JPH01276550A - 軟ｘ線取出し窓の構造およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、超高真空容器から軟Ｘ線を取出す取出し窓の
構造とその製造方法に関する。

［従来の技術］ 軟Ｘ線領域では、雰囲気気体によるＸ線の減衰を除くた
めに、Ｘ線源から取出し窓までのＸ線の通路を超高真空
にする必要がおる。従って、超高真空容器にＸ線の取出
し窓を設ける場合、Ｘ線透過材のみならず、透過材と超
高真空容器との接合部も気密でなければならない。従来
より、Ｘ線透過材として一般的な金属ベリリウム箔を使
用し、超高真空容器材料として一般的なステンレス鋼を
使用する場合、それらの気密接合方法としては、ベリリ
ウムの表面と窓枠の平面とを直接合わせてロウ接や電子
ビーム溶接などを行っていた。その詳■１については、
１９８６年刊行［レビュー・オブ・サイエンス］第５７
巻、２５６４頁に記載されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、ベリリウム表面と軟Ｘ線取出し窓の窓枠
の平面とを直接合わけて堅固に接合する従来の構造では
、ベリリウム箔の接合部に変位の自由度がないので、取
出し窓として使用中にＸ線照射によりベリリウム石の温
度が上昇すると、これによってベリリウム箔に生じる熱
応力が静圧力による応力に加算されることになる。従っ
て、軟Ｘ線を効率よく取出すためには、ベリリウム箔が
薄いほどよいが、ベリリウム箔の破壊を防ぐためにはあ
る程度の厚さが必要である、という矛盾に常に直面して
いた。

汎用性があり、かつ説明が簡単なように、円形の窓につ
いて考える。第２図は、従来の円形窓に静圧力が加えら
れた場合の断面図である。同図に示すように、ベリリウ
ム箔２１の周辺部が窓枠２２に堅固に接合されていると
加えられた静圧力によってベリリウム箔２１は図中下方
へ変形し、その際に生じる半径方向の応力は窓の中央で
は引張り応力、窓の周辺では圧縮応力である。第３図は
、その応力と半径位置との関係を示すグラフであって、
窓中央の応力と窓周辺の応力とは方向が反対だが、その
絶対値は窓周辺の方が大ぎい。ところで、べ・リリウム
酒がＸ線の照射によって加熱され熱膨張を起こした場合
に酒中に生じる応力は常に圧縮応力である。従って、軟
Ｘ線取出し窓としての使用中、覆なわら静圧力の印加と
熱膨張の両方が存在する場合には、窓中央の応力は相殺
により軽減されるが、窓周辺の応力は加算されて圧縮応
力の大きさが増大する。ベリリウム箔の破壊を決定づけ
るのは酒中の最大応力であるから、窓周辺での箔の破壊
が起きやすく、従来は接合部２３付近の応力に基づいて
箔の厚さを算定していたので、かなり厚くぜざるを得な
かった。

本発明の目的は、このような課題を解決し、Ｘ線透過材
の厚みをなるべり薄りできる軟Ｘ線取出し窓の構造およ
びその製造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、超高真空容器の開口部にあってＸ線透過材で
形成されてなる軟Ｘ線取出し窓の構造において、開口部
を縁取る窓枠とＸ線透過材との間に、開口面に平行な方
向へ変形可能な金属製の弾性部材が介設されてなること
を特徴とする軟Ｘ線取出し窓の構造、および超高真空容
器の開口部にあってＸ線透過材で形成されてなる軟Ｘ線
取出し窓の製造方法において、Ｃ字形断面の内部にピア
ノ線コイルスプリングを包んだ銅製の円環と金属ベリリ
ウム薄膜とを融点の低い第１の金属ロウによりロウ接し
たのち、その銅製円環を前記第１の金属ロウよりも融点
の高い第２の金属ロウにより開口部を縁取る金属製の窓
枠にロウ接することを特徴とする軟Ｘ線取出し窓の製造
方法である。

［作用］ 本発明の構造では、Ｘ線透過材であるベリリウム箔は開
口面に平行な方向へ変形可能な弾性部材へ接合されてい
るので、静圧力による応力は酒中の位置によって向きが
変わることはなく、いたるところで熱応力と相殺するの
で箔の破壊が起きにくくなり、その分だけ箔の厚みを薄
くできる。

