JP2015173045A - Radiation tube, and radiation generator and radiography system using the radiation tube - Google Patents
Radiation tube, and radiation generator and radiography system using the radiation tube Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015173045A JP2015173045A JP2014048351A JP2014048351A JP2015173045A JP 2015173045 A JP2015173045 A JP 2015173045A JP 2014048351 A JP2014048351 A JP 2014048351A JP 2014048351 A JP2014048351 A JP 2014048351A JP 2015173045 A JP2015173045 A JP 2015173045A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- radiation
- tube
- envelope
- neg
- evaporable getter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、医療機器分野における診断応用及び産業機器分野における非破壊放射線撮影等に適用される放射線管と、該放射線管を用いた放射線発生装置、放射線撮影システムに関する。 The present invention relates to a radiation tube applied to diagnostic applications in the field of medical equipment and non-destructive radiography in the field of industrial equipment, a radiation generator using the radiation tube, and a radiation imaging system.
放射線発生装置においては、その耐久性を高め、省メンテナンス化を向上させることが求められている。放射線発生装置の耐久性を決定する主たる要因の一つとして、放射線管の内部雰囲気の低下が挙げられる。放射線管の容器内の真空度を維持する方法として、非蒸発型ゲッタ(NEG)を容器内に設ける方法が公知である。NEGは、真空雰囲気下で加熱することにより活性化され、容器内に存在するガスを排気する作用を発現する。蒸発型ゲッタのように、不要な範囲へのゲッタ物質の飛散、蒸着を防ぐための特別な構成をとる必要がない点で、NEGは、放射線管の小型化において好ましいゲッタの形態である。特許文献1には、放射線管の陽極を構成する部材又は陰極のベース部材に固定した後、加熱することにより活性化して使用するNEGが開示されている。
In a radiation generating apparatus, it is required to improve durability and improve maintenance. One of the main factors that determine the durability of the radiation generator is a decrease in the internal atmosphere of the radiation tube. As a method for maintaining the degree of vacuum in the radiation tube container, a method of providing a non-evaporable getter (NEG) in the container is known. NEG is activated by heating in a vacuum atmosphere, and expresses the action of exhausting the gas present in the container. NEG is a preferred form of getter in the downsizing of a radiation tube in that it does not require a special configuration for preventing getter material from being scattered and deposited in an unnecessary range unlike an evaporation type getter.
しかしながら、放射線管の作製時や使用時の高温化といった熱サイクルがかかった場合に、NEGと該NEGが取り付けられている部材との界面での剥がれやNEGのチッピング(欠け)が発生する場合があった。これはNEGと部材間の熱膨張率等物性差に起因する熱応力によるものであり、このようなNEGの剥がれやチッピングは放射線管内において夾雑物として放射線発生に影響を及ぼす恐れがある。 However, when a thermal cycle such as a high temperature during the production or use of the radiation tube is applied, peeling at the interface between the NEG and the member to which the NEG is attached or chipping (chip) of the NEG may occur. there were. This is due to thermal stress caused by physical properties such as the coefficient of thermal expansion between the NEG and the member. Such peeling or chipping of the NEG may affect radiation generation as a contaminant in the radiation tube.
本発明の課題は、放射線管において、その作製時や使用時に高温になった場合でも、NEGとこれが取り付けられている部材との間の物性差に起因して発生する熱応力を緩和し、該熱応力によるNEGの剥がれやチッピングを防止することにある。さらに、該放射線管を用いて信頼性の高い放射線発生装置及び放射線撮影システムを提供することにある。 An object of the present invention is to alleviate a thermal stress generated due to a difference in physical properties between NEG and a member to which the NEG is attached even when the radiation tube is heated at the time of production or use. The purpose is to prevent peeling and chipping of NEG due to thermal stress. Another object of the present invention is to provide a highly reliable radiation generating apparatus and radiation imaging system using the radiation tube.
本発明の第1は、管状の絶縁管と、前記絶縁管の一端に取り付けられた陰極と、前記絶縁管の他端に取り付けられた陽極とからなる外囲器を備え、前記外囲器の内側に非蒸発型ゲッタが取り付けられた放射線管であって、
前記非蒸発型ゲッタが、最大高さ粗さRzが0.1μm以上500μm以下の取り付け面に固定されていることを特徴とする。
A first aspect of the present invention includes an envelope including a tubular insulating tube, a cathode attached to one end of the insulating tube, and an anode attached to the other end of the insulating tube, A radiation tube with a non-evaporable getter attached inside,
The non-evaporable getter is fixed to a mounting surface having a maximum height roughness Rz of 0.1 μm or more and 500 μm or less.
