CN1265681C - X射线发生装置 - Google Patents

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Abstract

X射线发生装置(1)具有含阴极部(16)、栅极(15)和靶(22)的X射线管(11)、控制加给阴极部(16)和栅极(15)的电压的电压控制装置(27)和(32)、以及操作X射线发生装置(1)和X射线出射的通断的开关(33)和(34)。电压控制装置(27)、(32)根据X射线发生装置(1)的导通信号和X射线出射阻断信号，对阴极部(16)施加正的等待电压Vf1，同时对栅极(15)施加负的截止电压Vc1。又根据X射线发生装置(1)的导通信号和X射线出射导通信号，对阴极部(16)施加高于等待电压Vf1的阴极工作电压Vf2，同时对栅极(15)施加高于截止电压Vc1的栅极工作电压Vc2。

Description

X射线发生装置
                             技术领域
本发明涉及发生X射线的X射线发生装置。
                             背景技术
作为这种X射线发生装置，例如有特开平7-29532号公报揭示的装置。该X射线发生装置具有发射热电子的阴极部、控制阴极部发射的热电子的栅极、利用热电子碰撞产生X射线的靶以及控制对这些阴极部和栅极施加的电压的电压控制装置。阴极部具有在多孔性钨中浸渍(B)(A)O等容易发射电子的物质的阴极和用于对该阴极加热，以发射热电子的灯丝。
                             发明内容
如图8(A)～8(E)所示，上述已有的X射线发生装置通过接通X射线发生装置的总电源(图中示为驱动SW)，使电压控制装置对阴极部(即用于加热阴极的灯丝)施加规定的电压，同时也对栅极施加不使热电子到达靶的截止电压。为了在输入X射线出射的导通信号的同时，出射期望的稳定X射线，这样对灯丝预先施加规定的电压(即灯丝预热)是重要的。然后，利用X射线出射开关(图中示为X射线SW)输入X射线出射的导通信号，则对栅极施加使碰撞靶的热电子的量为规定值的工作电压，从而热电子碰撞靶，产生X射线。
已有的X射线发生装置为了在输入X射线出射导通信号的同时，出射期望的稳定X射线，常对阴极部的灯丝施加热电子发射所需的电压。然而，X射线发生装置中，根据使用条件，有时在总电源接通状态下，作为X射线出射阻断状态的待机时间即灯丝预热状态为非常长的状态。由于该等待时间内也对阴极部的灯丝施加热电子发射所需的电压，所以即使不出射X射线，也消耗阴极。这样，有些使用条件下，X射线管进行无效运转，结果存在造成阴极的工作寿命缩短，进而X射线管的工作寿命缩短的问题。
因此，本发明的目的是：提供一种X射线发生装置，使X射线管高效运转，与使用条件无关，因而能较长期且稳定地得到X射线。
本发明的X射线发生装置，其特征在于，具有(1)含发射热电子的阴极部、控制阴极部发射的热电子的栅极和利用热电子碰撞而产生X射线的靶的X射线管、(2)控制加给阴极部和栅极的电压的电压控制装置、以及(3)操作X射线发生装置的导通/阻断和X射线出射的导通/阻断的开关；电压控制装置根据通过开关的X射线发生装置的导通信号和X射线出射阻断信号，对阴极部施加正的等待电压Vf1，同时对栅极施加使阴极部发射的热电子不到达靶的负的截止电压Vc1，又根据通过开关的该射线发生装置的导通信号和X射线出射导通信号，对阴极部施加高于所述等待电压Vf1的阴极工作电压Vf2，同时对栅极施加使阴极部发射的热电子到达靶的高于截止电压Vc1的栅极工作电压Vc2。
该X射线发生装置在X射线发生装置的开关导通、X射线出射开关阻断的状态下，对阴极部施加低于X射线出射开关导通时施加的阴极工作电压Vf2的等待电压Vf1。因此，与X射线发生装置的开关导通的状态下，始终在阴极部施加阴极工作电压Vf2的已有X射线发生装置相比，到阴极部耗尽为止的期间变长，而且能在X射线出射开关导通的同时，出射期望的稳定X射线。这样，利用此X射线发生装置，则X射线管高效运转，与使用条件无关，因而能较长期且稳定地得到X射线。
