JP2022123457A - Ｘ線管 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、Ｘ線画像異常や装置停止等の不具合を防止できるＸ線管を提供する。【解決手段】内部を真空に保持する真空外囲器と、真空外囲器内に設けて電子ビームを放出する陰極と、真空外囲器内に設けて陰極から放出する電子ビームが焦点面に入射してＸ線を放出する陽極ターゲットと、陽極ターゲトの焦点面から放出するＸ線を透過させるＸ線放射窓とを備えるＸ線管であって、Ｘ線放射窓は、窓材と、窓材の支持体とを備え、真空外囲器には支持体に接合する接合部が真空外囲器の外側に向けて突設して形成されており、支持体は、接合部の内周面を覆う覆い部を備えている。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線管に関する。

一般に、Ｘ線管は、内部を真空に保持する真空外囲器と、真空外囲器内に設けて電子ビームを放出する陰極と、真空外囲器内に設けて陰極から放出する電子ビームが焦点面に入射してＸ線を放出する陽極ターゲットと、陽極ターゲトの焦点面から放出するＸ線を透過させるＸ線放射窓とを備えている。

係るＸ線管では、陰極から放出された電子ビームは陽極ターゲットの焦点面に衝突した際に反跳電子が発生することが知られている。反跳電子はあらゆる方向に飛び出し、電界によってポテンシャルの低い方向に飛んでいく。一部の反跳電子は真空外囲器に衝突した際に二次電子を放出する。
これらの反跳電子や二次電子により、真空外囲器３の内面で帯電現象が発生し、真空外囲器３とＸ線放射窓の間で電位勾配が大きくなり放電が発生しやすくなるため、Ｘ線放射窓を通過して得たＸ線のＸ線画像異常や装置停止等の不具合が生じる場合がある。

このような不具合に対して、陽極ターゲットを覆うフード等を設けて、反跳電子や二次電子が真空外囲器の内面に向かうのを防止する技術が提案されている。

実開平３－１１０７５３号公報

しかし、反跳電子や二次電子が真空外囲器の内面に向かうのを防止する従来の技術では、装置が複雑になるという問題があった。

本実施形態は、簡易な構成で、Ｘ線画像異常や装置停止等の不具合を防止できるＸ線管を提供する。

一実施形態は、内部を真空に保持する真空外囲器と、前記真空外囲器内に設けて電子ビームを放出する陰極と、前記真空外囲器内に設けて前記陰極から放出する前記電子ビームが焦点面に入射してＸ線を放出する陽極ターゲットと、前記陽極ターゲトの前記焦点面から放出する前記Ｘ線を透過させるＸ線放射窓とを備えるＸ線管であって、前記Ｘ線放射窓は、窓材と、前記窓材の支持体とを備え、前記真空外囲器には前記支持体に接合する接合部が前記真空外囲器の外側に向けて突設して形成されており、前記支持体は、前記接合部の内周面を覆う覆い部を備えているＸ線管である。

図１は、実施形態に係るＸ線管の概略的構成を示す縦断面図である。 図２は、比較例に係るＸ線管の概略的構成を示す縦断面図である。

以下に、図面を参照しながら、一実施形態に係るＸ線管について詳細に説明する。なお、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。

図１に示すように、Ｘ線管１は、固定陽極Ｘ線管であり、内部を真空に保持する真空外囲器３と、真空外囲器３内に設けた陰極５と、陽極７と、Ｘ線放射窓９を備えている。
真空外囲器３は、ガラスやセラミックスなどの絶縁物で形成されている。

陰極５は、真空外囲器３内の一方側に配置されており、フィラメント１１が設けられている。陰極５では、フィラメント１１から電子ビーム１３を、図１のＸ方向に向けて放出する。
陽極７は、陰極５に対向して、真空外囲器３内の他方側に配置されており、陽極ターゲット１５が設けられている。陽極ターゲット１５は、陰極５のフィラメント１１から放出された電子ビーム１３が焦点面に衝突して、図１のＺ方向に向けてＸ線８を放出する。

Ｘ線放射窓９は、窓材１７と、窓材１７を支持する支持体１９とから構成されている。
窓材１７は、Ｘ線８の減衰が少ない材料、たとえばＢｅ（ベリリウム）で形成され、また、厚さは数１０μｍ～数１００μｍと薄く成形されている。窓材１７は、真空外囲器３の内部の気密状態を保持しつつＸ線８を透過させる。
支持体１９は、陽極７及び陰極５と絶縁されており、高電圧に対して十分な耐電圧に合わせて設計されている。
この支持体１９は、窓材保持部２１と、真空外囲器３に形成された外囲器側接合部（接合部）３ａに接合される支持体側接合部２３と、覆い部２５とを備えている。

