JPH01117253A - Plasma x-ray generation device - Google Patents
Plasma x-ray generation deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、放電プラズマによるX線発生装置に係り、必
要時にのみガスをパルス的に流入させるガスバフ式Zピ
ンチプラズマX線発生装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an X-ray generator using discharge plasma, and more particularly to a gas buff type Z-pinch plasma X-ray generator that allows gas to flow in in a pulsed manner only when necessary.
−aに、ガスパフ式によるプラズマX線発生装置におい
て、必要時にのみパルス状のガスをプラズマ発生室に流
入させるには、電磁力やバネの力を利用してガスパルプ
を動作させている。-a, in a gas puff type plasma X-ray generator, in order to cause pulsed gas to flow into the plasma generation chamber only when necessary, electromagnetic force or spring force is used to operate the gas pulp.
第2図は、従来のプラズマX線発生装置の断面を示す図
で、図中、1はガス供給室、2はガス供給室容器、3は
可動弁、4はソレノイド、5はOリング、6はスイッチ
、7はガスバルブ用電源、8はガス導入口、9は電力導
入端子、10はO+Jソング11はプラズマ発生室、1
2は高圧電極、13は絶縁部材、14は低圧電極、15
.16は電極部材、17はプラズマ発生用高圧電源、1
8はスイッチ、19は排気ポンプ、20はピンチプラズ
マ、21はX線、22はX線取出窓、23はOリングで
ある。FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional plasma X-ray generator, in which 1 is a gas supply chamber, 2 is a gas supply chamber container, 3 is a movable valve, 4 is a solenoid, 5 is an O-ring, and 6 is the switch, 7 is the power supply for the gas valve, 8 is the gas inlet, 9 is the power introduction terminal, 10 is the O+J song 11 is the plasma generation chamber, 1
2 is a high voltage electrode, 13 is an insulating member, 14 is a low voltage electrode, 15
.. 16 is an electrode member, 17 is a high voltage power source for plasma generation, 1
8 is a switch, 19 is an exhaust pump, 20 is a pinch plasma, 21 is an X-ray, 22 is an X-ray extraction window, and 23 is an O-ring.
図において、プラズマ発生室11は高圧電極12を有す
る電極部材15、低圧電極14を有する電極部材16、
真空シール兼用の絶縁部材13とから形成され、電極部
材16はX線取出窓22を備えている。電極部材15と
16にはスイッチ18を介してプラズマ発生用高圧電源
17が接続され、また、プラズマ発生室11は排気ポン
プ19により常時真空状態に保持されている。さらに、
ガス導入口8を有するガス供給室容器2は0リング23
を介して電極部材15に気密状態を形成するように固定
されてガス供給室を形成している。In the figure, the plasma generation chamber 11 includes an electrode member 15 having a high voltage electrode 12, an electrode member 16 having a low voltage electrode 14,
The electrode member 16 has an X-ray extraction window 22. A high voltage power source 17 for plasma generation is connected to the electrode members 15 and 16 via a switch 18, and the plasma generation chamber 11 is always maintained in a vacuum state by an exhaust pump 19. moreover,
The gas supply chamber container 2 having the gas inlet 8 has an O-ring 23
The gas supply chamber is fixed to the electrode member 15 in an airtight manner via the gas supply chamber.
この容器2の内部にソレノイドコイル4が真空シール用
の0リング10を介して電極部材15に固定され、ソレ
ノイドコイル4によって上下動するAA’ディスク等か
らなる可動弁3が0リング5に接して設けである。ソレ
ノイドコイル4の両端部はガス供給室容器lに気密的に
取り付けである電力導入端子6とスイッチ6を介して、
ガスバルブ用電源7に接続されている。Inside this container 2, a solenoid coil 4 is fixed to an electrode member 15 via an O-ring 10 for vacuum sealing, and a movable valve 3 consisting of an AA' disk or the like that is moved up and down by the solenoid coil 4 is in contact with the O-ring 5. It is a provision. Both ends of the solenoid coil 4 are connected to the gas supply chamber container l through a power introduction terminal 6 and a switch 6, which are airtightly attached to the gas supply chamber container l.
