JP2009170305A - Ｘ線管 - Google Patents

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Abstract

【課題】フィラメントコイル15の長手方向に対して直角な方向におけるＸ線管中心軸ＯからＸ線放射窓20aまでの距離を短くできるＸ線管11を提供する。
【解決手段】フィラメントコイル15の長手方向に対して直角な方向におけるＸ線管中心軸Ｏから陰極電子銃16の外側面までの距離L1を、フィラメントコイル15の長手方向におけるＸ線管中心軸Ｏから陰極電子銃16の外側面までの距離P1よりも短くする。フィラメントコイル15の長手方向に対して直角な方向におけるＸ線管中心軸ＯからＸ線放射窓20aまでの距離を、フィラメントコイル15の長手方向におけるＸ線管中心軸ＯからＸ線放射窓20bまでの距離よりも短くする。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線を放射するＸ線管に関する。
従来のＸ線管について、例えばＸ線回折装置に使用されるＸ線管を例にとり、図２(a)(b)を参照して説明する。図２(b)は図２(a)の矢印Ｂ方向から見たＸ線管の内部を示している。
Ｘ線管１は、内部を真空とする真空外囲器２を有し、この真空外囲器２は一端側の絶縁外囲器３と他端側の金属外囲器４とが接続されて構成されている。
真空外囲器２内には、絶縁外囲器３に、Ｘ線管中心軸Ｏを中心にそのＸ線管中心軸Ｏに対して直交する方向を長手方向として配置される電子放出源のフィラメントコイル５を有する陰極電子銃６が支持され、また、金属外囲器４に、Ｘ線管中心軸Ｏ上でフィラメントコイル５に対向して陽極７が支持されている。
金属外囲器４の周囲には、フィラメントコイル５の長手方向に対して直角な方向における金属外囲器４の壁部に、所謂ラインフォーカスと呼ばれているフィラメントコイル５の長手方向に対して直角な方向に放出されるＸ線を取り出すＸ線放射窓8aが配設され、また、フィラメントコイル５の長手方向における金属外囲器４の壁部に、所謂ポイントフォーカスと呼ばれているフィラメントコイル５の長手方向に放出されるＸ線を取り出すＸ線放射窓8bが配設されている（例えば、特許文献１参照。）。
図２(b)に示すように、陰極電子銃６の外形は円形であり、この陰極電子銃６の外側面との電気的絶縁距離が制約されている金属外囲器４の外形も円形となっている。この円形の金属外囲器４の周囲にラインフォーカス側のＸ線放射窓8aおよびポイントフォーカス側のＸ線放射窓8bがそれぞれ配置されているので、陽極７のＸ線発生源である焦点９の中心つまりＸ線管中心軸Ｏからラインフォーカス側のＸ線放射窓8aまでの距離とポイントフォーカス側のＸ線放射窓8bまでの距離とは同じ距離になっている。
ところで、Ｘ線回折装置などでは、Ｘ線管１から放射されたＸ線を集光するための光学素子がＸ線放射窓8aあるいはＸ線放射窓8aの外側に配置されるが、この光学素子は、集光効率を良くするうえで、陽極７の焦点９にできるだけ近付けて配置することが好ましい。特に、ラインフォーカス側のＸ線を使用するときには、陽極７の焦点９（Ｘ線管中心軸Ｏ）からラインフォーカス側のＸ線放射窓8aまでの距離が比較的長いため、光学素子による集光効率を十分良くすることができない。
特開２００６−２７８２１６号公報（第４頁、図１−２）
従来のＸ線管１では、陰極電子銃６と金属外囲器４との間の電気的絶縁距離の制約によって、Ｘ線管中心軸Ｏからラインフォーカス側のＸ線放射窓8aまでの距離とポイントフォーカス側のＸ線放射窓8bまでの距離とが同じ距離になっており、Ｘ線管中心軸Ｏからラインフォーカス側のＸ線放射窓8aまでの距離を、Ｘ線管中心軸Ｏからポイントフォーカス側のＸ線放射窓8bまでの距離より短くすることはできなかった。
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、フィラメントコイルの長手方向に対して直角な方向におけるＸ線管中心軸からＸ線放射窓までの距離を短くできるＸ線管を提供することを目的とする。
本発明は、真空外囲器と、この真空外囲器内に設けられ、Ｘ線管中心軸を中心にそのＸ線管中心軸に対して直交する方向を長手方向として配置されるフィラメントコイルを有する陰極電子銃と、前記真空外囲器内に、前記Ｘ線管中心軸上で前記フィラメントコイルに対向して設けられた陽極と、前記フィラメントコイルの長手方向に対して直角な方向における前記真空外囲器の壁部に、前記陽極に臨んで設けられたＸ線放射窓とを具備し、前記フィラメントコイルの長手方向に対して直角な方向における前記Ｘ線管中心軸から前記陰極電子銃の外側面までの距離が、前記フィラメントコイルの長手方向における前記Ｘ線管中心軸から前記陰極電子銃の外側面までの距離よりも短く、前記フィラメントコイルの長手方向に対して直角な方向における前記Ｘ線管中心軸から前記Ｘ線放射窓が設けられた前記真空外囲器の壁部までの距離が、前記フィラメントコイルの長手方向における前記Ｘ線管中心軸から前記真空外囲器の壁部までの距離よりも短いものである。