本发明的X射线发生装置，其特征在于，具有：(1)含发射热电子的阴极部、控制阴极部发射的热电子的栅极和利用热电子碰撞而产生X射线的靶的X射线管、(2)控制加给阴极部和栅极的电压的电压控制装置，以及(3)操作X射线发生装置的导通/阻断、阴极部的通断和X射线出射的导通/阻断的开关；电压控制装置根据通过开关的X射线发生装置的导通信号、阴极部的阻断信号和X射线出射阻断信号，对阴极部施加正的等待电压Vf1，同时对栅极施加使阴极部发射的热电子不到达靶的负的截止电压Vc1，又根据通过开关的X射线发生装置的导通信号、阴极部的导通信号和X射线出射阻断信号，对阴极部施加高于等待电压Vfl的阴极工作电压Vf2，同时对栅极施加截止电压Vc1，还根据通过开关的X射线发生装置的导通信号、阴极部的导通信号和X射线出射导通信号，对阴极部施加阴极工作电压Vf2，同时对栅极施加使阴极部发射的热电子到达所述靶的高于截止电压Vc1的栅极工作电压Vc2。
该X射线发生装置在X射线发生装置的开关导通、阴极部的开关阻断的状态下，对阴极部施加低于阴极部的开关导通时施加的阴极工作电压Vf2的等待电压Vf1。因此，与X射线发生装置的开关导通的状态下，始终在阴极部施加阴极工作电压Vf2的已有X射线发生装置相比，到阴极部耗尽为止的期间变长，而且能在X射线出射开关导通的同时，出射期望的稳定X射线。这样，利用此X射线发生装置，则X射线管高效运转，与使用条件无关，因而能较长期且稳定地得到X射线。尤其是该X射线发生装置利用阴极部的通断操作开关，能在等待电压Vf1与阴极工作电压Vf2之间自由操作对阴极部施加的电压。因此，在X射线出射开始前，接通阴极部的开关，预先将加给阴极部的电压从等待电压Vf1切换到阴极工作电压Vf2，从而通过接通X射线出射开关，能瞬时响应X射线的出射，从X射线出射的初始状态就出射特性更稳定的X射线。
本发明的X射线发生装置，其特征在于，具有：(1)含发射热电子的阴极部、控制阴极部发射的热电子的栅极和利用热电子碰撞而产生X射线的靶的X射线管、(2)控制加给阴极部和栅极的电压的电压控制装置，以及(3)操作X射线发生装置的导通/阻断断、阴极部的通断和X射线出射的导通/阻断的开关；电压控制装置根据通过开关的X射线发生装置的导通信号、阴极部的阻断信号和X射线出射阻断信号，不对阴极部施加电压，同时也不对栅极施加电压，又根据通过开关的X射线发生装置的导通信号、阴极部的导通信号和X射线出射阻断信号，对阴极部施加正的等待电压Vf1，同时对栅极施加使阴极部发射的热电子不到达靶的负的截止电压，还根据通过开关的X射线发生装置的导通信号、阴极部的导通信号和X射线出射的导通信号，对阴极部施加高于等待电压Vf1的阴极工作电压Vf2，同时对栅极施加使阴极部发射的热电子到达靶的高于所述截止电压Vc1的栅极工作电压Vc2。
该X射线发生装置在X射线发生装置的开关导通、阴极部的开关阻断时，不对阴极部施加电压，在X射线发生装置的开关导通、阴极部的开关导通而且X射线出射开关阻断的状态下，对阴极部施加低于X射线出射开关导通时施加的阴极工作电压Vf2的等待电压Vf1。因此，与X射线发生装置的开关导通的状态下，始终在阴极部施加阴极工作电压Vf2的已有X射线发生装置相比，到阴极部耗尽为止的期间变长，而且能在X射线出射开关导通的同时，出射期望的稳定X射线。这样，X射线管高效运转，与使用条件无关，因而能较长期且稳定地得到X射线。尤其是本实施形态的X射线发生装置通过操作阴极部的通断的开关，能在停止施加电压与等待电压Vf1之间自由操作对阴极部施加的电压。因此，即使X射线发生装置的开关为导通状态，也可停止对阴极部施加电压，进一步抑制短期间耗尽阴极部，使X射线管更高效运转，因而能较长期且稳定地得到X射线。
