JPH03171541A - Ｘ線発生装置のターゲット冷却方法および装置 - 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、Ｘ線回折装置などのＸ線機器に用いられるＸ
線発生装置に関する。特に、そのＸ線発生装置に用いら
れるターゲットを冷却するための冷却方法および装置に
関する。

［従来の技術］ 上記のＸ線発生装置として、フィラメントなどの電子発
生手段から発生する電子を，銅，モリブデンなどの金属
から或るターゲットへ街突させて、そのターゲットから
Ｘ線を発生させる形式のものが知られている。この形式
のＸ線発生装置においては、ターゲットへ衝突する電子
の持つエネルギのうちの極めてわずかのものがＸ線とな
り、残りの大部分のものは，熱となってターゲットの内
部へ伝達される。従って，高エネルギのＸ線を長い晴間
連続して発生させようとする場合には，夕一ゲットを冷
却する必要がある。

ターゲットの冷却方法として、フィラメントからターゲ
ットに向けて電子が放出されている間、そのターゲット
内に冷却液，例えば，水を流すという方法が従来より用
いられている。

［発明が解決しようとするａ題コ 上記の従来方法においては、ターゲット内へ供給する冷
却水の流量は常に一定であり，そしてその値は、フィラ
メントの出力が最高出力になって、ターゲットの温度が
最高温度になった場合でも、そのターゲットを十分に冷
却することのできるような非常に大きな流量に設定され
ていた。

しかしながら、道常のＸ線発生装置の稼働時においては
，フィラメントが最高出力で長時間脂動されるというの
はまれであり，多くの場合は、それよりも低出力で堰動
されている。従来方法においてはそのような場合にも、
ターゲットへ供給される冷却水の流量は，常に，フィラ
メントの＆高出力に合わせられていたので、必要以上の
水を無駄に消費することになって不経済であった。

特に、単結晶試料についてのＸ線回折測定においては，
測定時間が数週間におよぶこともあるので、このような
測定においては特に不経済であった。

本発明は、従来の冷却方法における上記の問題点に鑑み
てなされたものであって、ターゲットへ供給する冷却液
の洸量を調節することによって、Ｘ線発生装置のランニ
ングコストを低減することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達或するため、本発明に係るターゲット冷
却方法は，電子発生手段へ供給される電力を測定し，そ
の測定された電力量に基づいて、ターゲットへ供給する
冷却液の流量を調節することを特徴としている。

また、本発明に係るターゲット冷却装置は、ターゲット
に冷却液を供給する冷却液供給路と、その冷却液供給路
中に設けられる流路絞り手段と、電子発生手段への給電
路中に配置された電力検出手段とを有しており、電力検
出手段から出力される電力信号に基づいて流路絞り手段
を作動させ，これによって、ターゲットへ送られる冷却
液の流量を制御することを特徴としている。

［作用コ 請求項１および２の発明において、電子発生手段（フィ
ラメント５）へ供給される電力量を検出することにより
、ターゲット（１）の昇温の程度を知ることができる。

この検知したターゲット温度に基づいて、ターゲットへ
供給する冷却液（冷却水）の流量を調節する。すなわち
、大きな電力が供給されてターゲットが高温になる場合
には、冷却液の流量を大きくし、供給電力が少ない場合
には，冷却液の流量も少なくする。

請求項２の発明において、制御手段（制御装置１２）は
、電力検出手段（電力検出器１３）によって検出された
電力値に基づいて、流路絞り手段（流路絞り装置１１）
を駆動する。これにより、電力量が大きいときは、冷却
液供給路（給水管９）の管径が大きくなって給液量が増
大し、一方，電力量が小さいときは、その管径が狭めら
れて給液量が減少する。

［実施例コ 第１図は、本発明に係るターゲット冷却装置を用いたＸ
線発生装置の一例を示している。

図において，銅，モリブデンなどの金属によって形或さ
れたターゲット１は、その右端部が大径で、その左端部
が小径の円筒として形成されている。このターゲット１
は，モータなどの開動手段（図示せず）によって廃動さ
れて．矢印Ａのように回転する。

ターゲットエの大径部に対向する位置には、電子発生手
段としてのフィラメント５が配置されている。このフィ
ラメント５には、高電圧発生回路６が接続されていて、
この回路によってフィラメント５に高電圧が印加され、
それによりそのフィラメント５から電子が放出される。

放出された電子は、高速度でターゲット１の外周面に街
突し、その部分からＸ線が発生する。このＸ線は、あら
ゆる方向に散乱するが、通常は、適宜の角度、例えば６
″で取り出されてＸ線回折試験などに用いられる。必要
とされるＸ線量は、試験の種類に応じて異なるので、高
ｆａ／Ｅ発生回路６によるフィラメント５への供ｖｉ電
力量は、希望する任意の値に設定できるようになってい
る。

なお、ターゲット１を上記のように回転させるのは，フ
ィラメント５から放出された電子が特定の１ケ所に集中
して当たるのを防ぐためである。

上記のＸｉ発生過程において，ターゲットエに当たる電
子が有しているエネルギは、その大部分が熱に変わるの
で、ターゲット１は非常に高温になる。よって、本装置
を稼働するにあたっては、そのｌｉＢＩＪ中、ターゲッ
ト■を冷却することが必要となる。

