JP6207246B2 - 透過型ターゲットおよび該透過型ターゲットを備える放射線発生管、放射線発生装置、及び、放射線撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、医療機器及び産業機器分野における診断応用や非破壊Ｘ線撮影等に適応できる、透過型ターゲットおよび放射線発生装置に関する。

本発明は、特にターゲット層と、該ターゲット層を支持するダイアモンド基材とを備える透過型Ｘ線ターゲットに関する。さらに、本発明は、該透過型Ｘ線ターゲットを備える放射線発生管に関し、さらには、該放射線発生管を備えた放射線発生装置に関し、さらには、該放射線発生装置を備えた放射線撮影装置に関する。

医療診断に用いるＸ線を発生する放射線発生装置において、その耐久性を高め、省メンテナンス化が図られることにより装置の稼働率を向上させ、在宅医療または、災害や事故等の救急医療に適用可能な医療モダリティとす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、放射線の発生源となるターゲットの耐熱性が挙げられる。

電子線をターゲットに照射して放射線を発生させる放射線発生装置において、ターゲットにおける「放射線発生効率」は１％未満であるため、ターゲットに投入されたエネルギーのほとんどが熱に変換される。ターゲットで発生した熱の「放熱」が不十分な場合は、熱応力に起因したターゲットの密着性低下の問題が生じ、ターゲットの耐熱性を制限する。

ターゲットの「放射線発生効率」を向上させる方法として、重金属を含有する薄膜形態のターゲット層と、放射線を透過するとともにターゲット層を支持する基材とから構成された透過型ターゲットとすることは公知である。特許文献１には、従来の回転陽極型の反射型ターゲットに対して、「放射線発生効率」を１．５倍以上増大させた回転陽極型の透過型ターゲットが開示されている。

また、ターゲットから外部への「放熱」を促進する方法として、積層型ターゲットのターゲット層を支持する基材に、ダイアモンドを適用することが公知である。特許文献２には、タングステンからなるターゲット層を支持する基材としてダイアモンドを使用することにより、放熱性を高め、微小焦点化を実現することが開示されている。ダイアモンドは、高い耐熱性と、高い熱伝導性を備えているとともに、高い放射線透過性を備えているため、透過型ターゲットの支持基材としては好適な材料である。

一方で、ダイアモンドは、溶融金属との濡れ性が低く、また、固体金属との線膨張係数に不整合があることが知られており、ターゲット金属との親和性が低い。ターゲット層とダイアモンド基材との密着性を確保することが、透過型ターゲットの信頼性を向上するための課題であった。

特許文献２には、透過型ターゲットを備えた放射線発生管において、線膨張係数の不整合に起因するターゲット層とダイアモンド基材との間に熱応力が発生すること、および、かかる熱応力によりターゲット層に剥離・亀裂が発生することが開示されている。特許文献２では、ターゲット層をダイアモンド基材側に反らせる構成をとることにより、放射線発生管の動作時にターゲット層がダイアモンド基材側に押し付けられるようにして、ターゲット層の剥離を抑制させることが開示されている。

特許文献３には、透過型ターゲットを備えた放射線発生管において、ダイアモンド基材とターゲット層との間の熱抵抗に起因して出力変動が発生することが解決すべき課題として開示されている。特許文献３では、ターゲット層とダイアモンド基材との間に、ターゲット層と固溶体を形成する金属の金属炭化物層を有する構成をとることにより、ターゲット層とダイアモンド基材との密着性を向上させて、放射線の出力変動を抑制することが開示されている。

特表２００９−５４５８４０号公報 特開２００２−２９８７７２号公報 特開２０１２−２５６４４４号公報

特許文献３に記載された構成のように、ターゲット層とダイアモンド基材との間に金属炭化物層を備えた透過型ターゲットにおいても、ターゲットの密着性を長期間維持することが不十分となり、放射線の出力変動が生じる場合があった。

本発明の目的は、ターゲット層とダイアモンド基材との密着性を長期間にわたって維持することにより、放射線出力強度の変動を抑制し、安定した放射線出力が得られる放射線発生管、放射線発生装置、ならびに、放射線撮影装置を提供することにある。

本発明の透過型ターゲットの第一は、電子の照射により放射線を発生するターゲット金属を含有するターゲット層と、前記ターゲット層を支持し、ダイアモンドまたはダイアモンドライクカーボンを主成分として含有する基材と、を備える透過型ターゲットであって、前記ターゲット層は、前記基材との界面の側における面内方向において、前記ターゲット金属の炭化物を含む炭化物領域と、前記ターゲット金属を金属状態として含む非炭化物領域と、を混在するように備えていることを特徴とする。
また、本発明の透過型ターゲットの第二は、電子の照射により放射線を発生するターゲット金属を含有するターゲット層と、前記ターゲット層を支持し、ｓｐ３結合を主成分として含有する基材と、を備える透過型ターゲットであって、前記ターゲット層は、前記基材との界面の側における面内方向において、前記ターゲット金属の炭化物を含む炭化物領域と、前記ターゲット金属を金属状態として含む非炭化物領域と、を混在するように備えていることを特徴とする。
さらに、また、本発明の透過型ターゲットの第三は、電子の照射により放射線を発生するターゲット金属を含有するターゲット層と、前記ターゲット層を支持し、炭素を主成分として含有する基材と、を備える透過型ターゲットであって、前記ターゲット層は、前記基材との界面の側における面内方向において、前記ターゲット金属の炭化物を含む炭化物領域と、前記ターゲット金属を金属状態として含む非炭化物領域と、を混在するように備え、前記炭化物領域は１ｎｍ以上０．１μｍ以下の厚さを有していることを特徴とする。

本発明によれば、ダイアモンド基材とターゲット層との間の密着性を安定的に維持された信頼性の高い放射線発生装置を提供することが可能となる。ので、ターゲット層の温度上昇に伴う放射線出力強度の変動を抑制することができ、信頼性の高い放射線出力特性を有する放射線ターゲットを提供することができる。