本发明的X射线发生装置，其特征还可以是：电压控制装置在对阴极部施加等待电压Vf1的时间连续延续一定时间以上时，使控制阴极部通断的开关阻断，停止对阴极部施加电压。这样，忘记关掉阴极部的开关时，能自动停止对阴极部施加电压，从而能进一步抑制阴极部在短期间内耗尽，使X射线管更高效运转，因而能更长期且稳定地得到X射线。
本发明的X射线发生装置，其特征又可以是：阴极部为没有阴极和用于加热阴极的灯丝的旁热式阴极部。这样，通过控制加给灯丝的电压，到阴极耗尽为止的时间段延长。
本发明的X射线发生装置，其特征还可以是：阴极部为具有灯丝的直热式阴极部。这样，通过控制加给灯丝的电压，到灯丝耗尽为止的时间段延长。
                           附图说明
图1是实施形态所涉及X射线发生装置的组成的模式图；
图2是示出端窗式X射线管的结构的剖面图；
图3是示出电子枪的结构的剖面图；
图4(A)、图4(B)、图4(C)、图4(D)、图4(E)是实施形态1的X射线发生装置的动作说明图；
图5(A)、图5(B)、图5(C)、图5(D)、图5(E)、图5(F)是实施形态2的X射线发生装置的动作说明图；
图6(A)、图6(B)、图6(C)、图6(D)、图6(E)、图6(F)是实施形态3的X射线发生装置的动作说明图；
图7(A)、图7(B)、图7(C)、图7(D)、图7(E)、图7(F)是实施形态3的变换例的X射线发生装置的动作说明图；
图8(A)、图8(B)、图8(C)、图8(D)、图8(E)是已有的X射线发生装置的动作说明图。
                           具体实施方式
下面参照附图说明本发明X射线发生装置的较佳形态。附图中，相同的要素标注相同的符号，省略重复说明。
以下说明的实施形态1～3的X射线发生装置，其基本组成相同，因而首先汇总说明X射线发生装置的基本组成。
图1是实施形态1～3的X射线发生装置的组成的模式图。如图1所示，X射线发生装置1具有产生X射线的X射线管单元10和控制该X射线单元10的控制单元30。
X射线管单元10具有X射线管11。X射线管11可用端窗式或侧窗式的，但本实施形态中，说明端窗式的X射线管11。
如图2所示，X射线管11是微聚焦X射线管，组合金属制管壳12和玻璃制管壳13而构成。管壳12的一端嵌入陶瓷制的管座14，管座14插穿多根管脚17，用于对后文说明的栅极15和阴极部16提供电压。该管壳12的侧面形成铍制的X射线出射窗18。
管壳12、13的内部在管壳12方配置电子枪20，在管壳13方配置无氧铜组成的靶基体21。电子枪20具有阴极部16、施加15和聚焦电极19。靶基体21的前端用银钎焊钨制的靶22。
靶22配置成对热电子往靶22的轨道的垂直面倾向25度。由于靶22这样倾向配置，产生的X射线多数从X射线出射窗18出射到外部。
图3是示出电子枪20的结构的剖面图。如图3所示，阴极部16、施加15和聚焦电极19安装在氧化铝或蓝宝石的支柱23上。施加15和掘进队亚19的材料可用耐热性和散热性良好的钼。利用非晶玻璃或银24的钎焊，使栅极15和聚焦电极19接合到支柱23。阴极部16包含灯丝25和阴极26，是利用灯丝25的热对阴极26加热的旁热式阴极部。阴极部16也可以是具有灯丝并通过给该灯丝加电压而发射热电子的直热式阴极部。本实施形态说明旁热式的阴极部16。
阴极26采用浸渍式阴极。浸渍式阴极在多孔钨中浸渍BAO、CAO、Al2O3等容易发射电子的物质，其电子发射面被覆Os(饿)、Ir(铱)、Os/Ru(钌)等。利用该被覆降低工作温度，谋求延长阴极26的工作寿命。
管壳12利用镍铜合金形成。镍铜合金是热传导性、加工性良好而且其它释放少的金属。管壳12这样用热传导性高的合金形成，因而能将X射线管11内部产生的热高效地传送到外部，可减少热损伤，延长X射线管的工作寿命。
管壳12具有导电性，总维持接地电位。聚焦电极19与管壳12相连，因而也总维持接地电位。由此，即使靶22的电位变化，聚焦电极19周围形成的电子透镜的形状也总为固定，能保持稳定的微小X射线焦点。又由于维持接地电位的管壳12包围电子枪10和靶22，抑制了外部影响造成的管壳12内部电场分布混乱。
