件而固定于靶支撑体32。由此，可使靶31与靶支撑体32进一步密接并固定。

旋转阳极单元3具备：轴33，其自背面32b侧固定于靶支撑体32，且与第2凹部44一同划定流路45。由此，可经由轴33使靶支撑体32旋转，且可通过第2凹部44及轴33划定流路45。

旋转阳极单元3具备：流路形成构件34，其具有配置于轴33内的筒状部34a、及自筒状部34a朝外侧突出的凸缘部34b，且与第2凹部44及轴33一同划定流路45。由此，可通过第2凹部44、轴33及流路形成构件34划定流路45。

[磁透镜的冷却机构]

如图6所示，旋转阳极单元3的框体36具有壁部51。壁部51包含第1壁52、及第2壁53。第1壁52以与靶31相对的方式配置于靶31与磁透镜4的线圈4a之间。第1壁52形成为板状，以与旋转轴A及X方向(电子束EB通过电子通过孔52a的第1方向)交叉的方式延伸。在第1壁52形成有供电子束EB通过的电子通过孔52a。电子通过孔52a沿X方向(沿X射线产生装置1的管轴的方向，即沿电子束EB的出射轴的方向)贯通第1壁52，连接于磁透镜4的通路8。

第2壁53形成为板状，且沿X方向自第1壁52延伸。在第2壁53形成有供自靶31出射的X射线XR通过的X射线通过孔53a。X射线通过孔53a沿垂直于X方向的Z方向(第3方向)贯通第2壁53。在第2壁53的外表面，以气密性地封闭X射线通过孔53a的方式设置有窗构件7。窗构件7通过例如金属材料形成为平板状，使X射线XR透过。作为构成窗构件7的金属材料的例子，可列举铍(Be)。

如图6所示，第1壁52具有第1表面52b、及第1表面52b的相反侧的第2表面52c。第1表面52b与靶31的电子入射面31a及靶支撑体32的表面32a相对。第1表面52b与电子入射面31a及表面32a平行地延伸，且相对于X方向及Z方向倾斜。

第2表面52c与磁透镜4的框体4b相对。在该例中，第2表面52c与框体4b接触。第2表面52c包含抵接部分52d。抵接部分52d为平坦面，与X方向垂直地延伸。磁透镜4的框体4b的外表面与抵接部分52d抵接。框体4b及框体6的外表面与第2表面52c(抵接部分52d)例如通过焊接或扩散接合而接合。旋转阳极单元3的框体36也可相对于框体4b及框体6装卸自由地安装。此时，在第2表面52c(抵接部分52d)与框体4b及框体6之间，也可介有O型环等气密密封用构件。

在第1壁52，形成有用于流通冷媒CL2的流路61。在第1壁52的第2表面52c的抵接部分52d，形成有槽62。流路61通过利用磁透镜4的框体4b封闭槽62而被划定。对流路61例如自冷媒供给装置(省略图示)供给冷媒CL2。冷媒供给装置也可为可供给调整至规定的温度的冷媒CL2的冷却器(chiller)。冷媒CL2为例如水或防冻液等的液体冷媒。

图7是自X方向观察第1壁52的第2表面52c的图。以下，参照图7说明自X方向观察时的流路61的形状。在图7中，为容易理解，对流路61附设阴影线。流路61在供给冷媒CL2的供给位置P1与排出冷媒CL2的排出位置P2之间蜿蜒地延伸。流路61包含沿以电子通过孔52a为中心的圆的周向延伸的多个(在该例中为4个)弯曲部分63。多个弯曲部分63沿Z方向(垂直于第1方向的第3方向)以大致等间隔排列。

流路61包含将多个弯曲部分63交替连接的多个(在该例中为3个)连接部64A～64C。连接部64A～64C弯曲地延伸。流路61还包含：直线状部分65，其连接供给位置P1与弯曲部分63；及直线状部分66，其连接弯曲部分63与排出位置P2。

多个弯曲部分63中最接近电子通过孔52a的弯曲部分63A在Y方向(与第1方向垂直的第2方向)上位于电子通过孔52a的两侧。换言之，流路61以在Y方向上在电子通过孔52a的两侧夹着(以U字状包围)电子通过孔52a的方式延伸。