本発明の透過型ターゲットの基本的な構成例（ａ）乃至（ｃ）と、動作状態（ｄ）とを示す概略断面図 本発明の透過型ターゲットの他の基本的な構成例（ａ）乃至（ｃ）と、動作状態（ｄ）とを示す概略断面図 本発明のターゲットが適用される放射線発生管（ａ）、放射線発生装置（ｂ）、放射線撮影装置（ｃ）の概略構成図 本発明のターゲットの変形例（ａ）〜（ｆ）を示す横断面図 実施例１のターゲットの製造方法の各工程（ａ）〜（ｅ）と、実施例１のターゲットを組み込んだ陽極の概略断面図（ｆ） 実施例において放射線発生装置の放射線出力強度を測定した測定系を示す概略構成図

本願発明における解決すべき課題は、放射線発生装置に適用可能な、「透過型ターゲット」の層構成に関するものである。

まず、本発明おけるターゲットの形態である「透過型」について説明する。

本発明において、「透過型ターゲット」は、「電子の照射により放射線を発生するターゲット金属を含有するターゲット層と、該ターゲット層を支持する支持基板」とを備える構成上の態様を端的に表現するものである。

または、「透過型ターゲット」は、「ターゲット層で発生した放射線のうち、該ターゲット層が電子照射を受けた面とは反対側に放出させる」という動作上の態様を端的に表現する意図において、本願明細書中で使用されるものである。

透過型ターゲットは、ターゲット層の層厚方向における放射線の自己減衰を抑制する観点から、当該ターゲットの動作時の電子線の侵入深さ程度の層厚が選択される。一般的にはターゲット層の層厚は、反射型ターゲットにおいては、０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲をとるのに対して、透過型ターゲットでは、２μｍ〜２０μｍの範囲が選択される。また、透過型ターゲットにおいては、ターゲット層は、薄膜であるので自立形態を取り難く、放射線を透過する基材に支持される。本発明においても、このような積層型の層構成をとる透過型ターゲットの層構成に起因して生ずる問題を、解決すべき課題としている。

本願明細書においては、以降、透過型ターゲットを「ターゲット」と称するが、従来のモダリティに適用される一般的な「反射型ターゲット」とは区別して用いることとする。
特許文献３に記載のような、「ターゲット層とダイアモンド基材との間に、金属炭化物層を備える」透過型ターゲットにおいて、ターゲット層上の電流密度を高くした動作時において、その放射線出力の変動が確認された。なお、ターゲット層の電流密度を高くする場合とは、医療診断画像の分解能と像コントラストを確保する目的から、電子線束を微小焦点化し管電流を増大させる場合が含まれる。

かかる放射線出力の変動の原因について、本発明者等が鋭意なる検討を行った結果、以下のような知見が得られた。

特許文献３に記載のように、金属炭化物層は、ダイアモンド基材と親和性が高くアンカリング作用を発現し透過型ターゲットの密着性を向上する効果がある。一方で、本発明者等は、金属炭化物層は、ダイアモンド基材との間で線膨張係数の不整合に起因する熱応力を発生する要因となっている知見を得るに至った。

前述の放射線出力の変動は、金属炭化物層とターゲット基材との間の熱応力により、微視的に密着性が低下したことに伴い、ターゲット層からダイアモンド基材への伝熱が阻害されたことが原因となっていると推定された。本発明は、透過型ターゲットの層構成として特定の構成を採用することにより、金属炭化物層に起因する密着性に関する課題を解決するものである。

以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。これらの実施形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対配置などは、この発明の範囲を限定する趣旨のものではない。

図３（ａ）、図３（ｂ）は本発明のターゲットを備えた放射線発生管、および、放射線発生装置のそれぞれの構成例を示した断面図である。

＜放射線発生管＞
図３（ａ）には、電子放出源３と電子放出源３に離間して対向するターゲット９とを備えた透過型の放射線発生管１０２の実施形態が示されている。

本実施形態では、電子放出源３が備える電子放出部２から放出された電子線束５を、ターゲット９のターゲット層４２に衝突させることにより放射線束１１を発生させる。

なお、電子線束５に含まれる電子は、電子放出源３とターゲット層４２との間の加速電界により、放射線を発生させるのに必要な入射エネルギーまで加速される。かかる加速電界は、管電圧Ｖａを出力する駆動回路１０３と、前記駆動回路に電気的に接続された陰極と、陽極とにより、放射線発生管１０２の内部空間１３に形成される。即ち、駆動回路１０３から出力される管電圧Ｖａは、ターゲット層４２と電子放出部２との間に印加される。

本実施形態において、ターゲット９は、図３に示すように、ターゲット層４２、及びターゲット層４２を支持するダイアモンド基材４１とから構成される。ターゲットユニット５１は、ターゲット９と陽極部材４９とを少なくとも備え、放射線発生管１０２の陽極として機能する。

なお、ターゲット９およびターゲットユニット５１についての詳細な実施形態については後述する。

放射線発生管１０２の内部空間１３は、電子の平均自由行程の確保を目的として、真空雰囲気となっている。放射線発生管１０２の内部の真空度は、１０^−８Ｐａ以上１０^−４Ｐａ以下であることが好ましく、電子放出源３の寿命の観点からは、１０^−８Ｐａ以上１０^−６Ｐａ以下であることがより一層好ましい。

放射線発生管１０２内部の減圧は、不図示の排気管を介して不図示の真空ポンプで真空排気した後、かかる排気管を封止する方法をとることが可能である。また、放射線発生管１０２の内部には、真空度の維持を目的として、不図示のゲッターを配置しても良い。

放射線発生管１０２は、陰極電位に規定される電子放出源３と、陽極電位に規定されるターゲット層４２との間の電気的絶縁を図る目的において、その胴部に絶縁管１１０を備えている。絶縁管１１０は、ガラス材料やセラミクス材料等の絶縁性材料で構成される。本実施形態においては、絶縁管１１０は、電子放出源３とターゲット層４２との間隔を規定する機能を有している。

放射線発生管１０２は、かかる真空度を維持するための気密性と耐大気圧強度とを備える外囲器から構成されることが好ましい。本実施形態においては、外囲器は、絶縁管１１０と、電子放出源３を備えた陰極と、ターゲットユニット５１を備えた陽極とから構成されており、電子放出部２およびターゲット層４２は、それぞれ、前記外囲器の内部空間１３または、その内面に配置されている。

なお、本実施形態では、ダイアモンド基材４１は、ターゲット層４２で発生した放射線を放射線発生管１０２の外に取り出すための透過窓の役割を担うとともに、外囲器を構成する構造部材としての役割も有している。