X射线管单元10具有电压发生电路27，产生加给栅极15、靶22和阴极部16的电压。本说明书中，“加给阴极部的电压”是指对所述旁热式阴极部16加给灯丝25的电压，对直热式阴极部16加给阴极灯丝的电压。此电压发生电路27在图中作为栅极15、靶22和阴极部16共用的部件示出，但栅极15、靶22和阴极部6也可分别具有电压发生电路。
该X射线管电压10通过在阴极部16的灯丝25施加电压，使其发热，并且对阴极26加热时，以一定的温度从阴极26表面发射热电子。发射的热电子由栅极15加速，并由聚焦电极19集束后，撞击靶22。利用撞击，热电子变换成X射线和热，产生的X射线从X射线出射窗18出射到外部。产生的热通过热传导性高的靶基体21发散到外部。
控制单元30如图1所示，具有操作部31和控制部32。操作部31设置操作X射线发生装置1本身的通断的开关33和操作X射线产生通断的开关34。实施形态2和3的X射线发生装置1在操作部31还设置操作阴极部16通断的开关35。
控制部32设置存储控制电压发生电路27用的程序的存储器36和作为掌管整个X射线发生装置10的动作的运算手段的CPU37。由该控制部32和电压发生电路27构成本实施形态的电压控制装置。
具有上述那样的基本组成的X射线发生装置1中，实施形态1～3的控制部32的组成各不相同。因此，下文说明的各实施形态中，主要详述控制部32的不同点。
实施形态1
实施形态1的X射线发生装置1中，控制单元30的控制部32的存储器37存储的程序用于如以下那样控制X射线管单元10的单元发生电路27。
即，如图4(A)、图4(B)、图4(C)、图4(D)、图4(E)所示，X射线发生装置1的开关(图中示为驱动SW)33阻断时(X射线产生开关34必然阻断)，栅极15和阴极部16的灯丝25上都不加电压。然后，X射线发生装置1的开关33接通，而X射线出射开关(图中示为X射线SW)34阻断时，根据X射线发生装置1的导通信号和X射线出射阻断信号，对阴极部16的灯丝25施加正的等待电压Vf1，同时对栅极15施加不使阴极部16的阴极26发射的热电子到达靶22的负的截止电压Vc1。
又，在X射线发生装置1的开关33接通，并且X射线出射开关34也接通时，根据X射线发生装置1的导通信号和X射线出射导通信号，对阴极部16的灯丝25施加高于等待电压Vf1的阴极工作电压Vf2，同时对栅极15施加使阴极部16的阴极26发射的热电子到达靶22的高于截止电压Vc1的栅极工作电压Vc2。
为了使具有这种组成的本实施形态的X射线发生装置1工作，如图4(A)所示，首先接通X射线发生装置1的开关33。于是，如图4(D)所示，给阴极部16的灯丝25施加3伏左右的正的等待电压Vf1。因此，阴极26保温，进入等待状态，能立刻响应出射X射线。该等待电压Vf1最好尽可能小。与此同时，如图4(C)所示，给栅极15施加不使阴极26发射的热电子到达靶22的-200伏左右的负截止电压Vc1。因此，等待状态下，抑制阴极26发射的热电子到达靶22。
然后，在要开始发射X射线时，如图4(B)所示，使X射线出射开关34接通。于是，如图4(D)所示，对阴极部16的灯丝25施加高于等待电压Vf2的6.3伏左右的阴极工作电压Vf2。因此，使阴极26加热的高温，从阴极26发射许多热电子。与此同时，如图4(C)所示，对栅极15施加使阴极26发射的热电子到达靶22的高于截止电压Vc1的栅极工作电压Vc2。调整该栅极工作电压Vc2，使阴极26发射并撞击靶22的热电子的量为规定值。由此，阴极26发射的热电子被聚焦电极19集束后，撞击靶22。而且，产生的X射线从X射线出射窗出射到外部(图4(E))。
停止X射线出射时，如图4(B)所示，使X射线出射开关34阻断。于是，如图4(B)所示，对阴极部16的灯丝25施加等待电压Vf1，同时对栅极15施加截止电压Vc1，再次进入等待状态。