本発明の第2は、放射線発生管と、
前記放射線発生管を収容し、前記放射線発生管から生じる放射線を取り出すための放射線放出窓を有する収納容器と、を備え、
前記収納容器の内部の余剰空間が絶縁性流体で満たされていることを特徴とする放射線発生装置である。
A second aspect of the present invention is a radiation generating tube,
A storage container that contains the radiation generating tube and has a radiation emission window for taking out radiation generated from the radiation generating tube;
The radiation generator is characterized in that an extra space inside the storage container is filled with an insulating fluid.
本発明の第3は、放射線発生装置と、
前記放射線発生管から放出され、被検体を透過した放射線を検出する放射線検出装置と
前記放射線発生装置と前記放射線検出装置とを連携制御する制御装置とを備えたことを特徴とする放射線撮影システムである。
A third aspect of the present invention is a radiation generator,
A radiation imaging system comprising: a radiation detection device that detects radiation emitted from the radiation generation tube and transmitted through a subject; and a control device that controls the radiation generation device and the radiation detection device in a coordinated manner. is there.
本発明によれば、NEGを取り付ける取り付け面を粗面とすることにより、熱応力が発生した場合でも、該熱応力を緩和してNEGの剥がれやチッピングが抑制される。また、NEGの取り付けに接着剤を用いている場合には、取り付け面からNEGへの熱伝導性が向上し、加熱によるNEGの活性化を効率よく行うことができる。よって、本発明によれば、信頼性の高い放射線管及び該放射線管を用いた信頼性の高い放射線発生装置及び放射線撮影システムが提供される。 According to the present invention, the mounting surface to which the NEG is attached is roughened, so that even when thermal stress is generated, the thermal stress is relaxed and the peeling or chipping of the NEG is suppressed. Further, when an adhesive is used for attaching the NEG, the thermal conductivity from the attachment surface to the NEG is improved, and the activation of the NEG by heating can be performed efficiently. Therefore, according to the present invention, a highly reliable radiation tube, and a highly reliable radiation generating apparatus and radiation imaging system using the radiation tube are provided.
本発明の放射線管の構成上の特徴は、非蒸発型ゲッタ(NEG)を取り付ける面を粗面とすることにある。以下に好ましい実施形態を挙げて本発明を詳細に説明する。図1は本発明の放射線管の好ましい一実施形態の構成を示す図であり、絶縁管の管軸に沿った方向の断面図である。また、図2は図1の放射線管を用いた放射線発生装置の好ましい一実施形態の構成を示す図であり、絶縁管の管軸に沿った方向の断面図である。さらに、図3は図2の放射線発生装置を用いた放射線撮影システムの構成を示すブロック図である。 A characteristic feature of the radiation tube of the present invention is that a surface on which a non-evaporable getter (NEG) is attached is a rough surface. The present invention will be described in detail below with reference to preferred embodiments. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a preferred embodiment of the radiation tube of the present invention, and is a cross-sectional view in the direction along the tube axis of the insulating tube. FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a preferred embodiment of a radiation generator using the radiation tube of FIG. 1, and is a cross-sectional view in a direction along the tube axis of the insulating tube. Further, FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a radiation imaging system using the radiation generator of FIG.
〈放射線管〉