なお、電子放出源３は、ターゲット９が備えるターゲット層４２に対向して設けられている。電子放出源３としては、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３は、電子線束５のビーム径および電子電流密度、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。

＜放射線発生装置＞
図３（ｂ）には、放射線束１１を放射線透過窓１２１からＸ線を放出する放射線発生装置１０１の実施形態が示されている。本実施形態の放射線発生装置１０１は、放射線透過窓１２１を有する収納容器１２０内に、放射線源である放射線発生管１０２、および、放射線発生管１０２を駆動するための駆動回路１０３を有している。

図３（ｂ）に記載の駆動回路１０３により、ターゲット層４２と電子放出部２との間に管電圧Ｖａが供給される。ターゲット層４２の層厚と含有するターゲット金属種と対応して、管電圧Ｖａを適宜選択することにより、必要な線種を発生する放射線発生装置１０１とすることができる。

放射線発生管１０２及び駆動回路１０３を収納する収納容器１２０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は、例えば真鍮、鉄、ステンレス等の金属材料が用いられる。

本実施形態に記載の放射線発生装置１０１は、陽極接地された実施形態である。本実施形態においては、収納容器１２０と、陽極であるターゲットユニット５１とが電気的に接続され、収納容器１２０が接地端子１６に接続されている。接地の形態は、これに限らず、陰極接地、中間電位接地としても良い。

本実施形態においては、収納容器１２０内の内部の放射線発生管１０２と駆動回路１０３以外の余空間には、絶縁性液体１０９が充填されている。絶縁性液体１０９は、電気絶縁性を有する液体で、収納容器１２０の内部の電気的絶縁性を維持する役割と、放射線発生管１０２の冷却媒体としての役割とを有する。絶縁性液体１０９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。

＜放射線撮影装置＞
次に、図３（ｃ）を用いて、本発明のターゲットを備える放射線撮影装置の構成例について説明する。

システム制御ユニット２０２は、放射線発生装置１０１と放射線検出器２０６とを統合制御する。駆動回路１０３は、システム制御ユニット２０２による制御の下に、放射線発生管１０２に各種の制御信号を出力する。駆動回路１０３は、放射線発生装置１０１が備える、本実施形態においては、収納容器１２０の内部に放射線発生管１０２とともに収納されているが、収納容器１２０の外部に配置しても良い。駆動回路１０３が出力する制御信号により、放射線発生装置１０１から放出される放射線束１１の放出状態が制御される。

放射線発生装置１０１から放出された放射線束１１は、可動絞りを備えた不図示のコリメータユニットによりその照射範囲を調整されて放射線発生装置１０１の外部に放出され、被検体２０４を透過して検出器２０６で検出される。検出器２０６は、検出した放射線を画像信号に変換して信号処理部２０５に出力する。

信号処理部２０５は、システム制御ユニット２０２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システム制御ユニット２０２に出力する。

システム制御ユニット２０２は、処理された画像信号に基づいて、表示装置２０３に画像を表示させるための表示信号を表示装置２０３に出力する。

表示装置２０３は、表示信号に基づく画像を、被検体２０４の撮影画像としてスクリーンに表示する。

本発明に関わる放射線の代表例はＸ線であり、本発明の放射線発生装置１０１と放射線撮影装置は、Ｘ線発生ユニットと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。

＜ターゲット＞
次に、本発明の特徴であるターゲットの基本的な実施形態の構造と動作状態とについて、図１（ａ）〜（ｃ）および、図１（ｄ）を用いて説明する。

なお、図１（ａ）は、本実施形態のターゲットの層構成を説明する縦断面図である。一方、図１（ｃ）は、図１（ａ）中の指示線Ｐ−Ｐ’において仮想的にターゲット９を切り開いた横断面図である。また、図１（ｂ）、（ｄ）は、それぞれ、ターゲット９の動作状態を示す平面図と縦断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ｄ）のターゲット９を、ターゲット層４２の側から見た平面図である。

図１（ａ）に示す様に、ターゲット９は、ターゲット金属を含有するターゲット層４２と、ターゲット層４２を支持する基材４１とを少なくとも備えている。基材４１は、炭素を主成分として含有する材料から構成される。このような構成をとることにより、基材４１には、放射線透過性がもたらされる。また、基材４１は、ｓｐ３炭素結合を主たる結合骨格として構成される材料からなる。このような構成を取ることにより、基材４１には、耐熱性、熱伝導性がもたらされる。図１（ｄ）に示すような透過型ターゲットを構成することが可能となる。

基材４１の具体的な構成材料としては、ダイアモンド、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）が挙げられる。また、基材４１の炭素骨格は、ｓｐ３結合からなる熱的に安定なピラミッド構造型の結晶性を有することが望ましく、その結晶性は、単結晶、または、多結晶のいずれも適用可能である。なお、基材４１は、ダイアモンド、ＤＬＣを主成分として含有し、窒素、バナジウム等のガス、金属を微量成分として含有する形態も実施形態として含まれる。

基材４１の板厚は、ターゲット層４２で発生した放射線の減衰と板厚と直交する方向の熱伝導性を考慮して決定され、１００μｍ〜２ｍｍの範囲を選択することが可能である。

ターゲット層４２は、高い原子番号、高融点、高比重の金属元素を、ターゲット金属として含有する。ターゲット金属は、ダイアモンド基材４１との親和性の観点からは、炭化物の標準生成自由エネルギーが負を呈するタンタル、モリブデン、タングステンの群から少なくとも１種選択された金属とすることが好ましい。ターゲット金属は、単一組成、合金組成、または、金属間化合物であっても良い。

なお、ターゲット層４２の層厚は、ターゲット層４２に侵入する電子の深さｄｐとの関係で定められ詳細な態様については後述する。医療用Ｘ線診断における放射線発生管の管電圧Ｖａを考慮すると、ターゲット層４２の層厚は、典型的には、１μｍ以上２０μｍ以下の範囲から選択され、より好ましくは１．５μｍ以上１２μｍ以下の範囲から選択される。

次に、本発明の特徴である炭化物領域４３について、図１、図２、図４の各図を用いて説明する。炭化物領域４３は、基材４１とターゲット層４２との間に局所的に設けられることにより、ターゲットに発生する熱応力を緩和する作用を発現する。