重新启动X射线出射时，再次使X射线出射开关34接通，如上文所述那样出射X射线，并且在停止X射线出射时，切断X射线出射开关34，如上文所述那样停止X射线的出射。然后，在结束X射线发生装置1的使用时，如图4(A)所示，使X射线发生装置1的开关33阻断。于是，如图4(C)、图4(D)所示，停止对阴极部16的灯丝25施加电压，也停止对栅极15施加电压，使X射线发生装置1的动作完全停止。
综上所述，本实施形态的X射线发生装置1在X射线发生装置1的开关33接通、X射线出射开关34阻断的状态下，对阴极部16的灯丝25施加低于X射线出射开关34接通时施加的阴极工作电压Vf2的等待电压Vf1。因此，与X射线发生装置1的开关33接通的状态下，始终在阴极部26的灯丝25施加阴极工作电压Vf2的已有X射线发生装置相比，阴极部16的阴极26耗尽为止的时间段延长。这样，X射线管11高效运转，与使用条件无关，因而该X射线发生装置1能较长期且稳定地得到X射线。
实施形态2
实施形态2的X射线发生装置1中，控制单元30的控制部32的存储器37存储的程序用于如以下那样控制X射线管单元10的单元发生电路27。
即，如图5(A)、图5(B)、图5(C)、图5(D)、图5(E)、图5(F)所示，X射线发生装置1的开关33阻断时(X射线产生开关34和阴极部16的开关35必然阻断)，栅极15和阴极部16的灯丝25上都不加电压。然后，X射线发生装置1的开关33接通，而阴极部16的开关(图中示为阴极部SW)35阻断，X射线出射开关34阻断时，根据X射线发生装置1的导通信号、阴极部16的阻断信号和X射线出射阻断信号，对阴极部16的灯丝25施加正的等待电压Vf1，同时对栅极15施加不使阴极部16的阴极26发射的热电子到达靶22的负的截止电压Vc1。
又，在X射线发生装置1的开关33接通，阴极部16的开关35接通，并且X射线出射开关34阻断时，根据X射线发生装置1的导通信号、阴极部16的导通信号和X射线出射阻断信号，对阴极部16的灯丝25施加高于等待电压Vf1的阴极工作电压Vf2，同时对栅极15施加所述截止电压Vc1。
又，在X射线发生装置1的开关33接通，阴极部6的开关35接通，并且X射线出射开关34也接通时，根据X射线发生装置1的导通信号、阴极部16的导通信号和X射线出射导通信号，对阴极部16的灯丝25施加所述阴极工作电压Vf2，同时对栅极15施加使阴极部16的阴极26发射的热电子到达靶22的高于截止电压Vc1的栅极工作电压Vc2。
为了使具有这种组成的本实施形态的X射线发生装置1工作，如图5(A)所示，首先接通X射线发生装置1的开关33。于是，如图5(E)所示，给阴极部16的灯丝25施加3伏左右的正的等待电压Vf1。因此，阴极26保温，进入等待状态，能立刻响应出射X射线。该等待电压Vf1最好尽可能小。与此同时，如图5(D)所示，给栅极15施加不使阴极26发射的热电子到达靶22的-200伏左右的负截止电压Vc1。因此，等待状态下，抑制阴极26发射的热电子到达靶22。
然后，在要开始发射X射线时，首先如图5(B)所示，使阴极部16的开关35接通。于是，如图5(E)所示，对阴极部16的灯丝25施加6.3伏左右的阴极工作电压Vf2。因此，处于等待状态的阴极26由灯丝25加热，进入工作状态，成为能瞬时响应X射线出射信号的状态。这时，由于栅极15上施加截止电压Vc1，抑制阴极26发射的热电子到达靶22。接着，如图5(C)所示，接通X射线出射开关34。于是，如图5(D)所示，对栅极15施加使阴极26发射的热电子到达靶22的高于截止电压Vc1的栅极工作电压Vc2。调整该栅极工作电压Vc2，使阴极26发射并撞击靶22的热电子的量为规定值。
由此，阴极26发射的热电子被聚焦电极19集束后，撞击靶22。而且，产生的X射线从X射线出射窗出射到外部(图5(F))。
停止X射线出射时，如图5(C)所示，使X射线出射开关34阻断。于是，如图5(D)所示，对栅极15施加所述截止电压Vc1。
重新启动X射线出射时，再次使X射线出射开关34接通，如上文所述那样出射X射线，并且在停止X射线出射时，切断X射线出射开关34，如上文所述那样停止X射线的出射。进入等待状态时，如图5(B)所示，使阴极部16的开关35阻断。