外囲器側接合部３ａは、外囲器本体３ｂから連続して、真空外囲器３の外側に向けて突設して形成されている。
覆い部２５は、円筒形状を成し、支持体側接合部２３から、外囲器側接合部３ａの内周側に配置されており、外囲器側接合部３ａの内周面に沿って設けてあり、外囲器側接合部３ａの内周面全面を覆っている。
更に、本実施形態では、覆い部２５は、窓材１７の取り付け位置である窓材保持部２１よりも真空外囲器３の内側に配置されており、外囲器側接合部３ａの立ち上げ開始位置Ｋまで延出されている。

次に、本実施形態の作用効果について、説明する。
まず、比較例の図２を参照して、覆い部２５が無い場合につて、説明する。尚、図２では、上述した実施形態に係るＸ線管１と同一の作用効果を奏する部分には、同一の符号を付しており、上述した実施形態とは、支持体１９に覆い部２５が形成されていないことのみが異なっている。

陰極５のフィラメント１１から放出された電子ビーム１３は、陽極７の陽極ターゲット１５に衝突した際に、反跳電子ａが発生する。反跳電子ａは陽極ターゲット１５から、あらゆる方向に飛び出し、電界によってポテンシャルの低い方向に飛んでいく。その飛んで行った一部の反跳電子ａが真空外囲器３の内面に衝突した際に、真空外囲器３を二次電子放出係数によって正或いは負に帯電させる。また、陰極５から電界放出された電子ｂが同様に真空外囲器３に衝突し、真空外囲器３を正或いは負に帯電させる。但し、反跳電子ａの方向や電界放出された電子ｂはＸ線管１の設計や電界によって反跳電子ａや電界放出された電子ｂの方向は変化する。尚、反跳電子ａが真空外囲器３に衝突したときに更に、二次電子が生じる。
そして、Ｘ線放射窓９に向かう反跳電子ａが、真空外囲器３の外囲器側接合部３ａに衝突すると、帯電により電位差が生じこの部分で放電が生じると、Ｘ線放射窓９を通過するＸ線８に悪影響を与えることになる。

これに対して、図１に示すように、本実施形態のＸ線放射窓９では、支持体１９の覆い部２５が真空外囲器３の外囲器側接合部３ａの内周面を覆っているので、Ｘ線放射窓９に向かう反跳電子ａが真空外囲器３の外囲器側接合部３ａに衝突するのを防止できる。これにより、外囲器側接合部３ａでは、この部分が正或いは負に帯電するのを防止する。

このようにＸ線管１の使用時には、Ｘ線放射窓９の周辺で帯電現象を防止し、真空外囲器３と、Ｘ線放射窓９支持体１９との間の電位勾配を低減し、Ｘ線放射窓９の周辺で放電が発生し難くなるため、Ｘ線画像異常や装置停止等の不具合を防止できる。

しかも、本実施形態では、Ｘ線放射窓９の支持体１９に、外囲器側接合部３ａの内周面を覆う覆い部２５を形成するだけであるから、構成が簡易である。

更に、本実施形態では、覆い部２５は、窓材１７の取り付け位置よりも真空外囲器３の内側に配置されているから、窓材１７を通過するＸ線８に対して外囲器側接合部３ａの帯電による不具合を有効に防止できる。

上述した一実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
例えば、覆い部２５は支持体１９に一体に形成したが、別体にして窓材保持部２１に固定しても良い。

また、覆い部２５は、円筒形状に形成することに限らず、真空外囲器３の内側ほど径を狭める円錐台の筒形状であっても良い。

１…Ｘ線管、３…外囲器、３ａ…外囲器側接合部、５…陰極、７…陽極、９…Ｘ線放射窓、１５…陽極ターゲット、１９…支持体、２５…覆い部。

Claims (2)

1. 内部を真空に保持する真空外囲器と、前記真空外囲器内に設けて電子ビームを放出する陰極と、前記真空外囲器内に設けて前記陰極から放出する前記電子ビームが焦点面に入射してＸ線を放出する陽極ターゲットと、前記陽極ターゲトの前記焦点面から放出する前記Ｘ線を透過させるＸ線放射窓とを備えるＸ線管であって、
   前記Ｘ線放射窓は、窓材と、前記窓材の支持体とを備え、
   前記真空外囲器には前記支持体に接合する接合部が前記真空外囲器の外側に向けて突設して形成されており、
   前記支持体は、前記接合部の内周面を覆う覆い部を備えているＸ線管。
2. 前記覆い部は、前記窓材の取り付け位置よりも真空外囲器の内側に配置されている請求項１に記載のＸ線管。

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