図1に示すように、本発明の放射線管1は、管状の絶縁管2と、該絶縁管2の一端に取り付けられた陰極3と、他端に取り付けられた陽極4とからなる外囲器を備え、該外囲器の内側、本実施形態においては陰極3の内面にNEG8が取り付けられている。また、陰極3には電子放出源5が、陽極4にはターゲット7がそれぞれ接続されている。陰極3と陽極4は絶縁管2を介して対向するように配置され、絶縁管2と陰極3及び陽極4の固定は、ろう付け、溶接、接着剤等が用いられる。尚、本実施形態においては、透過型の放射線管を例示したが、本発明は反射型の放射線管にも好ましく適用される。
<Radiation tube>
As shown in FIG. 1, a
絶縁管2は筒状で強度と絶縁性を有するガラス、セラミックスなどが用いられる。陰極3及び陽極4には絶縁管2との接着が容易な金属が用いられる。例えば銅やアルミニウム又は合金のコバールでもよい。尚、絶縁管2は円管が好ましく用いられるが、本発明においては特に限定されない。陽極3、陰極4の材料としては、コバール、鉄鋼、合金鋼、SUS材、又はAu、Ag、Cu、Ti、Mn、Mo、Ni等の金属、それらの合金等が挙げられる。
The
電子放出源5の電子放出機構としては、放射線管1の外部から電子放出量を制御可能な電子源であれば良く、例えばタングステンフィラメント、含浸型カソードのような熱陰極や、カーボンナノチューブ等の冷陰極を用いることができる。電子放出源5は、電子線9のビーム径及び電子電流密度、オン・オフタイミング等の制御を目的として、不図示のグリッド電極、静電レンズ電極を備えることが可能である。
The electron emission mechanism of the electron emission source 5 may be any electron source that can control the amount of electron emission from the outside of the
本実施形態において、ターゲット7は放射線透過性の支持基板7aの内側、即ち電子放出源5側に電子線9の照射によって放射線を放出するターゲット層7bが配置されている。ターゲット層7bは、高い原子番号、高融点、高比重の金属元素タンタル、モリブデン、タングステン等を、ターゲット金属として含有する。支持基板7aは、放射線の透過性が高く、熱伝導が良い材料が好ましく、例えば、ダイヤモンド、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化アルミ、グラファイト、ベリリウム等を用いることができる。特に、ダイヤモンドは、他の材料に比べて熱伝導性が極めて大きく、放射線の透過性も高く、好適である。
In the present embodiment, the target 7 is provided with a
電子放出源5から放出された電子線9は、不図示の高圧電源より陰極3と陽極4との間に印加された電圧によって加速され、陽極4に取り付けられたターゲット7に衝突し、ターゲット層7bより放射線10が放出される。尚、電子線9に含まれる電子は、陰極3と陽極4とに挟まれた放射線管1の内部空間に形成された加速電界により、ターゲット層7bで放射線を発生させるために必要な入射エネルギーまで加速される。
The
本実施形態においては、ターゲット7は遮蔽部材6に取り付けられている。遮蔽部材6は、ターゲット7の支持基板7aの外周を取り囲み、放射線放出側(放射線管1の外側)に突出する部材である。即ち、遮蔽部材6は両端が開口した通路を有しており、該通路の電子放出源5側の端部もしくは途中にターゲット7を設置する。遮蔽部材6の通路は、ターゲット7よりも電子放出源5側においては、電子線9をターゲット層7bの電子線照射領域に導くための通路となり、反対側は放射線10を放射線管1の外部に導くための通路となる。
In the present embodiment, the target 7 is attached to the shielding member 6. The shielding member 6 is a member that surrounds the outer periphery of the
遮蔽部材6は、放射線を遮蔽する部材であり、ターゲット層7bから放出される放射線のうち不要な放射線は該遮蔽部材6によって遮蔽され、必要な放射線10のみが先述した通路を経て、放射線管1の外部に放出されることになる。遮蔽部材6は、また、放熱体としての機能を有する。電子線9がターゲット7に照射されることで発生した熱は遮蔽部材6を通じて外部へ放熱される。遮蔽部材6を構成する材料は、放射線の遮蔽部材としての観点からは放射線の吸収率が高いものが好ましく、放熱体としての観点からは熱伝導率の高いものが好ましい。例えば、タンタル、モリブデン等の金属材料を用いることができる。また、これらの放射線吸収率の高い材料と更に熱伝導率の高い材料(例えば銅やアルミニウム)との組み合わせで構成することも可能である。
The shielding member 6 is a member that shields radiation, and unnecessary radiation out of the radiation emitted from the
尚、ターゲット7は、遮蔽部材6により、或いは遮蔽部材6を介して陽極4により電位が設定される。よって、本発明においては、係る遮蔽部材6も陽極4の一部であると言える。従って、本発明においてNEG8を取り付ける部材としての陽極4には係る遮蔽部材6も含まれる。
The potential of the target 7 is set by the shielding member 6 or by the anode 4 through the shielding member 6. Therefore, in the present invention, it can be said that the shielding member 6 is also a part of the anode 4. Accordingly, the shielding member 6 is also included in the anode 4 as a member for attaching the
放射線管1の内部空間は、電子線9の平均自由行程を確保することを目的として、真空となっている。放射線管1の内部の真空度は、1×10-4Pa以下であることが好ましく、電子放出源5の寿命の観点からは、1×10-6Pa以下であることがより一層好ましい。
The internal space of the