また、本発明の製造方法は、上記とは逆に窓の製造時に
通常の使用状態よりもはるかに高い温度が加わることに
よってベリリウム箔中に入る内部応力の問題を解決する
もので、従来の窓構造では接合のために昇温したものを
常温に戻すと、ベリリウムと窓枠材料との熱膨張係数の
違いのために薄いベリリウム箔の方に内部応力が入って
いたが、本発明では籠と窓枠の間に入る弾性構造自身が
応力１援和機能を有しているうえに、後で高温のロウ接
をした時に先に接合しである低温ロウ接部がある程度可
動となるので、製造時に入る熱応力が６１ｒ実に緩和で
きる。

［実施例］ 以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本発明による軟Ｘ線取出し窓の断面図である。

同図において窓枠１は、−射的に用いられている超高真
空用コンフラツト・フランジの中央部に、例えば直径３
５ｍｍの円形開口部２を設けたもので、ステンレス鋼で
形成されている。軟Ｘ線取出し窓となる円形開口部２を
設けたあとは、通常の超高真空用フランジと全く同様に
コンフラットエッジ３に無酸素銅製カスケラ１〜（図示
せず）をはめ、締めつけ用のボルト穴４にボルトを通し
て真空槽（図示せず）に固定する。

窓部の製作は次のように行う。例えば厚さ３０仮、直径
４５ｍｍの金属ベリリウム箔５の表面の酸化膜を除去し
たのち、直径４ｍｍのＣ字形断面を有し、環径４０ｍｍ
の銅製円環６を６００　’Ｃ程度の温度でロウ接する。

円環断面のたわみの難易は銅の厚みとＣ字形の内部に輸
入するピアノ線製コイルスプリング７の半径方向の剛性
によって調節する。銅の代りにニッケルであってもベリ
リウムとのロウ接部は同様に良好である。この第１のロ
ウ接部８には低温ロウを用いるが、超高真空にさらされ
るので、鉛や亜鉛等蒸気圧の高い元素を含んだロウは使
えない。ベリリウム箔５とＣ字形銅製円環６とをロウ接
したものを、次に窓枠１に７００°Ｃ程度の高温ロウを
用いてロウ接する。この日つ材料の成分にも低温側のロ
ウ材料と同じ注意が必要でおる。この第２のロウ接部９
のロウ接゛の際に、第１のロウ接部８にわずかな荷重を
かけながら行うと、先にロウ接した箇所の気密か損われ
ることはないが、この際にベリリウム筒５が高温になる
ことは極力避けるようにしないと、ベリリウム箔５白身
の破壊強度が低下するおそれかある。なお、本実施例で
は弾性円環６のＣ字形断面の開口を大気圧側にした。開
口を超高真空側にすると円環６内のコイルスプリング７
の存在などのため、超高真空へのガス放出面積か犬ぎく
なるからである。

本実施例によれば、有効径３５ｍｍ、厚み３０庫のベリ
リウム窓が実現できたが、これは１気圧の圧力差のもと
で使用できる。従来はこのような厚みのものは大気圧の
圧力差に耐えられないものが殆どであったのを改善した
ことになる。

［発明の効果］ 以上、説明したとおり、本発明によれば、Ｘ線透過材の
厚みを従来よりも著しり薄クシ、熱応力と静圧応力との
いずれにも対応可能な軟Ｘ線取出し窓の構造およびその
製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は従来例の
断面図、第３図は応力と半径位置との関係を示す図であ
る。 １．２２・・・窓枠　　　　　　　２・・・円形開口部
３・・・コンフラツトエツジ　　４・・・ボルト穴５．
２１・・・ベリリウム筒（Ｘ線透過材）６・・・銅製円
環（弾性部材） ７・・・コイルスプリング ８・・・第１のロウ接部 ９・・・第２のロウ接部 ２３・・・接合部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）超高真空容器の開口部にあってＸ線透過材で形成
   されてなる軟Ｘ線取出し窓の構造において、開口部を縁
   取る窓枠とＸ線透過材との間に、開口面に平行な方向へ
   変形可能な金属製の弾性部材が介設されてなることを特
   徴とする軟Ｘ線取出し窓の構造。
2. （２）超高真空容器の開口部にあつてＸ線透過材で形成
   されてなる軟Ｘ線取出し窓の製造方法において、Ｃ字形
   断面の内部にピアノ線コイルスプリングを包んだ銅製の
   円環と金属ベリリウム薄膜とを融点の低い第１の金属ロ
   ウによりロウ接したのち、その銅製円環を前記第１の金
   属ロウよりも融点の高い第２の金属ロウにより開口部を
   縁取る金属製の窓枠にロウ接することを特徴とする軟Ｘ
   線取出し窓の製造方法。