図１（ａ）〜（ｄ）の各図は、本発明のターゲット９の基本的な実施形態の例を示している。本実施形態のターゲット９は、図１（ａ）に示すように、基材４１とターゲット層４２との接合面において、炭化物領域４３を介した領域と、炭化物領域４３を介さない領域界面とが、交互に存在するような断面を呈する。本発明においては、炭化物領域４３を介さずに、ターゲット層４２と基材４１とが積層されている領域を、ターゲット９の非炭化物領域４４と称する。

本実施形態においては、図１（ｂ）に示すように、複数の炭化物領域４３が非炭化物領域４４を介してマトリクス状に配列されている。本実施形態のように、少なくとも電子照射範囲Ｆにおいて、複数の方向に互いの境界を有する炭化物領域４３と非炭化物領域４４とが混在した構成をとることにより、複数の方向に発生する熱応力を緩和させることが可能となる。本発明において、複数の方向とは、互いが平行または反平行ではない複数の方向を意味する。また、本発明において、電子照射範囲Ｆは、電子線束がターゲット層４２上に規定する電子の照射を受ける範囲のことを意味する。

本実施形態においては、炭化物領域４３は、不連続な層として基材４１とターゲット層４２との間に設けられているが、炭化物領域４３は、必ずしも、ターゲット層４２と平行な層面内方向において、離散的に存在する必要は無い。例えば、図２（ｃ）に示すように、炭化物領域４３は１つの連続な領域であって、非炭化物領域４４が層面内方向において離散的に配置された構成も、本発明の実施形態として含まれる。

図２の各図に記載の実施形態は、図１の各図に記載の実施形態の炭化物領域４３と非炭化物領域４４の配置を交換した変形例である。図２（ａ）〜（ｄ）の各図は、図１（ａ）〜（ｄ）の各図に対応している。本実施形態においては、炭化物領域４３は局所的に非炭化物領域４４により分断されその連続性を局所的に失っている。本実施形態においても、局所的に配置された炭化物領域４３は、ターゲット９の熱応力を緩和する作用を発現する。

本発明の炭化物領域４３と非炭化物領域４４とがなす配置の変形例を、図４（ａ）〜（ｆ）の各図に示す。

図４（ａ）、（ｃ）、（ｅ）の各図に記載の実施形態は、図１に記載の実施形態の変形例である。図４（ａ）は、同一サイズの正方形の炭化物領域４３をマトリクス状に配置した実施形態を示す図であり、図４（ｃ）は、同一サイズの円形の炭化物領域４３をマトリクス状に配置した実施形態を示す図である。図４（ｅ）は、電子線焦点の中心からの距離に応じて、正方形の炭化物領域４３の大きさを変えてマトリクス状に配置した図１（ａ）に記載の実施形態の変形例である。

また、図４（ｂ）に記載の実施形態は、ストライプ状に炭化物領域４３と非炭化物領域４４とが交互に配列された実施形態である。また、図４（ｄ）は、図１に記載の実施形態と図２に記載の実施形態とが入れ子構造となっている実施形態を示す図である。本実施形態においては、連続な炭化物領域４３と不連続な炭化物領域４３‘との間に、非炭化物領域４４が介在している。

さらに、図４（ｆ）は、螺旋状に炭化物領域４３と非炭化物領域４４とが配置された実施形態を示す図である。本実施形態においては、炭化物領域４３と非炭化物領域４４とは、いずれも連続な構造をとるが、全体として複数の方向において、炭化物領域４３の連続性が局所的に失われている構造となっている。

以上、（ａ）〜（ｆ）の各図に示したいずれの実施形態においても、炭化物領域４３の局所的な配置により、ターゲット９に生ずる熱応力を緩和する作用を発現される。

また、炭化物領域と非炭化物領域とが、電子線焦点の範囲内において、共存すればよく、両領域のそれぞれの大きさ、形状、配置密度等は一様である必要は無い。例えば、炭化物領域が形状、サイズ、分布状態においてランダムな配置となっている形態も本発明に含まれる。

次に、炭化物領域４３を備えた本発明のターゲット９の積層構造について、図１（ａ）〜（ｄ）の各図を用いて説明する。

まず、炭化物領域４３を構成する材料について説明する。図１（ａ）において、炭化物領域４３をターゲット金属の炭化物から構成する事により、炭素を主成分として含有する基材４１と、ターゲット金属を有するターゲット層４２との間の橋渡しの役割を炭化物領域４３が担う。従って、炭化物領域４３は、ターゲット層４２を構成するターゲット金属の金属炭化物であることが、層間の親和性の観点から好ましい。

ターゲットの耐熱性の要請から、ターゲット金属としては、モリブデン、タンタル、タングステンの高融点金属を用いられる。従って、このような実施形態の場合には、炭化物領域４３は、モリブデン、タンタル、タングステンの炭化物から構成される事が好ましい。

炭化物領域４３の結晶形および材料組成は、六方晶の炭化二モリブデン（たんかにもりぶでん）、立方晶の炭化一タンタル（たんかいちたんたる）、六方晶の炭化一タングステン（たんかいちたんぐすてん）がそれらの熱的安定性の観点からより好ましい。

なお、線膨張係数において、金属炭化物の多くは、炭化されていない純金属に対して、大きな値をとる。前述のモリブデン、タンタル、タングステンの群から選択された金属の炭化物においても、表１の通り、前述の線膨張係数の関係は当てはまり、これが、線膨張係数が小さい基材４１と炭化物領域４３との熱応力の駆動力となっている。従って、炭化物領域と、炭化物領域に対して線膨張係数が相対的に小さい非炭化物領域とが混在することにより、ターゲット９に生ずる熱応力を緩和する効果が発現される。

また、熱伝導率において、金属炭化物の多くは、炭化されていない純金属に対して、低い値をとる。前述のモリブデン、タンタル、タングステンの群から選択された金属の炭化物においても、表２の通り、前述の熱伝導率の関係は当てはまり、これが、熱伝導率が高い基材４１と熱伝導率が低い炭化物領域４３との間の熱抵抗となっている。従って、炭化物領域と、炭化物領域に対して熱伝導率が相対的に高い非炭化物領域とが混在することにより、ターゲット９の板厚方向に生ずる熱抵抗を緩和する効果も発現される。