在流路61中，冷媒CL2自供给位置P1向排出位置P2流通。在流路61中，上游侧(接近供给位置P1的一侧)的部分与下游侧(排出位置P2侧)的部分相比，配置于电子通过孔52a的附近。例如，弯曲部分63A配置成较弯曲部分63A以外的弯曲部分63更接近电子通过孔52a。换言之，流路61包含第1部分(弯曲部分63A)、及连接于第1部分且相对于第1部分位于电子通过孔52a的相反侧的第2部分(弯曲部分63A以外的弯曲部分63)，且X射线产生装置1以冷媒CL2自第1部分向第2部分流通的方式构成。这样，首先将冷媒导入(导入更低温的冷媒)至接近电子通过孔52a的区域，因而可提高电子通过孔52a的附近构造的冷却效率。在电子通过孔52a的附近，受电子束EB的影响(特别是来自靶31的反射电子的影响)，温度容易上升。

第1壁52中形成有流路61的区域RG的中心C，相对于电子通过孔52a位于X射线通过孔53a的相反侧(图7中的上侧)。即，流路61相对于电子通过孔52a形成于X射线通过孔53a的相反侧附近。

如以上说明的那样，在X射线产生装置1中，旋转阳极单元3以使靶31旋转的方式构成。由此，可使电子束EB入射至旋转的靶31，可避免电子束EB局部入射至靶31。其结果，可增加电子束EB的入射量。另外，在配置于靶31与线圈4a之间且与靶31相对的第1壁52(壁部51)，除供电子束EB通过的电子通过孔52a外，还形成有以供冷媒CL2流通的方式构成的流路61。由此，通过使冷媒CL2流通于流路61，可冷却壁部51及磁透镜4。因此，即使在电子束EB对靶31的入射量增加，来自靶31的反射电子增加时，也可抑制壁部51及磁透镜4高温化。因此，根据X射线产生装置1，可抑制反射电子发热所引起的不良情况的发生。即，可抑制因未由靶31吸收而反射的反射电子而在壁部51产生的热、与因通电而由线圈4a产生的热相结合而使线圈4a的周边高温化所引起的不良情况的发生。作为这样的不良情况，可举出线圈4a所引起的电子束EB的控制性的降低、周边构件的破损等。在线圈4a高温化的情况下，电子束EB的控制性降低，从而可能导致X射线XR的焦点的尺寸或位置变动。另外，也有因窗构件7或框体36破损而破坏真空的可能性。根据X射线产生装置1，可抑制这样的不良情况的发生。

作为确认实验，制作X射线产生装置1并进行其评估。其结果，确认了壁部51及磁透镜4的高温化受抑制。1000小时的动作期间，X射线XR的焦点的尺寸及位置无较大变动。窗构件7未产生异常。

流路61在自X方向观察时，以在Y方向上位于电子通过孔52a的两侧的方式延伸。由此，可有效地冷却反射电子大量入射的电子通过孔52a的周边。

流路61在自X方向观察时，包含沿以电子通过孔52a为中心的圆的周向延伸的多个弯曲部分63。由此，可有效地冷却电子通过孔52a的周边。

流路61包含沿Z方向排列的多个弯曲部分63。由此，可有效地冷却电子通过孔52a的周边。

流路61包含第1部分(弯曲部分63A)、及连接于第1部分且相对于第1部分位于电子通过孔52a的相反侧的第2部分(弯曲部分63A以外的弯曲部分63)，且X射线产生装置1以冷媒CL2自第1部分向第2部分流通的方式构成。换言之，X射线产生装置1具备以自第1部分向第2部分流通冷媒CL2的方式构成的冷媒供给装置。由此，在流路61包含第1部分及第2部分，因而可使冷媒CL2流通的路径变长，可有效地冷却壁部51及磁透镜4。另外，冷媒CL2先流通于接近电子通过孔52a的第1部分，因而可有效地冷却电子通过孔52a的周边。

在壁部51，形成有自靶31出射的X射线通过的X射线通过孔53a，自X方向观察时，在壁部51中形成有流路61的区域RG的中心C相对于电子通过孔52a位于X射线通过孔53a的相反侧(图7中的上侧)。由此，可提高与X射线通过孔53a相关的设计自由度。例如，若欲相对于电子通过孔52a在X射线通过孔53a侧形成流路61，则有需要加厚形成有X射线通过孔53a的第2壁53的可能性，但在上述实施方式中未发生这样的事态。