It is connected to a gas valve power supply 7.
次に、このような構成のX線発生装置の動作を説明する
。Next, the operation of the X-ray generator having such a configuration will be explained.
ガス供給室lにはガス導入口8からガスが供給されてお
り、可動弁3は通常プラズマ発生室11との圧力差によ
りOリング5に密着して、ガス供給室1とプラズマ発生
室11とは気密が保たれている。このような状態におい
て、スイッチ6を閉じてガスバルブ用電源7からコンデ
ンサの放電等による急峻なパルス状の大電流をソレノイ
ドコイル4に流すと、瞬間的にソレノイドコイル4に大
きな磁束が発生する。この磁束が可動弁3を通るとそれ
を打ち消すように渦電流が生じ、この渦電流により発生
する磁束はソレノイドコイル4の磁束と反発する方向と
なる。従って、可動弁3は上方へ駆動され、ガス導入口
8を塞ぐとともに可動弁3とOリング5との間に隙間が
生じ、ガス供給室1から真空状態のプラズマ発生室11
に所定量のガスが流入する。そして可動弁3はガスバル
ブ用電源7からのパルス状の電流が消滅すると自重また
はバネ力で元に復帰し、ガス供給室1とプラズマ発生室
11との圧力差で、Oリング5に密着し、プラズマ発生
室11の真空を保持するようになる。こうして、一定時
間可動弁が開(ことにより一定量のガスがプラズマ発生
室11に流入する。Gas is supplied to the gas supply chamber 1 from a gas inlet 8, and the movable valve 3 is normally in close contact with the O-ring 5 due to the pressure difference with the plasma generation chamber 11, so that the gas supply chamber 1 and the plasma generation chamber 11 are connected to each other. is kept airtight. In such a state, when the switch 6 is closed and a steep pulse-like large current is caused to flow through the solenoid coil 4 from the gas valve power source 7 due to discharge of a capacitor, a large magnetic flux is instantaneously generated in the solenoid coil 4. When this magnetic flux passes through the movable valve 3, an eddy current is generated to cancel it, and the magnetic flux generated by this eddy current is in a direction that repels the magnetic flux of the solenoid coil 4. Therefore, the movable valve 3 is driven upward and closes the gas inlet 8, and a gap is created between the movable valve 3 and the O-ring 5.
A predetermined amount of gas flows into. When the pulsed current from the gas valve power supply 7 disappears, the movable valve 3 returns to its original state due to its own weight or spring force, and due to the pressure difference between the gas supply chamber 1 and the plasma generation chamber 11, it is brought into close contact with the O-ring 5. The vacuum of the plasma generation chamber 11 is maintained. In this way, the movable valve is opened for a certain period of time (thereby, a certain amount of gas flows into the plasma generation chamber 11).
こうしてガスが供給されると、それにタイミングを合わ
せてスイッチ18を閉じ、プラズマ発生用高圧電all
からコンデンサ放電等による急峻な高電圧を高圧電極1
2と低圧電極14との間に印加すると、数百KAの大電
流が電8i12と14の間に流れ、ガスが電離して両電
極間にプラズマが発生し、大電流の周囲に発生した磁場
によりプラズマは強い圧縮を受けて絞られピンチプラズ
マ20が形成される。このような状態デX線21が発生
し、X線取出窓22から外部に取り出すことができる。When the gas is supplied in this way, the switch 18 is closed in synchronization with the gas supply, and the high-voltage electricity for plasma generation is
High voltage electrode 1
When applied between the electrodes 2 and 14, a large current of several hundred KA flows between the electrodes 12 and 14, the gas is ionized, plasma is generated between the two electrodes, and a magnetic field is generated around the large current. As a result, the plasma is strongly compressed and narrowed to form pinch plasma 20. In such a state, X-rays 21 are generated and can be taken out from the X-ray extraction window 22.