炭化物領域４３の安定性の観点からは、さらに、ターゲット９の動作時におけるターゲット層４２の電子侵入深さｄｐを考慮して、ターゲット層４２と炭化物領域４３のそれぞれの層厚を設定することが望ましい。ターゲット層４２と炭化物領域４３との具体的な望ましい配置関係を以下に図１（ｄ）を用いて説明する。

ターゲット層４２は、放射線発生管の管電圧Ｖａにより規定される電子侵入深さｄｐを基準として、ｄｐの１．０５倍から２倍の層厚とすれば良い。このような構成をとることにより、炭化物領域４３への電子散乱損傷または熱損傷の抑制と、ターゲット層で発生した放射線の前方への透過性を両立することが可能となる。電子侵入深さｄｐの範囲は、ターゲット９の発熱部となるので、このターゲット層４２の表面から電子侵入深さｄｐまでの深さ領域に、炭化物領域４３が含有されない配置とすることが、炭化物領域４３の耐熱性および組成変動抑制の観点から好ましい。

一般に、電子侵入深さｄｐは、入射エネルギーＥｐ（ｅＶ）すなわち、管電圧Ｖａ（Ｖ）と、ターゲット層の密度とにより決定される。本願発明においては、１０ｋＶ〜１０００ｋＶの管電圧Ｖａ（１×１０^４ｅＶから１×１０^６ｅＶの範囲の入射電子エネルギーＥｐに相当）で実測と良い一致を示す下記一般式１で電子侵入深さｄｐ（ｍ）を規定する。
ｄｐ＝６．６７×１０^−１０×Ｖａ^１．６／ρ （一般式１）
但し、Ｖａは、管電圧（Ｖ）であり、ρは、前記ターゲット層の密度（ｋｇ／ｍ^３）である。また、ターゲット層の密度ρは、秤量と層厚測長により同定しても良いが、ラザフォード後方散乱分光分析法（ＲＢＳ法）によって決定する方法が、薄膜の密度を測定する手法として好ましい。

本発明においては、ターゲット層４２の層厚は、ターゲット層４２の電子入射面から基材４１の界面Ｐ_ＢＴＭまでと定義される。図１（ｄ）に示す実施形態おいては、ターゲット層４２の層厚は５．５μｍとし、炭化物領域４３の厚さは１００ｎｍとすれば、炭化物領域４３は、ターゲット層４２への電子侵入に伴う発熱領域から十分離間された位置に配置することが可能となる。

なお、ターゲット層４２をタングステンから構成し、管電圧１００ｋＶとした動作条件において、ターゲット層４２への電子侵入深さｄｐは３．５μｍである。従って、前述のターゲット層４２の層厚はｄｐの１．６倍に相当し、炭化物領域４３の厚さは、ｄｐの０．０３倍に相当する。

ターゲット層４２に関係する形状パラメータである層厚、表面または界面の位置Ｐ_ＴＯＰ、Ｐ_ＢＴＭがバラツキを有している場合は、それぞれ形状パラメータを電子照射範囲Ｆの範囲における加法平均することにより、一意に決定することが可能である。

次に、炭化物領域４３の膜面方向における好ましい分布形態について説明する。炭化物領域４３は、基材４１とターゲット層４２との間に配置すると、基材４１と炭化物領域４３とは炭素―炭素間結合が存在するためアンカリング作用が得られ静的な密着性が向上する。しかし、炭化物領域４３が、電子照射範囲Ｆの全体に設けられると、ターゲット層と基材とを界面方向にせん断する熱応力を緩和できない。このため、炭化物領域４３が介在する面積は、電子照射範囲Ｆにおいて、電子照射範囲（電子線焦点）の面積の２０％から８０％程度の面積密度とすることがより好ましい。

本実施形態においては、Ｘ方向配列ピッチＡｐｘ、Ｘ方向炭化物領域平均長さＡｃｘ、Ｙ方向配列ピッチＡｐｙ、Ｙ方向炭化物領域平均長さＡｃｙを用いて、炭化物領域４３の面積密度は、（Ａｃｘ／Ａｐｘ）×（Ａｃｙ／Ａｐｙ）で同定される。即ち、本実施形態においては、炭化物領域４３の面積密度は、ＸＹ両方向それぞれの線密度の積に相当する。

従って、炭化物領域４３が、ターゲット層４２と基材４１との間において特定の異方性を持たず等方的に分散している場合には、炭化物領域４３の面積密度は、炭化物領域４３の線密度の２乗として同定することが可能である。炭化物領域４３の線密度は、ターゲット９を断面分析し、組成マッピングを取得することにより得られる。

また、本実施形態においては、Ｘ方向配列ピッチＡｐｘ、Ｘ方向非炭化物領域平均長さＡｎｘ、Ｙ方向配列ピッチＡｐｙ、Ｙ方向非炭化物領域平均長さＡｎｙを用いて、炭化物領域４３の面積密度は、１−（Ａｎｘ／Ａｐｘ）×（Ａｎｙ／Ａｐｙ）で同定される。

従って、非炭化物領域４４が、ターゲット層４２と基材４１との間において特定の異方性を持たず等方的に分散している場合には、炭化物領域４３の面積密度は、１から、非炭化物領域４４の線密度の２乗を引いた値として同定することが可能である。非炭化物領域４４の線密度は、ターゲット９を断面分析し、組成マッピングを取得することにより得られる。

次に、炭化物領域４３の好ましい厚さについて図１（ａ）を用いて説明する。炭化物領域４３の厚さが薄すぎる場合には、基材４１とターゲット層４２とのアンカリング作用が不足しターゲット層４２と基材４１との密着性が確保できなくなる。したがって、炭化物領域４３の厚さは、少なくとも１０原子層程度以上、すなわち、１ｎｍ以上とすることが好ましく、１０ｎｍ以上とすることがより一層好ましい。

逆に、炭化物領域４３の厚さの上限については、図１（ｄ）に示す通り、ターゲット層４２の動作時の電子侵入深さｄｐより深い位置に、炭化物領域４３の厚さ方向の上端が位置する第一に要請に基づいて決定される。第二には、炭化物領域４３の厚さの上限は、表２に例示された金属炭化物の熱伝導率を考慮して、ターゲット層４２から基材４１への熱伝達率の要請から決定される。具体的には、炭化物領域４３の厚さは、１μｍ以下とすることが好ましく、０．１μｍ以下とすることがより一層好ましい形態である。