また、本発明は、真空外囲器と、この真空外囲器内に設けられ、Ｘ線管中心軸を中心にそのＸ線管中心軸に対して直交する方向を長手方向として配置されるフィラメントコイルを有する陰極電子銃と、前記真空外囲器内に、前記Ｘ線管中心軸上で前記フィラメントコイルに対向して設けられた陽極と、前記フィラメントコイルの長手方向における前記真空外囲器の壁部、および前記フィラメントコイルの長手方向に対して直角な方向における前記真空外囲器の壁部に、それぞれ前記陽極に臨んで設けられたＸ線放射窓とを具備し、前記フィラメントコイルの長手方向に対して直角な方向における前記Ｘ線管中心軸から前記陰極電子銃の外側面までの距離が、前記フィラメントコイルの長手方向における前記Ｘ線管中心軸から前記陰極電子銃の外側面までの距離よりも短く、前記フィラメントコイルの長手方向に対して直角な方向における前記Ｘ線管中心軸から前記Ｘ線放射窓までの距離が、前記フィラメントコイルの長手方向における前記Ｘ線管中心軸から前記Ｘ線放射窓までの距離よりも短いものである。
本発明によれば、フィラメントコイルの長手方向に対して直角な方向におけるＸ線管中心軸から陰極電子銃の外側面までの距離を、フィラメントコイルの長手方向におけるＸ線管中心軸から陰極電子銃の外側面までの距離よりも短くしたため、フィラメントコイルの長手方向に対して直角な方向におけるＸ線管中心軸からＸ線放射窓までの距離を、フィラメントコイルの長手方向におけるＸ線管中心軸からＸ線放射窓までの距離よりも短くできる。
以下、本発明の一実施の形態を、図１を参照して説明する。
図１(a)はＸ線管のラインフォーカス側にＸ線を放射する断面図であって、フィラメントコイルの長手方向から見た断面図であり、図１(b)は図１(a)の矢印Ａ方向から見たＸ線管の断面図である。
Ｘ線管11は、内部を真空とする真空外囲器12を有し、この真空外囲器12は一端側の絶縁外囲器13と他端側の金属外囲器14とが接続されて構成されている。
真空外囲器12内には、絶縁外囲器13に、Ｘ線管中心軸Ｏを中心にそのＸ線管中心軸Ｏに対して直交する方向を長手方向として配置される電子放出源のフィラメントコイル15を有する陰極電子銃16が支持され、また、金属外囲器14に、Ｘ線管中心軸Ｏ上でフィラメントコイル15に対向して陽極17が支持されている。絶縁外囲器13は、高電圧レセプタクルの機能を有し、また、金属外囲器14および陽極17は接地電位となる。
金属外囲器14の周囲には、フィラメントコイル15の長手方向に対して直角な方向における金属外囲器14の一側の壁部に、所謂ラインフォーカスと呼ばれているフィラメントコイル15の長手方向に対して直角な方向に放出されるＸ線を取り出すＸ線放射窓20aが陽極17に臨んで配設され、また、フィラメントコイル15の長手方向における金属外囲器14の一側の壁部に、所謂ポイントフォーカスと呼ばれているフィラメントコイル15の長手方向に放出されるＸ線を取り出すＸ線放射窓20bが陽極17に臨んで配設されている。
また、陰極電子銃16は、フィラメントコイル15から放出する電子の集束に必要な大きさに形成されたものであり、フィラメントコイル15の長手方向に対して直角な方向における陰極電子銃16の外側面がフィラメントコイル15の長手方向と平行な平面で、フィラメントコイル15の長手方向側が長辺となるとともにフィラメントコイル15の長手方向に対して直角な方向側が短辺となるように概略四角形に形成されている。
すなわち、フィラメントコイル15の長手方向に対して直角な方向における陽極17のＸ線発生源である焦点21の中心つまりＸ線管中心軸Ｏから陰極電子銃16の外側面までの距離L1が、フィラメントコイル15の長手方向におけるＸ線管中心軸Ｏから陰極電子銃16の外側面までの距離P1よりも短く形成されている。
また、金属外囲器14の内壁面は、陰極電子銃16との電気的絶縁距離を保つため、陰極電子銃16の外側面形状と同様に、フィラメントコイル15の長手方向に対して直角な方向における金属外囲器14の内壁部が、フィラメントコイル15の長手方向と平行な平面で、フィラメントコイル15の長手方向側が長辺となるとともにフィラメントコイル15の長手方向に対して直角な方向側が短辺となるように概略四角形に形成されている。フィラメントコイル15の長手方向に対して直角な方向におけるＸ線放射窓20aが設けられた金属外囲器14の一側の壁部は、フィラメントコイル15の長手方向と平行な平面に形成されている。
