JP5057329B2 - 異極像結晶を用いたx線発生装置 - Google Patents
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Description
また、前記金属ターゲットは、円錐状、または角錐状、または斜めにカットされた先端面を有する柱状、または尖った先端を有する刃状や棒状に形成されていてもよい。
また、好ましくは、前記容器の壁がX線を透過させない材料から形成され、前記壁に前記金属ターゲットから照射されたX線を外部に照射させるX線透過窓が備えられている。
この実施例では、金属ターゲット8は、円錐形状を有していて、その先端が異極像結晶4に対向し、かつその傾斜した外周面が容器1のX線透過窓2に対向するようにして、容器1の内側上壁面に取り付けられる。金属ターゲットが円錐形の場合、発生するX線の強度は円錐の中心角に依存し、中心角が90°のとき、円錐の先端部での電界強度が最大となり、X線強度が最大になる。
金属ターゲット8としては、発生させるべきX線の性質、用途に応じて適当な材料を選択することができる。例えば、本発明のX線発生装置をX線分析装置に適用する場合には、分析目的に適合するAl、Mg、Cu等を使用することができる。
また、金属ターゲット8の突起の先端部を、それ以外の部分とは異なる少なくとも1種類の金属またはそれらの合金から形成することもできる。この場合には、点状のX線源が形成される。
異極像結晶4は、定常状態においても分極していて、その電荷量と等量で異符号の電荷が結晶表面に吸着しているため、常時は電気的に中性である。異極像結晶4の温度が上昇せしめられると、負の電気面4aでは、自発分極が小さくなり、よって、負の電荷の表面電荷密度が減少するが、負の電気面4aに吸着している正の電荷量はすぐには減少しない。その結果、負の電気面4aは正に帯電し、異極像結晶4から金属ターゲット8に向かう強い電界が生じる。そして、この電界は金属ターゲット8の先端の突起部において非常に強くなる。
また、この場合、金属ターゲット8の電子衝突面が傾斜しているので、X線は電子の衝突方向に対して横向きに照射され、X線透過窓2を通って外部に照射される。そして、従来の箔状の金属ターゲットの場合と異なり、発生するX線が金属ターゲット中を通過して吸収されることがないので、X線強度はより大きくなる。
(実施例)
図3に示すように、両端開口が閉じられた内径d=16mmの円筒状のステンレス製容器1を準備し、容器1内にペルチェ素子3を配置するとともに、ペルチェ素子3の上側基板上に、直径a=10mm、厚さb=5mmの円柱形状のニオブ酸リチウム単結晶4を、その負の電気面4aが上向きになるようにして配置した。さらに、直径d=16mmの底面を有し、高さh=8mmの円錐形のCu製ターゲット8(中心角90°)を、容器1の内側上壁面に取り付けた。そして、異極像結晶4と、銅製ターゲット8の先端との距離sが17.5mmとなるように配置した。また、容器1の周壁には、銅製ターゲット8の傾斜した周面に対向する位置に、直径10mmの円形のBe製X線透過窓2を設けた。
図4に示すように、実施例と同じ円筒状のステンレス製容器1を準備し、容器1内には、実施例と同じペルチェ素子3を配置するとともに、その上側基板上に実施例と同じ異極像結晶4を負の電気面4aが上向きになるようにして配置した。さらに、異極像結晶4の負の電気面4aから距離L1=16mm離れた位置に、金属ターゲット8’として直径16mmの銅箔を配置した。また、容器1の上壁に実施例と同じBe製X線透過窓2を設けた。この場合、X線透過窓2および金属ターゲット8’間の距離L2は11mmとした。
2 X線透過窓
3 ペルチェ素子
4 異極像結晶
5 温度センサー
6 制御部
7 電源部
8 金属ターゲット
Claims (5)
- 内部に高真空または低圧ガス雰囲気を維持する容器と、
前記容器内に配置された異極像結晶と、
前記異極像結晶の温度を昇降させる温度昇降手段と、
前記容器内における、前記温度昇降手段によって熱励起された前記異極像結晶から生じる電界の到達範囲内に配置され、前記異極像結晶からの電子線の照射を受けるX線発生用金属ターゲットと、を備えたX線発生装置において、
前記金属ターゲットは、前記異極像結晶から間隔をあけてこれに対向して配置されるとともに、前記異極像結晶に向かってのびる先の尖った突起を少なくとも1つ有し、前記突起の先端部において前記異極像結晶から生じる電界の強度が増大するようになっていることを特徴とするX線発生装置。 - 前記金属ターゲットの突起の先端部は、前記金属ターゲットのそれ以外の部分とは異なる少なくとも1種類の金属またはそれらの合金から形成されていることを特徴とする請求項1に記載のX線発生装置。
- 前記金属ターゲットは、円錐状、または角錐状、または斜めにカットされた先端面を有する柱状、または尖った先端を有する刃状や棒状に形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のX線発生装置。
- 前記温度昇降手段は、
前記異極像結晶の温度を測定する温度センサーと、
前記異極像結晶の加熱および冷却を繰り返し行うことができる加熱・冷却手段と、
前記温度センサーからの温度検出信号に基づき、前記加熱・冷却手段の動作を制御する制御手段と、を有していることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載のX線発生装置。 - 前記容器の壁がX線を透過させない材料から形成され、前記壁に前記金属ターゲットから照射されたX線を外部に照射させるX線透過窓が備えられていることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載のX線発生装置。
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