于是，如图5(D)、图5(E)所示，对阴极部16的灯丝25施加所述等待电压Vf1，同时对栅极15施加所述截止电压Vc1。然后，在结束X射线发生装置1的使用时，如图5(A)所示，使X射线发生装置1的开关33阻断。于是，如图5(D)、图5(E)所示，停止对阴极部16的灯丝25施加电压，也停止对栅极15施加电压，使X射线发生装置1的动作完全停止。
综上所述，本实施形态的X射线发生装置1在X射线发生装置1的开关33接通、X射线出射开关34阻断的状态下，阴极部16的开关35接通时，对灯丝25施加低于X射线出射开关34接通时施加的阴极工作电压Vf2的等待电压Vf1。因此，与X射线发生装置1的开关33接通的状态下，常在阴极部26的灯丝25施加阴极工作电压Vf2的已有X射线发生装置相比，阴极部16的阴极26耗尽为止的时间段延长。这样，X射线管11高效运转，与使用条件无关，因而该X射线发生装置1能较长期且稳定地得到X射线。
尤其是本实施形态的X射线发生装置1利用阴极部16的通断操作开关35，能在等待电压Vf1与阴极工作电压Vf2之间自由操作对阴极部16的灯丝25施加的电压。因此，在X射线出射开始前，接通阴极部16的开关35，预先将加给阴极部16的灯丝25的电压从等待电压Vf1切换到阴极工作电压Vf2，从而能利用接通X射线出射开关34，瞬时响应X射线的出射，从X射线出射的初始状态出射特性较稳定的X射线。
实施形态3
实施形态3的X射线发生装置1中，控制单元30的控制部32的存储器37存储的程序用于如以下那样控制X射线管单元10的单元发生电路27。
即，如图6(A)、图6(B)、图6(C)、图6(D)、图6(E)、图6(F)所示，X射线发生装置1的开关33阻断时(X射线产生开关34和阴极部16的开关35必然阻断)，栅极15和阴极部16的灯丝25上都不加电压。然后，X射线发生装置1的开关33接通，而阴极部16的开关(图中示为阴极部SW)35阻断，X射线出射开关34也阻断时，根据X射线发生装置1的导通信号、阴极部16的阻断信号和X射线出射阻断信号，不对阴极部16的灯丝25施加电压，同时也不对栅极15施加电压。
又，在X射线发生装置1的开关33接通，阴极部6的开关35接通，而X射线出射开关34阻断时，根据X射线发生装置1的导通信号、阴极部16的导通信号和X射线出射阻断信号，对阴极部16的灯丝25施加正的等待电压Vf1，同时对栅极15施加不使阴极部16的阴极26发射的热电子到达靶22的负截止电压Vc1。
又，在X射线发生装置1的开关33接通，阴极部16的开关35接通，并且X射线出射开关34也接通时，根据X射线发生装置1的导通信号、阴极部16的导通信号和X射线出射导通信号，对阴极部16的灯丝25施加高于所述等待电压Vf1的阴极工作电压Vf2，同时对栅极15施加使阴极部16的阴极26发射的热电子到达靶22的高于截止电压Vc1的栅极工作电压Vc2。
为了使具有这种组成的本实施形态的X射线发生装置1工作，如图6(A)所示，首先接通X射线发生装置1的开关33。此状态下，如图6(D)、图6(E)所示，栅极15、阴极部16的灯丝26都不加电压。
然后，在要开始发射X射线时，首先如图6(B)所示，使阴极部16的开关35接通。于是，如图6(E)所示，对阴极部16的灯丝25施加3伏左右的等待电压Vf1。因此，阴极26由灯丝25保温，成为能立刻应对X射线出射的状态。与此同时，如图6(D)所示，对栅极15施加不使阴极26发射的热电子到达靶22的-200伏左右的负截止电压Vc1。因此，抑制阴极26发射的热电子到达靶22。
接着，如图6(C)所示，接通X射线出射开关34。于是，如图6(E)所示，对阴极部16的灯丝25施加6.3伏左右的阴极工作电压Vf2。因此，阴极26加热到高温，使阴极26发射许多热电子。与此同时，如图6(D)所示，对栅极15施加使阴极26发射的热电子到达靶22的高于截止电压Vc1的栅极工作电压Vc2。调整该栅极工作电压Vc2，使阴极26发射并撞击靶22的热电子的量为规定值。由此，阴极26发射的热电子被聚焦电极19集束后，撞击靶22。而且，产生的X射线从X射线出射窗出射到外部(图6(F))。
