JP2001202910A - 希土類陽極が設けられたx線管 - Google Patents
希土類陽極が設けられたx線管Info
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- H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
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Abstract
Te及びIであるの元素を励起するために使用される、
望ましいエネルギー範囲での特徴ラインを発生させるX
線管を提供することを目的とする。 【解決手段】 幾つかの解析用途適用において、特定の
波長を有するX線が必要となる。このような軟X線は2
次ターゲットを、好適な波長のX線によって照射するこ
とによって得られる。本発明は、希土類金属、好適には
Gd又はDyを含む表面層を有する陽極を含むX線管が
形成される。Laを含む2次ターゲットが、X線管から
のK放射線によって照射されると、周期表の5列目の元
素を解析するのに使用されるLaのK放射線が発生す
る。本発明の実施例では、希土類金属は陽極体にTi又
はToからなる中間層によって接合される。
Description
表面層が設けられた陽極組立体を含むX線管に係る。
願第305547Al号から公知である。上記の特許出
願に記載されるX線管には、タングステン又はタングス
テンレニウム合金からなる表面層が設けられたグラファ
イトからなる陽極体を含む陽極組立体が設けられる。こ
の表面層は、医療適用、特にコンピュータ断層撮影(C
T)適用に適した波長のX線を発生する。
おいては、地質学的に重要な元素の解析を可能にするス
ペクトル的に純粋なX線を発生させるX線源が利用可能
であることがしばしば好適である。これらの元素はしば
しば周期表の5列目にあり、例えば、Ag、Cd、I
n、Sn、Sb、Te及びIである。次にこれらの元素
のKラインを励起させることが好適である。
上記の元素を励起するために使用されうる、望ましいエ
ネルギー範囲の特徴ラインを発生させない。例えば、
(最もよく使用される陽極材料である)Rhを使用した
場合、特徴ラインは全てRhのKラインの高エネルギー
側に位置する。
に解析するために用いられるX線管を提供することを目
的とする。このために、本発明のX線管は、表面層が少
なくとも1つの希土類金属を含むことを特徴とする。こ
のようなX線管は、例えば80kVの大きさのオーダの
加速電圧で動作し、表面層の材料のKラインを発生させ
る。このKラインは、例えばLaB6のようなLaを含
む2次X線ターゲットを照射することが可能で、Laの
Kラインはこの処理の際の蛍光によって発生する。La
のKラインは、解析される5列目の上記元素のKライン
を励起することができる。スペクトル的により高い純度
を望む場合は、解析装置の幾何学的形状を、2次ターゲ
ットに入射する放射線と、蛍光によってそこから発生し
た放射線の間の角度が略90度となるように選択する。
既に小さい、2次ターゲットに入射し及びターゲットに
よって散乱される放射線の一部は、蛍光によって変換さ
れる代わりに偏光され、従ってこの偏光された放射線
は、入射及び出射の方向から見た場合に可視でなくな
る。従って、LaのK放射線のスペクトル純度は更に高
められる。表面層の材料のLラインの影響下で、Laの
Lラインも形成される。このLaのLラインは、例えば
クロム(Cr)又は低い原子番号を有する元素のような
軽めの元素を励起するために用いられる。
は、62乃至71の原子番号を有する元素の群のうちの
1つである。これらの元素は、ランタンを含む2次ター
ゲットに特に好適であるKラインの波長を有する。
は、ガドリニウム又はジスプロシウムである。この実施
例における利点は、これらの材料のLラインは、LiF
結晶(即ち、220反射)上でブラッグ反射した際に、
入射した放射線と反射した放射線の間の角度が略90度
となるような波長を有することである。LiF結晶は、
X線解析に一般的に使用されるモノクロメータ結晶であ
る。解析される試料に到達するLラインの放射線は、上
記説明されたブラック反射処理によって偏光し、試料上
で散乱されたGdL放射線の寄与があったとしても、直
角に見たときは可視ではない。
体として構成され、表面層は、表面層と陽極体の間に設
けられた中間層によって陽極体に接合され、チタン(T
i)及び/又はモリブデン(Mo)を含む。
般的に、X線管の陽極組立体は、高い熱伝導性を有する
陽極体、例えば銅又は銀から構成される。陽極体には、
望ましい放射線に好適な材料、従って本発明の場合は希
土類金属からなる表面層が接続される。表面層内に発生