ターゲット層、炭化物領域は、いずれも、前述の膜厚および分布状態を有して基材上に形成可能な方法であれば、特定の形成方法に限定されず、様々な成膜方法を適用可能である。例えば、化学的気相成長方法、蒸着法、パルスレーザ堆積法（ＰＬＤ法）等の気相成膜法、スクリーン印刷法、浸漬法、インクジェット法等の液相成膜法を利用することが可能である。

本発明のターゲットは、炭化物領域と非炭化物領域とが混在した状態で基材とターゲット層との間に形成されるようにすれば、特定の製造方法には限定されず、以下の様な手法で作製可能である。

本発明のターゲットは、基材上にターゲット層またはターゲット層の前駆体となる層を成膜する工程の後に、かかる成膜工程で得られた積層体をベークする工程を行う事により、前駆体中に基材由来の炭素を拡散させて形成することも可能である。加熱による炭化物領域の形成は、減圧雰囲気中または不活性ガス雰囲気中において行われる。なお、ターゲット層および基材の材料、密度等に応じて、加熱時間、加熱温度等の加熱条件を適宜調整することに、炭化物領域と非炭化物領域とが混在した構造を形成することが可能である。

例えば、炭化タングステンからなる炭化物領域とタングステンからなる非炭化物領域とが混在した構造を得る場合には、９２０℃〜１０００℃の温度範囲で、５分〜６０分の加熱時間で加熱することにより形成可能である。

また、炭化物領域は、基材上に金属領域を離散的に堆積させる工程の後に、炭素含有ガス雰囲気において加熱処理、プラズマ処理等を行い、金属領域中に気相から炭素を導入して形成することも可能である。

次に、本願発明のターゲットを備える放射線発生装置を、以下に示す手順で作製し、かかる放射線発生装置を動作させ、出力安定性を評価した。

（実施例１）
本実施例で作製したターゲット９の概略図を図５（ｄ）に示す。また、本実施例で作製したターゲット９の作製手順を図５（ａ）乃至図５（ｅ）に示す。さらに、本実施例のターゲット９を組み込んだ放射線発生管１０２の概略構成を図３（ａ）に示し、放射線発生管１０２を組み込んだ放射線発生装置１０１を図３（ｂ）に示す。また、本実施例の放射線発生装置１０１の放射線出力の安定性を評価した評価系を図６に示す。

まず、図５（ａ）に示すように、直径２．５４ｍｍの厚さ１ｍｍのディスク状の単結晶ダイアモンドからなる基材４１を準備した。次に、基材４１を、ＵＶオゾンアッシャ装置にて、その表面の残留有機物を洗浄処理した。

次に、図５（ｂ）に示すように、基材４１の対向する２面のうちの一方の面に対して、炭化一タングステン（ＷＣ）からなる炭化物領域４３を１００ｎｍの厚さとなるようにスパッタ法で堆積させた。スパッタ堆積においては、基材４１上にメタルマスクを配置し、図５（ｃ）のように格子状のパターンとして炭化物領域４３を形成した。得られた炭化物領域４３のパターンの面積密度は７５％であった。

なお、パターニングされた炭化物領域４３の面積密度は、ターゲットの動作時の電子線焦点に重なる領域Ａにおいて同定し、基材４１の周縁部は参酌されていない。領域Ａは、１．７ｍｍ×１．７ｍｍの正方形の範囲であり、図５（ｃ）においては、破線で囲まれた範囲に一致する。

スパッタ法による炭化物領域４３の形成は、アルゴンをキャリアガスとして、炭化一タングステン（ＷＣ）のターゲットソースを用い、基材４１を２６０℃となるように加熱しながら行った。

次に、図５（ｄ）に示すように、基材４１の炭化物領域４３を形成した側の面に対して、アルゴンをキャリアガスとして、スパッタにより、タングステンからなるターゲット層４２を層厚５．５μｍとなるように形成した。ターゲット層４２の成膜時の基材温度は、前工程と同じ２６０℃とした。

以上のようにして、図５（ｄ）、（ｅ）に示すような格子状パターンの炭化物領域４３を備えたターゲット９を作製した。作製したターゲット９のターゲット層４２の表面をレーザ干渉計を用いて高さ分布を観察したところ、ターゲット層４２の表面の高さ分布は１５ｎｍであり、炭化物領域４３の厚さより十分小さくレベリングされている事が判った。

なお、炭化物領域４３およびターゲット層４２のそれぞれの厚さは、それぞれの堆積工程の前に、予め、各々を成膜した層厚と成膜時間とで得られた検量線データと、それぞれの堆積工程の堆積時間の制御により所定の厚さに制御した。検量線データを取得するための層厚の測定は、株式会社堀場製作者所製の分光エリプソメータＵＶＩＳＥＬ ＥＲを用いた。

作製したターゲット９に対して、ターゲット層４２、炭化物領域４３および、基材４１の界面を含むような断面検体Ｓ１を作製した。断面検体Ｓ１の作製にあたっては、ダイシング加工とＦＩＢ加工処理とを組合せて行った。

断面検体Ｓ１に対して、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）と電子線回折（ＥＤ）を組合せて、断面検体Ｓ１の、ターゲット層４２と基材４１との界面付近の組成と結晶構造とのマッピングを行った。得られた組成マッピングから、炭化一タングステン（ＷＣ）からなる領域と、タングステンからなる領域とが交互に１８０μｍ幅で配列していることが確認された。炭化一タングステンが観測された領域の厚さを測定した結果１００ｎｍであった。

次に、本実施例で作製したターゲット９を備えた放射線発生管１０２を以下のような手順で作製した。

まず、タングステンから構成された管状の陽極部材４７を用意した。さらに、図５（ｆ）に示すように、ターゲット９を、陽極部材４９の開口の内側に対して、ろう材を用いて固定した。ターゲット層４２と陽極部材とはオーミックコンタクトしている事が確認された。以上のようにして、ターゲット９を備えた陽極を作製した。

次に、硼化ランタン（ＬａＢ６）からなる電子放出部２を有する含侵型電子銃からなる電子放出源３を、不図示のコバールからなる陰極部材と溶接し陰極とした。

さらに、アルミナからなる絶縁管１１０の両開口のそれぞれに、陰極と陽極とをそれぞれろう付けし外囲器を形成した。次に、外囲器の内部１３を不図示の排気装置を用いて、１×１０^−６Ｐａの真空度となるまで真空排気した。以上のようにして、図３（ａ）に示す放射線発生管１０２を作製した。