大電流の減少とともにプラズマは徐々に減衰して、電流
の消滅とともにX線の発生は停止する。The plasma gradually attenuates as the large current decreases, and the generation of X-rays stops as the current disappears.
しかしながら、このようなガスの開閉バルブとしての可
動弁3は動作時の真空シール面への衝撃が大きく、シー
ル面が摩耗したり、或いは可動弁3に歪が生じ、可動弁
3の駆動1を源としてのガスバルブ用電源7は数KV、
数KAのパルス電流を必要とするため、大型となると共
に取扱い難く、高価となってしまうという問題点があっ
た。However, when the movable valve 3 serves as a gas opening/closing valve, the shock to the vacuum seal surface during operation is large, and the seal surface may wear out or distortion may occur in the movable valve 3, causing the drive 1 of the movable valve 3 to be interrupted. The gas valve power source 7 is several KV,
Since it requires a pulsed current of several KA, there are problems in that it is large, difficult to handle, and expensive.
本発明は、これらの問題点を解決するためのもので、ガ
スの開閉時の衝撃を軽減し、ガスの開閉パルプとしての
寿命を長くするとともに、開閉作動を確実に行い、小型
化した安価なガスバルブ用電源を備えたプラズマx′I
a発生装置を提供することを目的とする。The present invention is intended to solve these problems. It reduces the impact when opening and closing the gas, prolongs the life of the gas opening and closing pulp, and ensures reliable opening and closing operation. Plasma x'I with power supply for gas valves
The purpose of the present invention is to provide an a-generating device.
そのために本発明は、プラズマ発生室へのガス供給を断
続制御する開閉弁を備えたプラズマX線発生装置におい
て、該開閉弁を圧電セラミック素子で駆動することを特
徴とする。To this end, the present invention provides a plasma X-ray generator equipped with an on-off valve that controls gas supply to the plasma generation chamber intermittently, and is characterized in that the on-off valve is driven by a piezoelectric ceramic element.
本発明のプラズマX線発生装置は、圧電セラミック素子
を構成要素としたガス開閉バルブを備えることにより、
バルブ開閉時の衝撃を減少し、ガス開閉バルブの長寿命
化を図ることができると共に、安定した開閉動作および
ガス開閉バルブの駆動電源の小型化と製造費の低減を行
うことが可能となる。The plasma X-ray generator of the present invention includes a gas opening/closing valve that includes a piezoelectric ceramic element as a component.
It is possible to reduce the impact when opening and closing the valve, to extend the life of the gas on-off valve, and to achieve stable opening and closing operations, downsizing of the power source for driving the gas on-off valve, and reduction in manufacturing costs.
以下、実施例を図面を参照しつつ説明する。 Examples will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明によるプラズマX線発生装置の断面図で
、第2図と同一番号は同一内容を示しており、31はガ
ス供給室、32はガス供給室容器、33は圧電セラミッ
ク弁、34は弁位置調整用マイクロメータ、35は圧電
セラミック素子、36は可動弁、37.38はOリング
、39は圧電セラミックバルブ用電源、40は電圧導入
端子である。FIG. 1 is a sectional view of a plasma X-ray generator according to the present invention, in which the same numbers as in FIG. 2 indicate the same contents, 31 is a gas supply chamber, 32 is a gas supply chamber container, 33 is a piezoelectric ceramic valve, 34 is a micrometer for adjusting the valve position, 35 is a piezoelectric ceramic element, 36 is a movable valve, 37, 38 is an O-ring, 39 is a power source for the piezoelectric ceramic valve, and 40 is a voltage introduction terminal.