すなわち、フィラメントコイル15の長手方向に対して直角な方向におけるＸ線管中心軸ＯからＸ線放射窓20aが設けられた金属外囲器14の内壁部までの距離L2が、フィラメントコイル15の長手方向におけるＸ線管中心軸Ｏから金属外囲器14の内壁部までの距離P2よりも短く形成されている。
したがって、フィラメントコイル15の長手方向に対して直角な方向におけるＸ線管中心軸ＯからＸ線放射窓20aまでの距離L3が、フィラメントコイル15の長手方向におけるＸ線管中心軸ＯからＸ線放射窓20bまでの距離P3よりも短く形成されている。
このように、Ｘ線管中心軸Ｏからラインフォーカス側の陰極電子銃16の外側面までの距離L1を、Ｘ線管中心軸Ｏからポイントフォーカス側の陰極電子銃16の外側面までの距離P1よりも短くしたため、Ｘ線管中心軸Ｏからラインフォーカス側のＸ線放射窓20aまでの距離L3を、Ｘ線管中心軸Ｏからポイントフォーカス側のＸ線放射窓20bまでの距離P3よりも短くできる。
このため、Ｘ線管11をＸ線回析装置に用いた場合には、ラインフォーカス側のＸ線を使用するとき、Ｘ線を集光するための光学素子をＸ線管11の焦点21に近い位置に配置することができ、Ｘ線の集光効率を良くすることができる。
なお、Ｘ線管11としては、ラインフォーカス側のＸ線放射窓20aのみが設けられたＸ線管や、ラインフォーカス側のＸ線放射窓20aおよびポイントフォーカス側のＸ線放射窓20bがそれぞれ両側に設けられたＸ線管にも適用できる。
本発明の一実施の形態を示すＸ線管であり、(a)はラインフォーカス側にＸ線を放射する断面図、(b)は(a)の矢印Ａ方向から見た断面図である。 従来のＸ線管であり、(a)はラインフォーカス側にＸ線を放射する断面図、(b)は(a)の矢印Ｂ方向から見た断面図である。
符号の説明
11 Ｘ線管
12 真空外囲器
13 絶縁外囲器
15 フィラメントコイル
16 陰極電子銃
17 陽極
20a，20b Ｘ線放射窓
Ｏ Ｘ線管中心軸

Claims (4)

  1. 真空外囲器と、
    この真空外囲器内に設けられ、Ｘ線管中心軸を中心にそのＸ線管中心軸に対して直交する方向を長手方向として配置されるフィラメントコイルを有する陰極電子銃と、
    前記真空外囲器内に、前記Ｘ線管中心軸上で前記フィラメントコイルに対向して設けられた陽極と、
    前記フィラメントコイルの長手方向に対して直角な方向における前記真空外囲器の壁部に、前記陽極に臨んで設けられたＸ線放射窓と
    を具備し、
    前記フィラメントコイルの長手方向に対して直角な方向における前記Ｘ線管中心軸から前記陰極電子銃の外側面までの距離が、前記フィラメントコイルの長手方向における前記Ｘ線管中心軸から前記陰極電子銃の外側面までの距離よりも短く、
    前記フィラメントコイルの長手方向に対して直角な方向における前記Ｘ線管中心軸から前記Ｘ線放射窓が設けられた前記真空外囲器の壁部までの距離が、前記フィラメントコイルの長手方向における前記Ｘ線管中心軸から前記真空外囲器の壁部までの距離よりも短い
    ことを特徴とするＸ線管。
  2. 真空外囲器と、
    この真空外囲器内に設けられ、Ｘ線管中心軸を中心にそのＸ線管中心軸に対して直交する方向を長手方向として配置されるフィラメントコイルを有する陰極電子銃と、
    前記真空外囲器内に、前記Ｘ線管中心軸上で前記フィラメントコイルに対向して設けられた陽極と、
    前記フィラメントコイルの長手方向における前記真空外囲器の壁部、および前記フィラメントコイルの長手方向に対して直角な方向における前記真空外囲器の壁部に、それぞれ前記陽極に臨んで設けられたＸ線放射窓と
    を具備し、
    前記フィラメントコイルの長手方向に対して直角な方向における前記Ｘ線管中心軸から前記陰極電子銃の外側面までの距離が、前記フィラメントコイルの長手方向における前記Ｘ線管中心軸から前記陰極電子銃の外側面までの距離よりも短く、
    前記フィラメントコイルの長手方向に対して直角な方向における前記Ｘ線管中心軸から前記Ｘ線放射窓までの距離が、前記フィラメントコイルの長手方向における前記Ｘ線管中心軸から前記Ｘ線放射窓までの距離よりも短い
    ことを特徴とするＸ線管。
  3. フィラメントコイルの長手方向に対して直角な方向における陰極電子銃の外側面が、フィラメントコイルの長手方向と平行な平面に形成され、
    フィラメントコイルの長手方向に対して直角な方向における真空外囲器の壁部が、フィラメントコイルの長手方向と平行な平面に形成されている
    ことを特徴とする請求項１または２記載のＸ線管。
  4. 真空外囲器の一部に、高電圧レセプタクルの機能を有する絶縁外囲器が設けられている
    ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載のＸ線管。
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