放射線管1の内部空間は、不図示の排気管及び真空ポンプを用いて真空排気した後、係る排気管を封止することにより真空とすることが可能である。また、本発明においては、放射線管1の内部空間に、真空度の維持を目的としてNEG8が配置される。そして本発明において、NEG8が取り付けられる部材の取り付け面が最大高さ粗さRz(JIS B0601 ‘2001)で、0.1μm以上500μm以下の粗面であることを特徴とする。図1の実施形態においては、NEG8が陰極3の内面に取り付けられているため、上記取り付け面は陰極3内面の、少なくともNEG8が取り付けられた領域である。
The internal space of the
本発明に係るNEG8の取り付け方法としては、接着剤によって直接外囲器内面に取り付ける方法と、固定部材を用いる方法がある。図4に具体例を示す。図4(a)乃至(f)はいずれも陰極3にNEG8を取り付けた例を示し、陰極3の厚さ方向の断面模式図である。図4(a)は、接着剤41を介してNEG8を陰極3の内面に取り付けた例であり、図4(b)は、NEG8の、陰極3内面側の端部の外周に接着剤41を配置して、該NEG8を陰極3に固定した例であり、図4(c)は、(a)と(b)の併用である。また、図4(d)は、NEG8を接着剤41を介して固定部材42に固定し、該固定部材42を陰極3に取り付けた例であり、図4(e)は、陰極3に取り付けられた固定部材42によって、NEG8が加圧されて固定された例である。さらに、図4(f)は弾性部材からなる固定部材42にNEG8を嵌合して固定し、該固定部材42を陰極3に取り付けた例である。図4(a)乃至(c)及び(e)はNEG8の取り付け面が陰極3の内面であり、図4(d),(f)はNEG8の取り付け面が固定部材42の、NEG8に対向する面である。
As a method for attaching the
本発明において、NEG8の取り付け面を粗面とすることにより、該NEG8を活性化するための加熱工程や、放射線管1の使用時の高温状態において発生する熱応力が緩和される。図4(a)、(c)、(d)のように、接着剤41を介してNEG8が取り付け面に取り付けられている場合、取り付け面が粗面であることで、平滑面に比べて接着剤41の弾性により熱応力が局所的に分散して緩和される。また、図4(b)、(e)、(f)のように、NEG8が取り付け面に直接接している場合も、取り付け面が粗面であることで、平滑面に比べてNEG8と取り付け面の密着性が低く、NEG8が取り付け面に対して滑りやすく、熱応力が緩和される。よって、熱応力によるNEG8の剥離やチッピングが抑制される。
In the present invention, by making the mounting surface of the
また、図4(a)、(c)、(d)のように、接着剤41を介してNEG8が取り付け面に取り付けられている場合、取り付け面が粗面であることで、平滑面よりも接着剤41との接触面積が増大する。そのため、放射線管1の外側から加熱してNEG8を活性化する工程において、陰極3からNEG8への熱伝導性が向上し、効率よくNEG8を加熱して十分に活性化できるという効果も得られる。
Further, as shown in FIGS. 4A, 4C, and 4D, when the
本発明において、NEG8が取り付けられる取り付け面の粗面の程度は、最大高さ粗さRz(JIS B0601 ‘2001)で、0.1μm以上500μm以下であり、好ましくは0.8μm以上100μm以下である。最大高さ粗さが0.1μm未満では熱応力緩和効果が得られにくく、好ましくない。また最大高さ粗さが500μmを超えると、取り付け面とNEG8との間隙が広くなり、接着剤41を介さない取り付け形態においてNEG8の加熱による活性化の際に取り付け面からNEG8への熱伝導性が低下してしまい、好ましくない。また、接着剤41を介した形態でも、最大高さ粗さが500μmを超えると、接着剤層の厚さが厚くなり、該厚さ方向での熱伝導性が低下してしまい、好ましくない。取り付け面の粗面加工方法としては、フライス盤を利用した切削加工等を利用することができる。また、数μm以下の粗面を形成する際には研磨加工等を行なってもよい。
In the present invention, the degree of the rough surface of the mounting surface to which the
本発明で用いられるNEG8は、排気性能を上げるために多孔性でその表面は粗面となっている。具体的には焼結型ゲッタや焼結型ポーラスゲッタであり、最大高さ粗さRzが1μm乃至80μmである。NEG8は、外囲器の内部に向いて突出して接続されているため、放射線管1内で放出されたガスを効率よく吸着排気でき、管内雰囲気を高真空に維持することができる。前記したように、NEG8は、外囲器を構成する絶縁管2、陰極3、陽極4及び遮蔽部材6のいずれかに取り付けられるが、2箇所以上であってもよい。NEG8は外部からの加熱によって活性化されるため、外部から加熱しやすい位置に取り付けられることが好ましい。
The
図4(a)乃至(d)で用いられる接着剤41としては、外部からの熱を効率よくNEGに伝えるために熱伝導率が高いことが好ましい。そのため、接着剤は、熱伝導性材料を含有することが好ましく、該熱伝導性材料としては、銀、銅、金、ダイヤモンド、アルミニウム、シリコンカーバイド、窒化アルミニウム、グラファイトの群から選ばれた少なくとも一種であることが好ましい。接着剤としての熱伝導率は、熱伝導の点からは高いものほど好ましいが、実用的には0.5W/(m・K)以上の熱伝導率を有することが好ましい。 The adhesive 41 used in FIGS. 4A to 4D preferably has a high thermal conductivity in order to efficiently transmit heat from the outside to the NEG. Therefore, the adhesive preferably contains a heat conductive material, and the heat conductive material is at least one selected from the group of silver, copper, gold, diamond, aluminum, silicon carbide, aluminum nitride, and graphite. It is preferable that The heat conductivity as an adhesive is preferably higher from the point of heat conduction, but practically, it preferably has a heat conductivity of 0.5 W / (m · K) or more.
