JP2013206633A - 電子銃、x線発生装置及びx線測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電子を放出する陰極29と、電子を通過させるための第1の孔22を備えた第1ウエネルト電極16と、陰極29及び第1の孔22に対して所定位置に配置された第2の孔42を備えており前記第1ウエネルト電極16よりも陰極29に近い位置に設けられた第2ウエネルト電極23と、陰極29及び第2ウエネルト電極23は1つの組立体である陰極ユニット17内に含まれていて一体になっており、陰極ユニット17は第1ウエネルト電極16に対して着脱可能である。陰極29の交換は、陰極ユニット17を第1ウエネルト電極16から取り外し、さらに陰極ユニット17をウエネルトカバー13の外に出してから行うことができる。このため、陰極29のエミッタ37を第2の孔42に対して正確に位置出しできる。
【選択図】図5
Description
この構成により、電子銃を小型に形成することができ、しかも電力(すなわち、電圧及び電流)を受け取るための構成を小型で安定した構造にすることができる。
このX線発生装置によれば、電子銃の交換及び電子銃内の陰極の交換を容易に行うことができ、しかも電子銃の構成要素である陰極を常にX線発生装置内の所望の位置に正確に置くことができる。
このX線測定装置によれば、X線発生装置の構成要素である電子銃の交換及び電子銃内の陰極の交換を容易に行うことができ、しかも電子銃の構成要素である陰極を常にX線発生装置内の所望の位置に正確に置くことができる。このため、異なる種類のX線を用いて複数種類の測定を行うことが要求される場合に、その要求に容易に対応できる。
図1は本発明に係るX線発生装置の外観を示す斜視図である。図2は図1におけるA−A線に従った平面断面図である。図3は図1及び図2におけるB−B線に従った縦断面図である。図4は図2の要部を拡大して示す図である。
図3及び図4において、電子銃4は、電子発生部12と、ウエネルトカバー13と、ウエネルトカバー13と一体である取付部14とを有している。電子発生部12は、図5に示すように、第1ウエネルト電極16と、陰極ユニット17とを有している。陰極ユニット17は、ネジ18(例えば、直径2.6mmの6角孔付ボルト)によって第1ウエネルト電極16に固定されている。第1ウエネルト電極16はネジ19(例えば、直径2.6mmの6角孔付ボルト)によってウエネルトカバー13に固定されている。
なお、陰極29の形状は、供給される電流や、必要とされる発熱量に応じて、図8に示す形状以外の適宜の形状とすることができる。
図2及び図3から理解されるように、回転対陰極6は円盤形状に形成されている。回転対陰極6の外周表面は、希望する波長のX線を発生できる材料によって形成されている。例えば、CuKα線を希望する場合には、Cu(銅)によって形成される。また、回転対陰極6の外周表面は、Cr(クロム)又はW(タングステン)とすることもできる。
図3において、ケーシング3の上部に電圧供給部46が設けられている。この電圧供給部46に電力ケーブル47が接続されており、図示しない高電圧発生源から電力ケーブル47を通して図5の外部端子33へ電圧及び電流が供給される。これにより、電子銃4の電子発生部12へ高電圧及び高電流が供給される。
図3において、陰極29を含んでいる電子銃4はケーシング3内に設けられた陰極収容空間K1内に収容されている。また、回転対陰極6はケーシング3内に設けられた対陰極収容空間K2内に収容されている。陰極収容空間K1と対陰極収容空間K2は互いにつながっている。陰極29の寿命を長くしたり、対陰極6の表面の汚染を防いだりするため、陰極収容空間K1及び対陰極収容空間K2は真空状態又はそれに近い減圧状態(以下、単に真空状態という)になるように排気される。以下、この排気系について説明する。
図3において、ケーシング3の端部に電子銃4の支持装置53が設けられている。この支持装置53は、セラミックによって形成されたガイシ54と、ガイシ54の上に固定された台座56とを有している。電子銃4の取付部14は、ネジ等といった固定具によって台座56の上に固定されている。電子銃4は、電子銃4以外の他の部材に取り付けられてX線発生装置1の内部の所定位置に設置されるのであるが、本実施形態では、台座56がそのような他の部材として機能している。台座56への取付部14の固定は、ネジ以外の任意の固定手段を用いて行っても良い。
図2のモノクロメータ9はX線焦点Fから出た複数種類の波長のX線を含むX線を単色化する。すなわち、モノクロメータ9は複数種類の波長のX線から特定波長のX線を選択的に取り出す。本実施形態においてモノクロメータ9は、いわゆるサイド・バイ・サイド構造の多層膜ミラーによって構成されている。このような多層膜ミラーは、例えば株式会社リガク製のマックス・フラックス(登録商標)を用いることができる。サイド・バイ・サイドの多層膜ミラーは、例えば図13に示すように、それぞれが湾曲したX線反射面58a,58bを有した2つの多層膜ミラー59a,59bを互いに直角に配置した構成となっている。