停止X射线出射时，如图6(C)所示，使X射线出射开关34阻断。于是，如图6(D)、图6(E)所示，对阴极部16的灯丝25施加等待电压Vf1，同时对栅极15施加截止电压Vc1。
重新启动X射线出射时，再次使X射线出射开关34接通，如上文所述那样出射X射线，并且在停止X射线出射时，切断X射线出射开关34，如上文所述那样停止X射线的出射。进入等待状态时，如图6(B)所示，使阴极部16的开关35阻断。
于是，如图6(D)、图6(E)所示，停止对阴极部16的灯丝25施加电压，同时也停止对栅极15施加电压。然后，在结束X射线发生装置1的使用时，如图6(A)所示，使X射线发生装置1的开关33阻断。于是，X射线发生装置1的动作完全停止。
如上所述，本实施形态的X射线发生装置1在X射线发生装置1的开关33接通、阴极部16的开关35阻断时，不对阴极部16的灯丝25施加电压，在X射线发生装置1的开关33接通、阴极部16的开关35接通、X射线出射开关34阻断的状态下，对阴极部16的灯丝25施加低于X射线出射开关34接通时施加的阴极工作电压Vf2的等待电压Vf1。因此，与X射线发生装置1的开关33接通的状态下，始终在阴极部26的灯丝25施加阴极工作电压Vf2的已有X射线发生装置相比，阴极部16的阴极26耗尽为止的时间段延长。这样，X射线管11高效运转，与使用条件无关，因而该X射线发生装置1能较长期且稳定地得到X射线。
尤其是本实施形态的X射线发生装置1利用阴极部16的通断操作开关35，能在电压停止施加与等待电压Vf1之间自由操作对阴极部16的灯丝25施加的电压。因此，即使在X射线发生装置1的开关33接通的状态下，也能停止对阴极部16的灯丝25施加电压，能进一步抑制阴极26在短时间内耗尽，使X射线管11高效运转，从而可较长期且稳定地得到X射线。
再者，本实施形态的X射线发生装置1可在控制部32的存储器37存储控制电压发生装置27用的程序，使对阴极部16施加等待电压Vf1的时间t连续延续规定时间tm以上(例如30分钟以上)时，自动使阴极部16的开关35阻断，停止对阴极部16施加电压，如图7(A)、图7(B)、图7(C)、图7(D)、图7(E)、图7(F)所示。这样，在忘记切断阴极部16的开关35时，也能自动停止对阴极部16施加电压，因此能进一步抑制阴极部16的阴极26在短时间内耗尽，由于X射线管11更高效运转，从而可更长期且稳定地得到X射线。
如上所述，上述X射线发生装置具有配置在阴极部16与成为发生X射线的靶的阳极之间的热电子通过控制栅，其特征在于，控制阴极部16的加热，在热电子通过控制栅闭合的状态下，使阴极部16维持规定温度，然后，在热电子通过控制栅开放时，使阴极部15的温度升高。可以对阴极部16加热，以便在热电子通过控制栅开放的同时，使阴极部16的温度也升高。也可对阴极部16加热，以便在热电子控制栅开放前，使阴极部16的温度升高。所述热电子通过控制栅是给予了规定电位的栅极15。
本发明不限于上述实施形态，可作各种变换。例如，上述实施形态中，说明了阴极部16包含灯丝25和阴极26，并且利用灯丝25的热对阴极26加热的旁热式的X射线管11。然而，也可以是直热式的X射线管11，其阴极部6具有灯丝，并且通过对该灯丝施加电压，发射热电子。直热式的X射线管11通过控制给阴极部16的灯丝施加的电压，延长灯丝耗尽为止的时间段，使X射线管11高效运转，与使用条件无关，因而能较长期且稳定地得到X射线。
生产上的可用性
本发明能用于X射线发生装置。

Claims (10)

1.一种X射线发生装置，其特征在于，具有：
含发射热电子的阴极部、控制所述阴极部发射的热电子的栅极和利用热电子碰撞而产生X射线的靶的X射线管、
控制加给所述阴极部和所述栅极的电压的电压控制装置、以及