図4(d)、(e)、(f)で用いられる固定部材42としては、熱伝導率が高い方が好ましい。特に、図4(e)、(f)の場合には弾性部材であることが好ましく、板ばねや皿ばねに成形して用いられる。具体的には、SUS304(熱伝導率:16.3W/(m・K))、銅(熱伝導率:398W/(m・K))及び銅の合金が挙げられる。また、NEG8の活性化における加熱温度の自由度が高いという点で、耐熱性の高い部材も好ましい。具体的には、インコネル(登録商標)X−750(熱伝導率:12W/(m・K)、耐熱性:450℃)や窒化ケイ素(熱伝導率:27W/(m・K)、耐熱性:1000℃)が挙げられる。また、図4(d)では非弾性部材でも好ましく用いられ、具体的には、上記SUS304、銅及び銅合金、窒化ケイ素を板材で用いることができる。また、コバール(熱伝導率:17W/(m・K))やジルコニア(熱伝導率:2W/(m・K))、アルミナ(熱伝導率:30W/(m・K))なども用いられる。さらに、窒化アルミニウム(熱伝導率:150W/(m・K))、炭化ケイ素(熱伝導率:60W/(m・K))は熱伝導率が高く、好ましく用いられる。
As the fixing
図4(d)、(f)については、固定部材42にNEG8を取り付け、該固定部材42を溶接等により陰極3内面に取り付けることができ、直接NEG8を陰極3に取り付けるよりも工程数は増えるものの、作業性がよい。また、図4(d)乃至(f)は放射線管1内が接着剤41の溶剤成分等にさらされないため、好ましい。
4D and 4F, the
〈放射線発生装置〉
次に、本発明の放射線発生装置について、図2を用いて説明する。図2は、図1の放射線管1を用いた放射線発生装置の一実施形態の断面図である。本発明の放射線発生装置11は、放射線発生管1と、該放射線発生管1を収容し、該放射線発生管1から生じる放射線を取り出すための放射線放出窓14を有する収納容器12と、を備え、該収納容器12の内部の余剰空間が絶縁性流体15で満たされている。また、放射線発生装置11においては、収納容器12内に放射線管1を駆動するための駆動回路13を有していてもよい。
<Radiation generator>
Next, the radiation generator of this invention is demonstrated using FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of an embodiment of a radiation generator using the
駆動回路13により、陰極及び陽極の間に管電圧Vaが印加され、ターゲットと電子放出源との間に加速電界が形成される。ターゲット層の層厚と金属種とに対応して、管電圧Vaを適宜設定することにより、放射線の線種を選択することができる。
The
放射線管1及び駆動回路13を収納する収納容器12は、容器としての十分な強度を有し、かつ放熱性に優れたものが望ましく、その構成材料として、例えば真鍮、鉄、ステンレス等の金属材料が用いられる。また、絶縁性流体15は、電気絶縁性を有する流体、好ましくは液体で、収納容器12の内部の電気的絶縁性を維持する役割と、放射線管1の冷却媒体としての役割とを有する。絶縁性液体としては、鉱油、シリコーン油、パーフロオロ系オイル等の電気絶縁油を用いるのが好ましい。
The
〈放射線撮影システム〉
次に、図3を用いて、本発明の放射線撮影システムについて説明する。図3の放射線撮影システムは、図2の放射線発生装置を用いた一実施形態である。本発明の放射線撮影システムは、本発明の放射線発生装置11と、放射線発生管1から放出され、被検体24を透過した放射線を検出する放射線検出装置21と、放射線発生装置11と放射線検出装置21とを連携制御する制御装置22とを備えている。
<Radiation imaging system>
Next, the radiation imaging system of the present invention will be described with reference to FIG. The radiation imaging system of FIG. 3 is an embodiment using the radiation generator of FIG. The radiation imaging system of the present invention includes a
制御装置22は、放射線発生装置11と放射線検出器26とを統合制御する。駆動回路13は、制御装置22による制御の下に、放射線管1に各種の制御信号を出力する。駆動回路13は、本実施形態では収納容器12の内部に放射線管1とともに収納されているが、収納容器12の外部に配置しても良い。駆動回路13が出力する制御信号により、放射線発生装置11から放出される放射線10の放出状態が制御される。放射線発生装置11から放出された放射線10は、可動絞り16によりその照射範囲を調整されて放射線発生装置11の外部に放出され、被検体24を透過して検出器26で検出される。検出器26は、検出した放射線を画像信号に変換して信号処理部25に出力する。信号処理部25は、制御装置22による制御の下に、画像信号に所定の信号処理を施し、処理された画像信号を制御装置22に出力する。制御装置22は、処理された画像信号に基づいて、表示装置23に画像を表示させるための表示信号を表示装置23に出力する。表示装置23は、表示信号に基づく画像を、被検体24の撮影画像としてスクリーンに表示する。
The