X射线通过孔53a形成于第2壁53，电子通过孔52a及流路61形成于第1壁52。由此，可提高与X射线通过孔53a相关的设计自由度。

在壁部51的第2表面52c形成有槽62，流路61通过利用磁透镜4的框体4b封闭槽62而被划定。由此，可有效地冷却磁透镜4。另外，与将流路61形成于壁部51内的情况相比，可使制造工序容易化。

壁部51构成旋转阳极单元3的框体36。由此，可使用旋转阳极单元3的框体36进行冷却。

[变形例]

也可如图8所示的变形例那样构成靶31及靶支撑体32。在变形例中，靶31形成为截面L字状。靶31具有第1部分31f及第2部分31g。第1部分31f包含电子入射面31a，第2部分31g包含背面31b。第1部分31f的宽度较第2部分31g的宽度窄。在电子入射面31a与靶支撑体32的表面32a之间形成有间隙。在变形例中，电子入射面31a也位于与表面32a同一平面上。靶31通过利用焊料将背面31b与第1凹部43的底面43a接合或扩散接合，而固定于靶支撑体32。在这样的变形例中，与上述实施方式同样，也提高冷却性能，且提高靶31的电子入射面31a及靶支撑体32的表面32a的研磨作业的作业性。

本发明并未限于上述实施方式及变形例。例如，对于各构成的材料及形状来说，并未限于上述的材料及形状，可采用各种材料及形状。在上述实施方式中，第1凹部43的底面43a及靶31的背面31b的两者的表面粗糙度Ra为0.8μm以下，但若两者的表面粗糙度Ra的和为1.6μm以下，则彼此的表面粗糙度Ra也可存在差。在上述实施方式中，通过利用磁透镜4的框体4b封闭槽62而划定流路61，但流路61也可作为孔形成于壁部51内。或者，壁部51自身也可具备用于封闭槽62的盖状构件。流路61也可形成于构成磁透镜4的框体4b的壁部来替代形成于构成旋转阳极单元3的框体36的壁部51。

Claims (9)

1.一种旋转阳极单元，其中，

具备：

靶，其由第1金属材料形成，构成圆环状的电子入射面；及

靶支撑体，其由第2金属材料形成为平板状，具有相对于旋转轴大致垂直地延伸的第1表面、及与第1表面相反侧的第2表面，

所述第2金属材料的热传导率高于所述第1金属材料的热传导率，

所述靶支撑体具有包含所述旋转轴的内侧部分、及固定有所述靶的外侧部分，

在所述外侧部分中的所述第1表面形成有第1凹部，

所述靶配置于所述第1凹部，所述靶的所述电子入射面位于与所述第1表面同一平面上，

在所述内侧部分中的所述第2表面，形成有以划定用于流通冷媒的流路的方式构成的第2凹部，

所述外侧部分中形成有所述第1凹部的第1区域的厚度比所述内侧部分中形成有所述第2凹部的第2区域的厚度厚。

2.如权利要求1所述的旋转阳极单元，其中，

所述第2区域的厚度与所述靶的厚度的差小于所述第1区域的厚度与所述第2区域的厚度的差。

3.如权利要求1所述的旋转阳极单元，其中，

所述第1凹部的底面、及所述靶中与所述底面接触的表面的至少一者的表面粗糙度Ra为1.6μm以下。

4.如权利要求1所述的旋转阳极单元，其中，

所述靶的所述电子入射面的表面粗糙度Ra为0.5μm以下。

5.如权利要求1所述的旋转阳极单元，其中，

在将所述靶的厚度设为t时，所述靶与所述第1凹部的底面之间的接触宽度为2t以上8t以下。

6.如权利要求1所述的旋转阳极单元，其中，

在所述外侧部分形成有将所述第1凹部的底面与所述第2表面之间贯通的插通孔，

所述靶通过插通于所述插通孔的紧固构件而固定于所述靶支撑体。

7.如权利要求1所述的旋转阳极单元，其中，

还具备：轴，其自所述第2表面侧固定于所述靶支撑体，且与所述第2凹部一同划定所述流路。

8.如权利要求7所述的旋转阳极单元，其中，

还具备：流路形成构件，其具有配置于所述轴内的筒状部、及自所述筒状部朝外侧突出的凸缘部，且与所述第2凹部及所述轴一同划定所述流路。

9.一种X射线产生装置，其中，

具备权利要求1所述的旋转阳极单元。

Images