した熱は、冷却液体、例えば水によって陽極体を介して
散逸される。X線管の陽極は高い温度強度を有し、従っ
てX線管の有効寿命を通して表面層が陽極体にしっかり
と接続され、更に高温状態においても、及び表面全体へ
の負荷が変更されても接続される。しかし、希土類金属
は、貴金属(Ag、Au)若しくは銅(Cu)、又は鉄
(Fe)、コバルト(Co)若しくはニッケル(Ni)
のような遷移金属には直ぐに接合できない場合がある。
このような困難な接合は「超高速拡散」と呼ばれる既知
の現象によって引き起こされる。希土類金属は、低温に
おいて既に陽極体の上記された材料と金属間化合物を形
成する。この化合物は低温においては液体である。例え
ば、Gd−Niは645℃で既に融解する。更に上記のよ
うな接合は、脆く堅いがしばしば熱による緊張にあまり
良く耐えることができず、上記の層に裂け目が入りやす
く、解析目的のための陽極は使えなくなってしまう。上
記の現象に関する更なる詳細は、1978年のNorth Ho
lland Publishing Companyによる「Handbook on the Ph
ysics and Chemistry of Rare Earths」の中の「Diffus
ion in Rare Earth Metals」なる記事に説明される。希
土類金属は、Ti及び/又はMoからなる中間層が設け
られた場合、陽極体の基礎となる材料と化合しないこと
が分かっている。中間層が、希土類金属と化合しても、
それはほとんど又は全く拡散しない。更に、中間層は、
例えば拡散接合によって陽極体に安定して接合されう
る。
銅(Cu)及び/又は銀(Ag)を含む。例えば脆くな
く「超高速拡散」しないという上記された中間層の好適
な特性は、陽極体が上記された材料の化合物である場合
に特に良好に現れる。
下に詳細に説明する。
放射要素3を有する陰極2が真空状態に置かれた反射X
線管を示す。X線管は更に、陽極体4、表面層7及び中
間層8から構成される陽極組立体を含む。動作の間、例
えば80kVの高電圧が、陽極と陰極の間に印加され
る。放射要素3から放射される電子は、高電圧によって
加速され、陽極に入射し、従ってX線が表面層7に発生
される。X線解析装置によって検査される試料は、出口
窓6を通過して放射されるX線によって照射される。陽
極体4は銅(Cu)又は銀(Ag)のような好適に熱を
伝導する材料から構成されることが好適である。電子が
入射した際に発生した熱は、公知の方法で陽極体から、
図示しない冷却媒体(例えば、水)に伝達される。表面
層7は、希土類金属、好適にはガドリニウム(Gd)又
はジスプロシウム(Dy)によって構成される。表面層
7と陽極体4の間には、チタン又はモリブデンから構成
される中間層8が設けられる。Ti及び/又はMoから
なる中間層を配置することにより、希土類金属は陽極体
4の基礎となっている銅又は銀と化合されない。中間層
の材料は、希土類金属と化合されてもよいが、全く又は
ほとんど拡散を起こさない。
た方法で、陽極体に接合され得る。拡散接合処理の際
に、銀又は銅からなる陽極体4、中間層8としてのチタ
ンシート、及び表面層7としてのガドリニウム又はジス
プロシウムのシートから構成されるスタックが形成され
る。このスタックは、アルゴンからなる保護ガス環境で
約3.5×105Nm2の圧力で圧縮され、一方約75
0℃で加熱される。この結果、上記金属間の接合は、解
析X線管において陽極組立体を使用するのに十分に安定
している。モリブデンが中間層を構成する材料として用
いられる場合、モリブデンは、陽極体と接続する側に金
からなる層が設けられる。このように形成された中間層
は次に陽極体に接続され、更にチタンからなる中間層の
場合と同様に表面層に接続される。
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 X線を発生させる表面層が設けられた陽
極組立体を含むX線管であって、 上記表面層は少なくとも1つの希土類金属を含むことを
特徴とするX線管。 - 【請求項2】 上記希土類金属は、62乃至71の原子
番号を有する元素の群のうちの1つの元素である請求項
1記載のX線管。 - 【請求項3】 上記希土類金属は、ガドリニウム又はジ
スプロシウムである請求項2記載のX線管。 - 【請求項4】 上記陽極組立体は、上記表面層が中間層
によって接合された陽極体として構成され、 上記中間層は、上記表面層と上記陽極体の間に設けら
れ、 上記中間層はチタン及び/又はモリブデンを含む請求項
1乃至3のうちいずれか一項記載のX線管。 - 【請求項5】 上記陽極体は、銅及び/又は銀を含む請
求項4記載のX線管。
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