放射線の代表例はX線であり、本発明の放射線発生管1、放射線発生装置11及び放射線撮影システムは、X線発生管、X線発生装置及びX線撮影システムとして利用することができる。X線撮影システムは、工業製品の非破壊検査や人体や動物の病理診断に用いることができる。
A representative example of radiation is X-ray, and the
(実施例1)
図1に示す構成の放射線発生管1を作製した。本例で放出される放射線はX線である。先ず、ターゲット5を作製するために、直径5mm、厚さ1mmのディスク形状の高圧合成ダイヤモンドを支持基板7aとして用意した。このダイヤモンド基板の一方の面上に、スパッタ法によりターゲット層7bとして直径3mm、厚さ6μmのタングステン膜をメタルマスクを使用して形成した。タングステン膜のパターン形成は本実施例ではメタルマスクを使用して行なったが、フォトリソグラフィを使用してもよいし、印刷法等を使用することも可能である。続いて、タングステンを加工した遮蔽部材6とターゲット9とをろう材としてBAg8(銀ろう)を使いろう付けにより一体化した。
Example 1
A
次に、含浸型の熱陰極を有する電子放出源5とコバール製の陰極3とを溶接により一体化した。続いて、図4(a)に示すような形態で、接着剤41を使用して陰極3に直径6mm、高さ3mmの円盤状のNEG60(SAES GETTERS S.P.A製、商品名:ST707、最大高さ粗さRz:10μm)を取り付けた。陰極3のNEG8と接着される面は、表面の最大高さ粗さRzが20μmとなるように、旋盤とフライス盤を用いた切削加工を施した。接着剤41としては、銀粒子を含有した高熱伝導性、高耐熱性の高真空対応の接着剤(AREMCO PRODUCTS INC,U.S.A製、商品名:パイロダクト597−A、熱伝導率:9.1W/(m/K))を使用した。尚、陰極3には不図示の銅パイプが取り付けられており、外面と内面とが連通されている。
Next, the electron emission source 5 having an impregnated type hot cathode and the Kovar cathode 3 were integrated by welding. Subsequently, in the form shown in FIG. 4A, a disc-shaped NEG60 (made by SAES GETTERS SPA, product name: ST707) having a diameter of 6 mm and a height of 3 mm is applied to the cathode 3 using the adhesive 41. And a maximum height roughness Rz: 10 μm). The surface bonded to the
次に、図1に示すように、コバール製の陽極4を、絶縁管2を介して含浸型の熱陰極を有する電子放出源5と対向させて、電子線9がターゲット7に照射されるように位置決めして、溶接することで固定した。尚、絶縁管2の両端には不図示のリング状の金属性の部材がロウ付けにより設けられており、陽極4、陰極3と溶接により接続固定することができるようにした。
Next, as shown in FIG. 1, the target 7 is irradiated with the
続いて、上記の陽極4、陰極3、絶縁管2を一体化した管を放射線管1とするための処理を行なった。先ず、陰極3に設けられている不図示の銅パイプを介して真空排気系に接続して、管内を5×10-4Paまで真空排気し、管外部からヒ−ターにより450℃に加熱して、管内を真空ベークした。この真空ベークには、放射線管1内の部材の脱ガスとNEG8の活性化の2つの役割がある。真空ベークすることで、放射線管1内の部材に吸着しているガスが脱ガスされ、放射線管1使用時の脱ガスを低減することができ、管内の真空度を高真空に維持することが容易になる。また、真空ベーク時には陰極3に取り付けられたNEG8も加熱され、NEG8が活性化され、NEG8の持っているガスの吸着能力を十分には発揮できる状態となる。真空ベーク工程に引き続いて、電子放出源5の活性化工程を行ない、最後に銅パイプを切断封止して放射線管1とした。
Then, the process for making the tube | pipe which integrated said anode 4, the cathode 3, and the insulating
引き続き、放射線管1の陰極3と陽極4とに対して駆動回路13を電気的に接続し、さらに、収納容器12の内部に、放射線管1と駆動回路13とを収納して、図2に示す構成の放射線発生装置11を作製した。
Subsequently, the
次に、放射線発生装置11の耐放電性能と陽極電流の安定性を評価するために、図5に示す評価系を準備した。図5の評価系は、放射線発生装置11の放射線放出窓14の1m前方の位置に線量計56が配置されている。線量計56は、測定制御装置53を介して駆動回路13に接続されることにより、放射線発生装置11の放射出力強度を測定可能となっている。本実施例の放射線発生装置11に対する駆動条件は、放射線管1の管電圧Vaを+110kVとし、ターゲット層7bに照射される電子線9の電流密度を20mA/mm2、電子照射期間を3秒と非照射期間を57秒とを交互に繰り返すパルス駆動とした。検出した陽極電流は、ターゲット層7bから接地電極52に流れる管電流を陽極電流として電流計測装置54で計測し、電子照射パルス幅期間の中央1秒間の平均値を採用した。また、電子照射のパルスの立ち上がり時間及び立ち下がり時間をどちらも0.1秒とした。陽極電流の安定性評価は、放射線出力開始から10時間経過後の陽極電流を、初期の陽極電流で規格化した保持率で評価した。また、本実施例の放射線管1は陽極接地とし、係る動作期間中に放射線管1の遮蔽部材6に0.1Hzで0.1Nの加重を印加して行われた。尚、陽極電流の安定性評価に際し、電子放出源5と不図示のゲート電極との間に流れるゲート電流を不図示の負帰還回路で変動が1%以内となるように安定化させた。本実施例の放射線発生装置1の陽極電流の保持率は、0.99であった。本実施例の放射線発生装置1は、長時間の駆動履歴を経た場合においても、顕著なX線出力の変動も認められず、安定した放射線出力強度が得られることが確認された。