さらに、放射線管１０２の陰極と陽極とに対して駆動回路１０３を電気的に接続し、さらに、収納容器１２０の内部４３に、放射線発生管１０２と駆動回路１０３とを収納して、図３（ｂ）に示す放射線発生装置１０１を作製した。

次に、放射線発生装置１０１の駆動安定性を評価するために、図６に示す評価系７０を準備した。評価系７０は、図３（ｃ）に記載の放射線撮影装置６０をベースとして、安定性を評価する検出系を組み込んだものである。評価系７０は、放射線発生装置１０１の放射線放出窓１１１の１ｍ前方の位置に線量計２６が配置されている。線量計２６は、測定制御装置２０７を介して駆動回路１０３に接続されることにより、放射線発生装置１０１の放射出力強度を測定可能となっている。

駆動安定性の評価における駆動条件は、放射線発生管１０２の管電圧を＋１００ｋＶとし、ターゲット層４２に照射される電子線の電流密度を５ｍＡ／ｍｍ^２、電子照射期間を２秒、非照射期間を９８秒とを交互に繰り返すパルス駆動とした。検出した放射線出力強度は、電子照射時間内の中央１秒間の平均値を採用した。

放射線出力強度の安定性評価は、放射線出力開始から１００時間経過後の放射線出力強度を、初期の放射線出力強度で規格化した保持率で評価した。

なお、放射線出力強度の安定性評価に際し、ターゲット層４２から接地電極６６に流れる管電流を計測して、不図示の負帰還回路により、ターゲット層４２に照射される電子電流密度を１％以内の変動値とするように定電流制御した。さらに、放射線発生装置１０１の安定性駆動評価中に、放電せずに安定的に駆動していることを、放電カウンタ６７によって確認した。

本実施例の放射線発生装置１０１の放射線出力の保持率は、０．９８であった。本実施例のターゲット９を備えた放射線発生装置１０１は、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。

なお、本実施例のターゲット層４２の密度を、ＲＢＳ法にて測定したところ、１９．２×１０^３（ｋｇ／ｍ^３）であった。この結果、１００ｋｅＶの運動エネルギーを有する入射電子に対するターゲット層４２の電子侵入深さｄｐは、３．５×１０^−６（ｍ）と同定された。従って、１００ｋＶの管電圧で動作する放射線発生管において、少なくともターゲット層４２の表面から電子侵入深さｄｐの範囲は、炭化一タングステン（たんかいちたんぐすてん）からなる炭化物領域４３と重なっていないことが確認された。

（実施例２）
本実施例においては、炭化物領域をスパッタで形成する工程の代わりに、「ターゲット層を基材上に成膜し積層体を形成した後に、積層体を加熱する事」以外は、実施例１と同様な方法により、放射線発生装置１０１を作製し、その放射線出力の安定性を評価した。

本実施例の製造方法により得られた炭化物領域は、界面と平行な面内において互いに大きさの異なる島状の領域が分散している特徴を有していた。

以下に、本実施例のターゲットの作製手順を説明する。まず、実施例１と同様にして、直径２．５４ｍｍの厚さ１ｍｍのディスク状の単結晶ダイアモンドからなる基材を準備した。次に、基材を、ＵＶオゾンアッシャ装置にて、その表面の残留有機物を洗浄処理した。

次に、基材の対向する２面のうちの一方の面に対して、アルゴンをキャリアガスとして、スパッタにより、タングステンからなるターゲット層４２を層厚５．５μｍとなるように形成した。ターゲット層４２の成膜時の基材温度は、２６０℃とした。本工程により、基材４１とターゲット層４２とからなる不図示の積層体を形成した。

次に、積層体を、不図示の真空減圧チャンバ内に配置し、チャンバの内部を１×１０^−５Ｐａ以下の真空度を維持しながら、積層体を９４０℃の温度で２０分間加熱するベーク処理を行った。このようにして、本実施例のターゲットを作製した。

ベーク処理を経たターゲットに対して、ターゲット層と基材との界面を含むサイズに加工した断面検体Ｓ２を準備した。また、基材とターゲット層との界面と平行な断面となるような断面検体Ｓ３を準備した。断面検体Ｓ２、Ｓ３の加工にあたっては、実施例１と同様にしてダイシング加工とＦＩＢ加工処理を行った。

断面検体Ｓ２、Ｓ３のそれぞれに対して、ＴＥＭとＥＤとを組合せて、ターゲット層と基材との界面付近の組成分布と結晶構造分布をマッピングした。この結果、タングステンとダイアモンドとが界面を形成している非炭化物領域の間に、炭化一タングステン（ＷＣ）とダイアモンドとが界面を形成している炭化物領域が分散している分布状態が確認された。

また、観察された炭化一タングステン（ＷＣ）からなる炭化物領域の大きさは、３０ｎｍ〜２６０ｎｍ、炭化物領域の間隔は、１５０〜８００ｎｍで、島状に分散された分布状態が確認された。本実施例のターゲットの炭化物領域の面積密度は、３２％であった。

次に、本実施例で作製したターゲットを用いて、実施例１と同様にして、放射線発生管１０２、および、放射線発生装置１０１を作製した。かかる放射線発生装置１０１を、図７に示す駆動安定性を測定する評価系７０に組みこんだ。

本実施例の放射線発生装置１０１の放射線出力の保持率は、０．９８であった。本実施例のターゲット９を備えた放射線発生装置１０１は、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。

なお、本実施例のターゲット層の密度を、ＲＢＳ法にて測定したところ、１９．０×１０^３（ｋｇ／ｍ^３）であった。この結果、１００ｋｅＶの運動エネルギーを有する入射電子に対するターゲット層の電子侵入深さｄｐは、３．５×１０^−６（ｍ）と同定された。従って、１００ｋＶの管電圧で動作する放射線発生管１０１において、本実施例のターゲット層の表面からの電子侵入深さｄｐの範囲は、炭化物領域とは重なっていないことが確認された。

（実施例３）
本実施例においては、炭化物領域を形成する為の積層体の加熱時間を５０分間とした事以外は、実施例２と同様な方法により、放射線発生装置１０１を作製し、その放射線出力の安定性を評価した。