図において、X線源としてのプラズマ発生室II、プラ
ズマ発生用高圧電源17および排気ポンプ19等の構成
は前述の従来例と同様である。ガス導入口2および電圧
導入端子40を有するガス供給室容器32は電極部材1
5に0リング37を介して気密になるように取り付けて
あり、また、その上部には圧電セラミック弁33の位置
を調節する真空シールされた弁位置調整用マイクロメー
ク34が取り付けである。また、ガス供給室31内に設
けた圧電セラミック弁33は、一端が弁位置調整用マイ
クロメータ34に取り付けられ、他端が可動弁36に固
定された1個又は複数個からなる圧電セラミック素子3
5により構成されている。そして圧電セラミック素子3
5には圧電セラミンクバルブ用電源39からパルス電圧
が印加される。In the figure, the configurations of a plasma generation chamber II as an X-ray source, a high-voltage power source 17 for plasma generation, an exhaust pump 19, etc. are the same as in the conventional example described above. A gas supply chamber container 32 having a gas introduction port 2 and a voltage introduction terminal 40 is connected to the electrode member 1
5 through an O-ring 37 in an airtight manner, and a vacuum-sealed valve position adjustment micro-make 34 for adjusting the position of the piezoelectric ceramic valve 33 is attached to the top thereof. Moreover, the piezoelectric ceramic valve 33 provided in the gas supply chamber 31 is composed of one or more piezoelectric ceramic elements 3 whose one end is attached to the valve position adjustment micrometer 34 and whose other end is fixed to the movable valve 36.
5. and piezoelectric ceramic element 3
5, a pulse voltage is applied from a piezoelectric ceramic valve power supply 39.
次に動作について説明をする。Next, the operation will be explained.
圧電セラミック弁33は、その閉時にプラズマ発生室1
1が確実に真空状態を保持するように、弁位置調整用マ
イクロメータ34により位置211整され、ガス導入口
2から導入されたガスを遮断している。圧電セラミンク
バルブ用電源39からは圧電セラミック弁33の閉時に
は常に数百■の電圧が印加され、圧電セラミック素子3
5は伸張した状態になっている。所定時間印加電圧をO
にすると、圧電セラミック素子35は縮小して可動弁3
6を上方に引き上げ圧電セラミック弁33は所定時間開
の状態になり、その結果プラズマ発生室へは所定量のガ
スが導入される。このガスの導入にタイミングを合わせ
てプラズマ発生用高圧T;、’tA17から電圧を印加
することにより、前述したようにプラズマ状態が生成さ
れ、プラズマからはX線が発生し、発生したX線は窓2
1から取り出すことができる。When the piezoelectric ceramic valve 33 is closed, the plasma generation chamber 1
In order to ensure that the valve 1 maintains a vacuum state, the valve position adjusting micrometer 34 adjusts the position 211 to block the gas introduced from the gas inlet 2. When the piezoelectric ceramic valve 33 is closed, a voltage of several hundred μ is always applied from the piezoelectric ceramic valve power supply 39, and the piezoelectric ceramic element 3
5 is in an expanded state. The applied voltage is set to O for a specified period of time.
, the piezoelectric ceramic element 35 shrinks and the movable valve 3
6 is pulled upward, the piezoelectric ceramic valve 33 is kept open for a predetermined period of time, and as a result, a predetermined amount of gas is introduced into the plasma generation chamber. By applying a voltage from the plasma generation high voltage T;,'tA17 at the same time as the introduction of this gas, a plasma state is generated as described above, and X-rays are generated from the plasma. window 2
It can be taken out from 1.
このように圧電セラミックバルブ用電源39の印加電圧
を制御する事により容易に圧電セラミック弁33を高速
開閉することが可能となる。By controlling the voltage applied to the piezoelectric ceramic valve power supply 39 in this manner, it becomes possible to easily open and close the piezoelectric ceramic valve 33 at high speed.