Next, in order to evaluate the discharge resistance performance of the
(実施例2)
NEG8の取り付けを図4(e)に示す形態とし、陽極4の内面に固定した以外は実施例1と同様にして放射線管及び放射線発生装置を作製した。固定部材42としては、SUS304製のバネ材を使用し、陽極4の内面の取り付け面は最大高さ粗さRzが50μmとなるように、旋盤とフライス盤を用いた切削加工を施した。本実施例の放射線発生装置も、実施例1と同様に、長時間の駆動履歴を経た場合においても、顕著な放射線出力の変動も認められず、安定したX線出力強度が得られることが確認された。
(Example 2)
A radiation tube and a radiation generating device were produced in the same manner as in Example 1 except that the
(実施例3)
実施例1で作製した放射線発生装置を用いて、図3に示した構成の放射線撮影システムを作製したところ、長時間の使用に際しても安定したX線出力強度が得られる放射線発生装置を備えることにより、安定的にX線撮影画像を取得することができた。
(Example 3)
When the radiation imaging system having the configuration shown in FIG. 3 is manufactured using the radiation generator manufactured in Example 1, the radiation generator is provided with a stable X-ray output intensity even when used for a long time. X-ray images could be acquired stably.
1:放射線管、2:絶縁管、3:陰極、4:陽極、8:NEG、10:放射線、11:放射線発生装置、12:収納容器、14:放射線放出窓、15:絶縁性流体、41:接着剤、42:固定部材、24:被検体、21:放射線検出装置、22:制御装置 1: radiation tube, 2: insulation tube, 3: cathode, 4: anode, 8: NEG, 10: radiation, 11: radiation generator, 12: storage container, 14: radiation emission window, 15: insulating fluid, 41 : Adhesive, 42: Fixing member, 24: Subject, 21: Radiation detection device, 22: Control device
Claims (14)
前記非蒸発型ゲッタが、最大高さ粗さRzが0.1μm以上500μm以下の取り付け面に固定されていることを特徴とする放射線管。 An envelope comprising a tubular insulating tube, a cathode attached to one end of the insulating tube, and an anode attached to the other end of the insulating tube, and a non-evaporable getter inside the envelope An attached radiation tube,
The non-evaporable getter is fixed to a mounting surface having a maximum height roughness Rz of 0.1 μm or more and 500 μm or less.
前記放射線発生管を収容し、前記放射線発生管から生じる放射線を取り出すための放射線放出窓を有する収納容器と、を備え、
前記収納容器の内部の余剰空間が絶縁性流体で満たされていることを特徴とする放射線発生装置。 The radiation generating tube according to any one of claims 1 to 12,
A storage container that contains the radiation generating tube and has a radiation emission window for taking out radiation generated from the radiation generating tube;
A radiation generating apparatus, wherein an excess space inside the storage container is filled with an insulating fluid.
