JPH04264298A - コリメータを備えたｘ線発生装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線回折装置等といっ
たＸ線装置においてＸ線を発生させるために用いられる
Ｘ線発生装置に関する。特に、Ｘ線源から発生したＸ線
を微小断面に制限して出射するコリメータを備えたＸ線
発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、Ｘ線発生装置にコリメータを
付設することはよく知られている。一般にコリメータは
、Ｘ線源からあらゆる方向へ発散するＸ線を小さな隙間
又は穴を設けた遮蔽材で制限し、そのＸ線が必要な部分
のみに照射されるようにするために用いられる。通常、
Ｘ線源は、コイル状のフィラメント等によって形成され
る陰極と、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）等によって
形成されていてターゲット等と呼ばれる対陰極とによっ
て構成されている。陰極を高温に加熱してそこから熱電
子を放出させ、陰極と対陰極との間に印加した高電圧に
よってその熱電子を加速して対陰極に衝突させる。 対陰極への電子の衝突により、その対陰極からＸ線が発
生する。

【０００３】上記Ｘ線源は筒状のＸ線管内に密閉して配
置され、通常、そのＸ線管内は真空に保持される。Ｘ線
管内を真空に保持するのは、異常放電を防止したり、フ
ィラメントが酸化して劣化するのを防止したりするため
である。コリメータを備えた従来のＸ線発生装置におい
ては、Ｘ線管内の真空を保持することに大きな注意が注
がれ、そのため、まず気密性の高いＸ線管を製造し、そ
のＸ線管の外部にコリメータを配置するというのが一般
的な構造であった。

【０００４】ところで、Ｘ線発生装置にコリメータを付
設すると、Ｘ線を一部分に制限する関係上、Ｘ線強度が
低下するという問題がある。しかしながら最近では、コ
リメータを用いる場合にも強度の強いＸ線を使ってＸ線
回折測定を実施したいという要求が高まっている。従来
のＸ線発生装置では、コリメータをＸ線管の外側に配置
していたので、コリメータのＸ線入射口とＸ線源との間
の距離が大きくなり、Ｘ線源から放射されたＸ線をコリ
メータ内に多く取り込むことができず、その結果、コリ
メータから出射するＸ線の強度もあまり強くできなかっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のＸ線
発生装置における上記の問題点に鑑みてなされたもので
あって、コリメータによってＸ線の線幅を制限する場合
にも、そのコリメータから強度の強いＸ線を出射するこ
とのできるＸ線発生装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るＸ線発生装
置は、内部が真空に保持されるＸ線管（１）と、Ｘ線管
の内部に設けられるＸ線源（ターゲット２、フィラメン
ト３）と、Ｘ線源から放射されるＸ線を受け入れてその
Ｘ線を微小断面に制限して出射するコリメータ（７）と
を有するＸ線発生装置である。そして上記コリメータは
、Ｘ線を細径の貫通穴内で全反射させながら進行させる
全反射コリメータであり、さらに、コリメータのＸ線入
射端をＸ線管の管壁の外周面よりも内側に配置したこと
を特徴としている。

【０００７】

【作用】全反射コリメータ（７）のＸ線入射端（７ａ）
がＸ線管壁よりも内側に配置されるので、そのＸ線入射
端がＸ線源に近くなる。よって、Ｘ線源から発生したＸ
線を、全反射コリメータ内により多く取り込むことがで
き、従って、コリメータのＸ線出射端（７ｂ）から強度
の強いＸ線を出射することができる。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明に係るＸ線発生装置の一実施
例を上方から見た場合を示している。同図において、Ｘ
線管１の内部に、円柱状のターゲット２及びコイル状の
フィラメント３から成るＸ線源が設けられている。ター
ゲット２は、モータ４によって軸線ωを中心として回転
する。フィラメント３は電流供給源５から供給される電
流によって発熱し、そのとき熱電子を放出する。フィラ
メント３とターゲット２との間には電圧源６によって高
電圧が印加されており、フィラメント３から放出された
上記の熱電子は、その高電圧によって加速されてターゲ
ット２の表面に衝突する。この衝突により、ターゲット
２の表面からＸ線が放射される。

【０００９】こうして放射されたＸ線の一部は、Ｘ線管
１の左側壁に設けられたコリメータ７のＸ線入射端７ａ
を介してそのコリメータ７の内部に取り込まれ、微小断
面のＸ線ビームに制限された状態でそのコリメータ７の
出射端７ｂから外部へ出射される。コリメータ７から出
射された微小断面のＸ線ビームは、例えば、Ｘ線回折測
定に供された試料８に照射され、その試料８内の結晶格
子面との関係で回折条件を満足したときに、その試料８
で回折する。

【００１０】上記のＸ線発生処理が行なわれている間、
Ｘ線管１の内部は、図示されていない真空吸引装置によ
って真空状態に保持されている。これは、フィラメント
３からの異常放電を防止したり、フィラメント３が酸化
によって劣化するのを防止するためである。コリメータ
７とＸ線管１の管壁との間に設けられたＯリング１０は
、Ｘ線管１内の真空を保持するための密封用部材である
。

【００１１】上記のコリメータ７は、図２に示すように
、キャピラリガラス管１４と、そのガラス管１４を包囲
する円筒状の金属カバー１５とを有している。キャピラ
リガラス管１４の内部には、そのガラス管１４を軸方向
に貫通するきわめて細い径、例えば５〜１０μｍの貫通
穴１６が形成されている。また、カバー１５の右端、す
なわちコリメータ７のＸ線入射端７ａには、Ｘ線を透過
させることのできる材料、例えばベリリウム（Ｂｅ）に
よって形成されたキャップ９が気密にはめ込まれている
。これは、ガラス管貫通穴１６によってＸ線管１内の真
空が破られるのを防止するためである。