以上のように本発明によれば、高速開閉パルプの開閉の
駆動方法を電磁弁から圧電セラミック弁に変えることで
、高速開閉パルプの正確な開閉速度の制御が容易になり
、可動弁の真空シール面への衝撃も低減し、安定な動作
で長寿命が得られる。As described above, according to the present invention, by changing the driving method for opening and closing the high-speed opening/closing pulp from a solenoid valve to a piezoelectric ceramic valve, it becomes easy to control the accurate opening/closing speed of the high-speed opening/closing pulp, and the vacuum seal of the movable valve It also reduces impact to the surface, providing stable operation and long life.
また、圧電セラミックパルプは100V〜300■程度
で駆動が可能であるため、駆動電源は小型にすることが
でき製造コストも低減することができる。したがって、
再現性の良いプラズマ生成ができるため、安定したX線
を得ることが可能である。Furthermore, since piezoelectric ceramic pulp can be driven at about 100V to 300V, the drive power source can be made smaller and manufacturing costs can be reduced. therefore,
Since plasma can be generated with good reproducibility, stable X-rays can be obtained.
第1図は本発明によるプラズマX線発生装置の断面図、
第2図は従来のプラズマX線発生装置の断面図である。
11・・・プラズマ発生室、12・・・高圧電極、13
・・・IIAa部材、14・・・低圧電極、15.16
・・・電極部材、17・・・プラズマ発生用高圧電源、
1日・・・スイッチ、19・・・排気ポンプ、20・・
・ピンチプラズマ、21・・・X線、22・・・X線取
出窓、31・・・ガス供給室、32・・・ガス供給室容
器、33・・・圧電セラミック弁、34・・・弁位置i
1整用マイクロメータ、35・・・圧電セラミック素子
、36・・・可動弁、37.38・・・Oリング、39
・・・圧電セラミックバルブ用電源、40・・・電圧導
入端子。FIG. 1 is a sectional view of a plasma X-ray generator according to the present invention;
FIG. 2 is a sectional view of a conventional plasma X-ray generator. 11... Plasma generation chamber, 12... High voltage electrode, 13
... IIAa member, 14 ... Low voltage electrode, 15.16
... Electrode member, 17 ... High voltage power supply for plasma generation,
1st...Switch, 19...Exhaust pump, 20...
・Pinch plasma, 21... X-ray, 22... X-ray extraction window, 31... Gas supply chamber, 32... Gas supply chamber container, 33... Piezoelectric ceramic valve, 34... Valve position i
1 Adjustment micrometer, 35... Piezoelectric ceramic element, 36... Movable valve, 37.38... O ring, 39
...Power supply for piezoelectric ceramic valve, 40...Voltage introduction terminal.
Claims (2)
弁を備えたプラズマX線発生装置において、該開閉弁を
圧電セラミック素子で駆動することを特徴とするプラズ
マX線発生装置。(1) A plasma X-ray generator equipped with an on-off valve for controlling gas supply to a plasma generation chamber intermittently, characterized in that the on-off valve is driven by a piezoelectric ceramic element.
る特許請求の範囲第1項記載のプラズマX線発生装置。(2) The plasma X-ray generation device according to claim 1, wherein the piezoelectric ceramic element comprises one or more piezoelectric ceramic elements.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27554687A JPH01117253A (en) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | Plasma x-ray generation device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27554687A JPH01117253A (en) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | Plasma x-ray generation device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01117253A true JPH01117253A (en) | 1989-05-10 |
Family
ID=17556955
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27554687A Pending JPH01117253A (en) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | Plasma x-ray generation device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01117253A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007501997A (en) * | 2003-08-07 | 2007-02-01 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Extreme ultraviolet and soft X-ray generator |
-
1987
- 1987-10-30 JP JP27554687A patent/JPH01117253A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007501997A (en) * | 2003-08-07 | 2007-02-01 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Extreme ultraviolet and soft X-ray generator |
JP4814093B2 (en) * | 2003-08-07 | 2011-11-09 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Extreme ultraviolet and soft X-ray generator |
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