以下に、その冷却を行なうための構或について説明する
。

ターゲット１の内部には、中空管２およびその中空管の
右端に設けられた隔壁３を備えた芯管４が配設されてお
り，これにより，ターゲット１の内部に矢印で示すよう
な通水路が形戊されている。

この通水路は，ターゲット１の左端部で中空管２の外周
に形或される給水口７から始まって，中空管２の左端開
口である排水口８で終わっている。

給水口７には、給水管９が接続されていて、公共水道そ
の他の給水源から、冷却液としての水がその給水管９を
介して給水口７へ送り込まれる。

一方，排水口８には、排水管１０が接続されていて、排
水口８から排出された冷却水がその排水管１０を介して
所定の排水位置へ排出される。

給水管９には、流路絞り装置１１が設けられている。こ
の装置は、制御装置工２からの指示によって脂動され、
給水管９の管径を広げたり、あるいは狭くしたりする。

制御装置ｌ２には、図示の通り、フィラメント５への給
電路に置かれている電力検出器１３が電気的に接続され
ている。電力検帛器１３は、フィラメント５へ供給され
る電力の｛＋ｆｆを検出し，それを電気信号として制御
装置１２へ出力する。

本実施例は以上のように構成されているので、フィラメ
ント５に電力が供給されて電子が放出される間、電力検
出器１３によって、フィラメント５へ供給される電力量
が検出され、その検出結果が，電力信号として制御装置
１２へ送られる。電力信号を受けた制御装置１２は、そ
の信号に基づいて流路絞り装置１１の動作を制御する。

すなわち、フィラメント５への電力供給量が太きいとき
は給水管９の管径を広くし、一方、電力供給量が小さい
ときはその管径を狭くする。これにより、電力供給量が
大きいときはターゲット１への給水量も多くなり，一方
、電力供給量が小さいときは給水量も少なくなる。例え
ば、供給電力が　１８ＫＷのとき給水量を１２１／ｍｊ
ｎとし、供給電力が１２ＫＷのとき給水量を８　１／ｍ
ｉｎとする。

このような給水制御により、ターゲット１の発熱温度に
応じた最適量の冷却水をそのターゲット１へ送り込むこ
とができるようになるので，いたずらに多量の水を無駄
に消費することがなくなる。

この結果、Ｘ線発生装置のランニングコストを低く抑え
ることができる。

なお、流路絞り装置１１は、特別の構造のものに限定さ
れるものではないが，例えば，電磁ソレノイドを使って
弁の開閉をするもの、あるいはステンピイングモータを
使って弁の開閉をするものなど種々の構戊を採用するこ
とができる。

また、本Ｘ線発生装置が適用される本体装置、例えばＸ
線回折装置がコンピュータによって動作制御される場合
には、そのコンピュータによって上記の制御装置工２を
構或することができる。もちろん、Ｘ線発生装置内に独
自のコンピュータを内蔵させ，そのコンピュータによっ
て制御装置ｌ２を構成することもできる。さらに、コン
ビュー夕を用いない、いわゆるディスクリート回路によ
って制御装置１２を構戊しても良い。

以上、１つの実施例をあげて本発明を説明したが、本発
明はその実施例に限定されない。

例えば、上記実施例では電力検出器１３および制御装置
１２を用いて、給水制御を自動的に行なうこととしたが
、これとは別に，高電圧発生回路６による供給電力量を
変更したときには，作業者が手動によって流路絞り装置
１１を操作して、給水量を調節するようにしても良い。

冷却液としては、水に限らず他の媒体を用いることがで
きる。

［発明の効果］ 請求項１および２の発明によれば，ターゲット（１）の
昇温の程度に応じてそのターゲットへ送り込む冷却液の
液量を調節できるので，必要以上の冷却液が無駄に消費
されることが回避され，その結果，Ｘ線発生装置のラン
ニングコストを低減することができた。

請求項２の発明によれば、コスト低減のための冷却水の
調節を自動で行なうことが可能となり、作業者にとって
の作業が楽になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るターゲット冷却装置の一実施例を
示す図式図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子発生手段に電力を供給して電子を発生させ、
   発生したその電子をターゲットに衝突させることによつ
   てそのターゲットからＸ線を発生するＸ線発生装置に用
   いられ、上記のターゲットを冷却するためのターゲット
   冷却方法であつて、 電子発生手段へ供給される電力を測定し、 その測定された電力量に基づいて、ターゲットへ供給す
   る冷却液の流量を調節することを特徴とするターゲット
   冷却方法。
2. （２）電子発生手段に電力を供給して電子を発生させ、
   発生したその電子をターゲットに衝突させることによっ
   てそのターゲットからＸ線を発生するＸ線発生装置に用
   いられ、上記のターゲットを冷却するターゲット冷却装
   置であつて、 ターゲットに冷却液を供給する冷却液供給 路と、 その冷却液供給路中に設けられる流路絞り 手段と、 電子発生手段への給電路中に配置された電 力検出手段と、 電力検出手段から出力される電力信号を受 け、その信号に基づいて流路絞り手段を作動させて、タ
   ーゲットへ送られる冷却液の流量を制御する制御手段と を有することを特徴とするターゲット冷却装置。