【００１２】Ｘ線源を構成するターゲット２（図１参照
）から放射されたＸ線は、Ｂｅキャップ９を透過して貫
通穴１６の内部へ入り、その貫通穴１６内を全反射しな
がら左方向へ進行し、ガラス管１４の左端、すなわちＸ
線出射端７ｂから外部へ出射する。Ｘ線は全反射しなが
ら進行するので、出射されるＸ線の線幅がきわめて小さ
く制限されるにもかかわらず、非常に強度の強いＸ線が
得られる。

【００１３】キャピラリガラス管１４の左端部外周には
、リング部材１７がはめられている。このリング部材１
７は弾性部材、例えばゴム等によって環状に形成されて
いる。一方、ガラス管１４の右端部には、弾性付勢部材
１８及び押圧部材１９によって構成されたガラス管角度
調節装置２０が設けられている。図２では、弾性付勢部
材１８及び押圧部材１９が１組だけ示されているが、実
際にはカバー１５の外周面に円周方向に沿って２組以上
、設けられている。

【００１４】図２において弾性付勢部材１８は、カバー
１５から突出する環状突出部２１に螺合するケーシング
２２と、そのケーシング２２内に納められた圧縮バネ２
３と、その圧縮バネ２３によって付勢されるチップ２４
とによって構成されている。キャピラリガラス管１４は
、チップ２４によって付勢、すなわち力が加えられてい
る。押圧部材１９は、弾性付勢部材１８と対向する位置
に設けられていて、カバー１５の外周面に設けられた上
記の環状突出部２１に螺合するネジ部材によって構成さ
れている。

【００１５】キャピラリガラス管１４に関する以上の構
成により、押圧部材１９をカバー１５の内部へねじ込め
ば、弾性付勢部材１８のバネ力に抗してガラス管１４が
、リング部材１７を中心として、カバー１５内において
矢印Ａ方向へわずかに傾動する。逆に、押圧部材１９の
ねじを緩めてそれをカバー１５の外部へ引き出せば、弾
性付勢部材１８のバネ力によりガラス管１４が矢印Ａ’
方向へ傾動する。

【００１６】図１においてＸ線回折測定を行なう場合に
は、それに先立って光軸調節作業が行なわれる。すなわ
ち、キャピラリガラス管１４内の貫通穴１６が延びる方
向と、Ｘ線源（すなわち、ターゲット２のＸ線放射点）
と試料８とを結ぶ直線とを一致させる作業が行なわれる
。この場合には、図２において押圧部材１９を適宜に回
転調節し、リング部材１７を中心としてガラス管１４を
傾動させ、それにより光軸調節を行なう。

【００１７】図２において、キャピラリガラス管１４及
びカバー１５のＸ線出射側先端部（図の左端部）には、
先端に向うほど細くなるような傾斜Ｑ及びＲがつけられ
ている。仮に、このような傾斜Ｑ，Ｒが設けられていな
いと、試料４で回折した回折Ｘ線のうちコリメータ１０
の方向へ向うものの進行がそのコリメータ１０によって
阻止されてしまい、その部分の回折Ｘ線の強度を測定で
きなくなる。これに対し、上記のようにコリメータ１０
の先端に傾斜Ｑ及びＲを設けておけば、そのような回折
Ｘ線の進行を阻止することがなくなり、より多くの回折
Ｘ線情報を得ることが可能となる。

【００１８】上記の実施例において、コリメータ７のＸ
線入射端７ａは、Ｘ線管１の管壁を貫通してそのＸ線管
１の内部に突出している。すなわち、コリメータ７のＸ
線入射端７ａはＸ線管１の管壁の外周面よりも内側に配
置されている。従ってコリメータ７は、そのＸ線入射端
７ａがＸ線管１の外側に配置されている場合と比べて、
より多くのＸ線を取り込むことができる。その結果、コ
リメータ７のＸ線出射端７ｂから強度の強いＸ線を得る
ことができる。

【００１９】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るものではない
。例えば、上記実施例では、コリメータ７に弾性付勢部
材１８及び押圧部材１９から成るガラス管角度調節装置
２０並びにガラス管の傾動の中心となる弾性リング部材
１７を設けてあるが、角度調節装置２０及びリング部材
１７は必ずしも設ける必要はない。コリメータ７それ自
体も、上記実施例以外の他の構成とすることができる。 例えば、場合によっては、キャピラリガラス管１４と金
属カバー１５とによって構成される２重構造とせずに、
キャピラリガラス管１４のみによってコリメータ７を構
成することもできる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、全反射コリメータ（７
）のＸ線入射端（７ａ）をＸ線源（ターゲット２）に近
づけることができるので、より多くのＸ線を全反射コリ
メータ内に取り込むことができ、その結果、全反射コリ
メータから強度の強いＸ線を出射することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＸ線発生装置の一実施例を示す平
面断面図である。

【図２】図１における主要部材であるコリメータの側面
断面図である。

【符号の説明】

１　　Ｘ線管　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　２ターゲット３　　フィラメント　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７　　コ
リメータ ７ａ　　コリメータＸ線入射端　　　　　　　　　　　
　１４　　キャピラリガラス管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　内部が真空に保持されるＸ線管と、Ｘ
   線管の内部に設けられるＸ線源と、Ｘ線源から放射され
   るＸ線を受け入れそのＸ線を微小断面に制限して出射す
   るコリメータとを有するＸ線発生装置において、上記コ
   リメータは、Ｘ線を細径の貫通穴内で全反射させながら
   進行させる全反射コリメータであり、コリメータのＸ線
   入射端をＸ線管の管壁の外周面よりも内側に配置したこ
   とを特徴とするＸ線発生装置。