操作该X射线发生装置的导通/阻断和X射线出射的导通/阻断的开关；
所述电压控制装置根据通过所述开关的该X射线发生装置的导通信号和X射线出射的阻断信号，对所述阴极部施加正的等待电压Vf1，同时对所述栅极施加使所述阴极部发射的热电子不到达所述靶的负的截止电压Vc1，
又根据通过所述开关的该X射线发生装置的导通信号和X射线出射的导通信号，对所述阴极部施加高于所述等待电压Vf1的阴极工作电压Vf2，同时对所述栅极施加使所述阴极部发射的热电子到达所述靶的高于所述截止电压Vc1的栅极工作电压Vc2。
2、一种X射线发生装置，其特征在于，具有：
含发射热电子的阴极部、控制所述阴极部发射的热电子的栅极和利用热电子碰撞而产生X射线的靶的X射线管、
控制加给所述阴极部和所述栅极的电压的电压控制装置、以及
操作该X射线发生装置的通断、所述阴极部的通断和X射线出射的通断的开关；
所述电压控制装置根据通过所述开关的该X射线发生装置的导通信号、所述阴极部的阻断信号和X射线出射阻断信号，对所述阴极部施加正的等待电压Vf1，同时对所述栅极施加使所述阴极部发射的热电子不到达所述靶的负的截止电压Vc1，
又根据通过所述开关的该X射线发生装置的导通信号、所述阴极部的导通信号和X射线出射阻断信号，对所述阴极部施加高于所述等待电压Vf1的阴极工作电压Vf2，同时对所述栅极施加所述截止电压Vc1，
还根据通过所述开关的该X射线发生装置的导通信号、所述阴极部的导通信号和X射线出射导通信号，对所述阴极部施加所述阴极工作电压Vf2，同时对所述栅极施加使所述阴极部发射的热电子到达所述靶的高于所述截止电压Vc1的栅极工作电压Vc2。
3、一种X射线发生装置，其特征在于，具有：
含发射热电子的阴极部、控制所述阴极部发射的热电子的栅极和利用热电子碰撞而产生X射线的靶的X射线管、
控制加给所述阴极部和所述栅极的电压的电压控制装置、以及
操作该X射线发生装置的通断、所述阴极部的通断和X射线出射的通断的开关；
所述电压控制装置根据通过所述开关的该X射线发生装置的导通信号、所述阴极部的阻断信号和X射线出射阻断信号，不对所述阴极部施加电压，同时也小对所述栅极施加电压，
又根据通过所述开关的该X射线发生装置的导通信号、所述阴极部的导通信号和X射线出射阻断信号，对所述阴极部施加正的等待电压Vf1，同时对所述栅极施加使所述阴极部发射的热电子不到达所述靶的负的截止电压，
还根据通过所述开关的该X射线发生装置的导通信号、所述阴极部的导通信号和X射线出射的导通信号，对所述阴极部施加高于所述等待电压Vf1的阴极工作电压Vf2，同时对所述栅极施加使所述阴极部发射的热电子到达所述靶的高于所述截止电压Vc1的栅极工作电压Vc2。
4、如权利要求3中所述的X射线发生装置，其特征在于，所述电压控制装置在对所述阴极部施加所述等待电压Vf1的时间持续规定时间以上时，使控制该阴极部通断的所述开关阻断，停止对该阴极部施加电压。
5、如权利要求1中所述的X射线发生装置，其特征在于，所述阴极部是具有阴极和用于对该阴极加热的灯丝的旁热式阴极部。
6、如权利要求1中所述的X射线发生装置，其特征在于，所述阴极部是具有灯丝的直热式阴极部。
7、一种X射线发生装置，具有配置在阴极部与成为发生X射线用的靶的阳极之间的热电子通过控制栅，其特征在于，所述热电子通过控制栅处于关闭的状态时，所述阴极部维持一定的温度，然后，所述热电子通过控制栅处于开放的状态时，控制所述阴极部的加热，使所述阴极部的温度升高。
8、如权利要求7中所述的X射线发生装置，其特征在于，在开放所述热电子通过控制栅的同时，对所述阴极部加热，使所述阴极部的温度升高。
9、如权利要求7中所述的X射线发生装置，其特征在于，在开放所述热电子通过控制栅之前，对所述阴极部加热，使所述阴极部温度升高。
10、如权利要求7中所述的X射线发生装置，其特征在于，所述热电子通过控制栅是被施加了一定电压的栅极。
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