本実施例で作製したターゲットに対して、ターゲット層と基材との界面を含むサイズに加工した断面検体Ｓ４を準備した。また、基材とターゲット層との界面と平行な断面となるように準備した断面検体Ｓ５を準備した。断面検体Ｓ４、Ｓ５の加工にあたっては、実施例１と同様にしてダイシング加工とＦＩＢ加工処理とを行った。

断面検体Ｓ４、Ｓ５のそれぞれに対して、ＴＥＭとＥＤとを組合せて、ターゲット層と基材との界面付近の組成分布と結晶構造分布をマッピングした。この結果、炭化一タングステン（ＷＣ）とダイアモンドとが界面を形成している炭化物領域の間に、タングステンとダイアモンドとが界面を形成している非炭化物領域が分散している分布状態が確認された。

また、観察された非炭化物領域は、その大きさが６０ｎｍ〜２９０ｎｍ、非炭化物領域同士の間隔が、１７０ｎｍ〜６００ｎｍで、島状に分散された分布状態が確認された。本実施例のターゲットの炭化物領域の面積密度は、７４％であった。

本実施例の放射線発生装置１０１の放射線出力の保持率は、０．９５であった。本実施例のターゲット９を備えた放射線発生装置１０１は、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。

なお、本実施例のターゲット層を、ＲＢＳ法にて密度測定したところ、１８．９×１０^３（ｋｇ／ｍ^３）であった。この結果、１００ｋｅＶの運動エネルギーを有する入射電子に対するターゲット層の電子侵入深さｄｐは、３．５×１０^−６（ｍ）と同定された。従って、１００ｋＶの管電圧で動作する放射線発生管１０１において、本実施例のターゲット層の表面からの電子侵入深さｄｐの範囲は、炭化物領域とは重なっていないことが確認された。

（実施例４）
本実施例においては、実施例１に記載の放射線発生装置１０１を用いて、図３（ｃ）に記載の放射線撮影装置６０を作製した。

本実施例の放射線撮影装置６０においては、放射線出力の変動が抑制された放射線発生装置１０１を備えることにより、ＳＮ比の高いＸ線撮影画像を取得することができた。

なお、本実施例１〜３においては、電子線回折法（ＥＤ法）により、炭素含有領域の分布と炭素含有領域の組成および結晶形を同定したが、炭素を同定可能な他の分析法を適用することが可能である。他の分析法としては、電子エネルギー損失分光法、Ｘ線光電子分光法、ラマンスペクトル法等が含まれる。

９ ターゲット
４１ 基材
４２ ターゲット層
４３ 炭化物領域
４４ 非炭化物領域

Claims (15)

1. 電子の照射により放射線を発生するターゲット金属を含有するターゲット層と、前記ターゲット層を支持し、ダイアモンドまたはダイアモンドライクカーボンを主成分として含有する基材と、を備える透過型ターゲットであって、
   前記ターゲット層は、前記基材との界面の側における面内方向において、前記ターゲット金属の炭化物を含む炭化物領域と、前記ターゲット金属を金属状態として含む非炭化物領域と、を混在するように備えていることを特徴とする透過型ターゲット。
2. 電子の照射により放射線を発生するターゲット金属を含有するターゲット層と、前記ターゲット層を支持し、ｓｐ３結合を主成分として含有する基材と、を備える透過型ターゲットであって、
   前記ターゲット層は、前記基材との界面の側における面内方向において、前記ターゲット金属の炭化物を含む炭化物領域と、前記ターゲット金属を金属状態として含む非炭化物領域と、を混在するように備えていることを特徴とする透過型ターゲット。
3. 電子の照射により放射線を発生するターゲット金属を含有するターゲット層と、前記ターゲット層を支持し、炭素を主成分として含有する基材と、を備える透過型ターゲットであって、
   前記ターゲット層は、前記基材との界面の側における面内方向において、前記ターゲット金属の炭化物を含む炭化物領域と、前記ターゲット金属を金属状態として含む非炭化物領域と、を混在するように備え、前記炭化物領域は１ｎｍ以上０．１μｍ以下の厚さを有していることを特徴とする透過型ターゲット。
4. 前記炭化物領域は、前記非炭化物領域により、局所的に不連続となっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の透過型ターゲット。
5. 前記炭化物領域は、複数の方向において、局所的に不連続となっていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の透過型ターゲット。
6. 前記炭化物領域は、前記界面において島状の分布をなしていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の透過型ターゲット。
7. 前記非炭化物領域は、前記界面において島状の分布をなしていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の透過型ターゲット。
8. 前記基材は、ダイアモンドまたはダイアモンドライクカーボンを主成分として含有していることを特徴とする請求項２または３に記載の透過型ターゲット。
9. 前記炭化物領域は１ｎｍ以上１μｍ以下の厚さを有していることを特徴とする請求項１または２に記載の透過型ターゲット。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の透過型ターゲットと、
    前記ターゲット層と対向し、前記ターゲット層に電子線束を照射する電子放出部を備える電子放出源と、
    前記電子放出部と前記ターゲット層とを、その内部空間またはその内面に収納する外囲器と、を備えることを特徴とする放射線発生管。
11. 前記炭化物領域は、前記電子線束により前記ターゲット層に形成される電子照射範囲において、前記非炭化物領域により局所的に不連続となっていることを特徴とする請求項１０に記載の放射線発生管。
12. 請求項１０または１１に記載の放射線発生管と、
    前記ターゲット層と前記電子放出部とのそれぞれに電気的に接続され、前記ターゲット層と前記電子放出部との間に印加される管電圧を出力する駆動回路と、
    を備えることを特徴とする放射線発生装置。
13. 前記炭化物領域は、前記ターゲット層の電子侵入深さより深い前記基材側に位置していることを特徴とする請求項１２に記載の放射線発生装置。
14. 前記管電圧Ｖａ（Ｖ）が１０ｋＶ以上１０００ｋＶ以下であり、前記ターゲット層の密度がρ（ｋｇ／ｍ ^３ ）であるとき、
    前記電子侵入深さｄｐ（ｍ）は、以下の一般式により導かれたものであることを特徴とする請求項１３に記載の放射線発生装置。
    ｄｐ＝６．６７×１０ ^−１０ ×Ｖａ ^{１．６７／ρ} （式１）
15. 請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の放射線発生装置と、前記放射線発生装置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器と、を備えることを特徴とする放射線撮影装置。

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