前記放射線発生管から放出され、被検体を透過した放射線を検出する放射線検出装置と
前記放射線発生装置と前記放射線検出装置とを連携制御する制御装置とを備えたことを特徴とする放射線撮影システム。 A radiation generator according to claim 13;
A radiation imaging system comprising: a radiation detection device that detects radiation emitted from the radiation generation tube and transmitted through a subject; and a control device that controls the radiation generation device and the radiation detection device in a coordinated manner.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014048351A JP2015173045A (en) | 2014-03-12 | 2014-03-12 | Radiation tube, and radiation generator and radiography system using the radiation tube |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014048351A JP2015173045A (en) | 2014-03-12 | 2014-03-12 | Radiation tube, and radiation generator and radiography system using the radiation tube |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015173045A true JP2015173045A (en) | 2015-10-01 |
Family
ID=54260256
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014048351A Pending JP2015173045A (en) | 2014-03-12 | 2014-03-12 | Radiation tube, and radiation generator and radiography system using the radiation tube |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015173045A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101742642B1 (en) * | 2016-10-07 | 2017-06-02 | 테크밸리 주식회사 | Cooling structure of x-ray tube having thermoelectric element |
WO2019083684A1 (en) * | 2017-10-26 | 2019-05-02 | Moxtek,Inc. | Tri-axis x-ray tube |
JP2022511708A (en) * | 2018-11-12 | 2022-02-01 | 北京大学 | On-chip miniature X-ray source and its manufacturing method |
-
2014
- 2014-03-12 JP JP2014048351A patent/JP2015173045A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101742642B1 (en) * | 2016-10-07 | 2017-06-02 | 테크밸리 주식회사 | Cooling structure of x-ray tube having thermoelectric element |
WO2019083684A1 (en) * | 2017-10-26 | 2019-05-02 | Moxtek,Inc. | Tri-axis x-ray tube |
US10624195B2 (en) | 2017-10-26 | 2020-04-14 | Moxtek, Inc. | Tri-axis x-ray tube |
US10681794B1 (en) | 2017-10-26 | 2020-06-09 | Moxtek, Inc. | Tri-axis x-ray tube |
JP2022511708A (en) * | 2018-11-12 | 2022-02-01 | 北京大学 | On-chip miniature X-ray source and its manufacturing method |
JP7296661B2 (en) | 2018-11-12 | 2023-06-23 | 北京大学 | ON-CHIP MINIATURE X-RAY SOURCE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
US11798772B2 (en) | 2018-11-12 | 2023-10-24 | Peking University | On-chip miniature X-ray source and manufacturing method therefor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5812700B2 (en) | X-ray emission target, X-ray generator tube and X-ray generator | |
JP6207246B2 (en) | Transmission type target, radiation generating tube including the transmission type target, radiation generation apparatus, and radiation imaging apparatus | |
JP6415250B2 (en) | X-ray generator tube, X-ray generator and X-ray imaging system | |
JP6573380B2 (en) | X-ray generator and X-ray imaging system | |
JP6230389B2 (en) | X-ray generator tube, X-ray generator and X-ray imaging system using the same | |
US10032597B2 (en) | X-ray generating tube, X-ray generating apparatus, X-ray imaging system, and anode used therefor | |
US9818571B2 (en) | X-ray generation tube, X-ray generation apparatus, and radiography system | |
US9831060B2 (en) | X-ray generating apparatus and radiography system using the same | |
US10062539B2 (en) | Anode and x-ray generating tube, x-ray generating apparatus, and radiography system that use the anode | |
JP6598538B2 (en) | Anode, X-ray generator tube, X-ray generator, X-ray imaging system using the same | |
JP2014154499A (en) | Radiation generator and radiographic apparatus with the radiation generator | |
JP2015173045A (en) | Radiation tube, and radiation generator and radiography system using the radiation tube | |
JP2014032903A (en) | Radiation emitting target, radiation generating unit, and radiation photography system | |
JP6429602B2 (en) | Anode, X-ray generator tube, X-ray generator, X-ray imaging system using the same | |
JP6153314B2 (en) | X-ray transmission type target and manufacturing method thereof | |
JP2012256443A (en) | X-ray emission target and x-ray emission device | |
JP2014149932A (en) | Radiation generator and radiographic system | |
JP2015060731A (en) | Radiation generating tube and radiation generator using the same, radiographic system | |
JP2015005337A (en) | Radiation generation target, radiation generation tube using the same, radiation generation device, and radiation imaging system | |
JP2015076213A (en) | Radiation tube, radiation generating device and radiographic system | |
JP6580231B2 (en) | X-ray generator tube, X-ray generator and X-ray imaging system | |
JP6381756B2 (en) | Transmission type target, radiation generating tube including the transmission type target, radiation generation apparatus, and radiation imaging apparatus | |
JP6272539B1 (en) | X-ray generator tube, X-ray generator and X-ray imaging system using the same | |
JP2015138593A (en) | Radiation tube and radiation generating apparatus | |
JP2014241188A (en) | Radiation generating tube, and radiation generating apparatus and radiation imaging system using the same |