本実施形態において、電子銃4、ケーシング3等に関する形状及び寸法は、図4において、次のように設定されている。なお、各寸法は許容誤差を含んだ概略の値である。
電子銃4のウエネルトカバー13の幅W10=10mm、
回転対陰極6の幅W11=10mm、
電子銃4のウエネルトカバー13とケーシング3の壁の内面との距離W12=9.5mm、
電子銃4の取付部14とケーシング3の壁の内面との距離W22=15mm、
回転対陰極6の面平行方向の中心線X2からX線処理要素であるモノクロメータ9の先端までの距離W14=30mm、
である。
また、本実施形態における狭幅部分を含めた陰極収容空間K1の全体の幅を符号W31で示すように広くして、陰極収容空間K1の狭幅部分を無くすこともできる。
本実施形態のX線発生装置1は以上のように構成されているので、図3において、排気通路51、ターボ分子ポンプ52、及び図示しないロータリーポンプを含む排気装置の働きにより、陰極収容空間K1及び対陰極収容空間K2の内部が真空状態に設定される。その後、フィラメント29に通電が成されると、そのフィラメント29が発熱してエミッタ37から電子が放出される。放出された電子は、図11の第1ウエネルト電極16及び第2ウエネルト電極23によって進行方向を制御されながら、図2の回転対陰極6の外周面に衝突してX線焦点Fを形成する。そして、このX線焦点FからX線が空間の全方位に出射する。
陰極29の形状は、図8に示した形状に限られず、必要に応じた形状とすることができる。例えば、図8の実施形態では、迂回形状部分39においてZ1〜Z5の5つの迂回形状を形成したが、迂回形状の個数をより少なく、又はより多くすることができる。図14は変形例に係る陰極69を示している。この陰極69はZ1〜Z3の3個の迂回形状を持っている。なお、図14と図8とで同じ部材は同じ符号を用いて示している。
(1)電極軸26a,26bを支持するための電極軸支持部材としてのブラケット64が断面L字形状の部材ではなく、直方体部材の角部を面取りした形状の部材であること、
(2)図7で示したようなネジ25でブラケット64を第2ウエネルト電極23に固定するのではなく、部分Mの所で溶接によってそれらを固着して一体にしている。図15と図7とで同じ部材は同じ符号を用いて示している。
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。
Claims (9)
- 電子を放出する陰極と、
電子を通過させるための第1の孔を備えた第1ウエネルト電極と、
前記陰極及び前記第1の孔に対して所定位置に配置された第2の孔を備えており前記第1ウエネルト電極よりも前記陰極に近い位置に設けられた第2ウエネルト電極と、
前記陰極及び前記第2ウエネルト電極は1つの組立体内に含まれていて一体になっており、
前記組立体は前記第1ウエネルト電極に対して着脱可能である
ことを特徴とする電子銃。 - 前記第1ウエネルト電極の第1の孔の開口面積は前記第2ウエネルト電極の第2の孔の開口面積よりも大きいことを特徴とする請求項1記載の電子銃。
- 前記陰極は、発熱するヒータ部と、前記ヒータ部によって加熱されて電子を放出するエミッタとを有しており、
前記エミッタは前記第2ウエネルト電極の第2の孔に挿入されている
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の電子銃。 - 前記第2ウエネルト電極の電子放出面は長方形状であり、
前記組立体は、第2ウエネルト電極における電子放出面の反対側に設けられた電極軸支持部材と、当該電極軸支持部材によって支持されて前記電子放出面に沿って延在している電極軸とを有しており、
前記陰極が前記電極軸に固定された状態で前記陰極のエミッタが前記第2ウエネルト電極の第2の孔に対する所定位置に配置される
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の電子銃。 - 前記陰極は前記電極軸の一端にネジによって固定されていることを特徴とする請求項4記載の電子銃。
- 前記電極軸の他端に端子ブロックが設けられており、当該端子ブロックに電力供給系の端子が取外し可能に接続されることを特徴とする請求項4又は請求項5記載の電子銃。
- 前記組立体及び前記第1ウエネルト電極を覆うウエネルトカバーと、当該ウエネルトカバーに固定された取付部とを有しており、前記取付部が他の部材に取り付けられることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1つに記載の電子銃。
- 電子銃と、これに対向している対陰極とを有するX線発生装置において、
前記電子銃は請求項1から請求項7のいずれか1つに記載の電子銃であり、
当該電子銃は前記対陰極に対する所定位置に対して着脱可能である
ことを特徴とするX線発生装置。 - X線発生装置で発生したX線を試料に照射し、当該試料で発生したX線をX線検出器によって検出するX線測定装置において、
前記X線発生装置は請求項8記載のX線発生装置である
ことを特徴とするX線測定装置。
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