JPH0513191A - X線発生装置 - Google Patents

X線発生装置

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JPH0513191A
JPH0513191A JP18813191A JP18813191A JPH0513191A JP H0513191 A JPH0513191 A JP H0513191A JP 18813191 A JP18813191 A JP 18813191A JP 18813191 A JP18813191 A JP 18813191A JP H0513191 A JPH0513191 A JP H0513191A
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JP
Japan
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cathode
anticathode
electron
wehnelt
ray generator
Prior art date
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Pending
Application number
JP18813191A
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English (en)
Inventor
Toshikatsu Nakajima
敏勝 中島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rigaku Denki Co Ltd
Rigaku Corp
Original Assignee
Rigaku Denki Co Ltd
Rigaku Corp
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Publication date
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Publication of JPH0513191A publication Critical patent/JPH0513191A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 対陰極上に密度の均一な電子線焦点を結ぶこ
とのできるX線発生装置を提供する。 【構成】 陰極1から放射される電子をウエネルト2に
よって形成される電場を通過させて対陰極3に衝突さ
せ、その対陰極3からX線Rを放射するX線発生装置で
ある。上記陰極1は、対陰極3へ向けて電子Pを放射す
る部分である電子放射部6と、電子放射部6の両側に設
けられていて対陰極3から見て電子放射部6よりも後方
に退避した位置にある予備加熱部7とを有している。ウ
エネルト2は、陰極1の予備加熱部7を覆うように陰極
1に向かって張り出す張出し部11を有している。ま
た、陰極1の側面全域に対向してわずかの間隙をおいて
近接ブロック12が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種のX線利用機器の
X線源として用いられるX線発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来広く用いられているX線発生装置
は、図5に示すように、陰極としてのタングステンコイ
ルフィラメント51と、そのフィラメント51を包囲す
る円筒形状のウエネルト( wehnelt )52と、フィラ
メント51に対向して配置される対陰極53とを有して
いる。フィラメント51の下端部は、ウエネルト52の
底面中央に開けられた開口54内に、図6及び図7のよ
うに挿入されている。図6及び図7は、それぞれ、図5
におけるVI−VI線及びVII−VII線に従った断
面図である。
【0003】フィラメント51は、図示しない電流供給
源によって通電されることによって発熱して熱電子Pを
放出する。ウエネルト52とフィラメント51との間に
は図示しない電圧供給源によって電圧が印加されてお
り、これにより、フィラメント51のまわりに電場が形
成される。フィラメント52から放出された熱電子は、
この電場を通過することにより発散が抑えられ、対陰極
53上に必要な大きさの焦点Qを結んだ状態で対陰極5
3に衝突する。そして、この焦点Qの領域からX線Rが
放射される。もちろん、X線は対陰極53からあらゆる
方向へ向かって放射されるのであるが、図5では便宜
上、X線回折装置などのX線装置に利用されるX線Rの
みを示してある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のX線発生装置に
おいては、陰極としてタングステンコイルフィラメント
51が使用されていた。従って、図6及び図7に示すよ
うに、対陰極53上の電子線焦点Qにおいてフィラメン
ト51の長手方向に沿って、コイル形状に対応した縞状
の濃淡部が形成されてしまう。
【0005】また、図6において、フィラメント51の
両端部は中央部分に比べて温度が低いので、電子線焦点
Qの両端部T1及びT2の電子密度が中央部に比べて低
くなる。
【0006】さらに、図7に示すように、フィラメント
51の短手方向両端から放出される電子線は、ウエネル
ト52によって形成される電界によって中央へ絞り込ま
れる。従って、対陰極53上の電子線焦点Qの短手方向
の両端側S1及びS2は、中央部に比べて電子密度が高
くなる。
【0007】以上のように、陰極としてタングステンコ
イルフィラメントを用いた従来のX線発生装置において
は、対陰極53上に形成される電子線焦点Qの電子線密
度が不均一になり、その結果、均一な強さのX線が得ら
れないという欠点があった。
【0008】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、対陰極上に
密度の均一な電子線焦点を結ぶことのできるX線発生装
置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する、
請求項1記載のX線発生装置は、ランタンヘキサボライ
ド(LaB6)を含む断面方形状の線材によって形成さ
れた陰極と、該陰極を包囲するウエネルトと、陰極に対
向して配置される対陰極とを有しており、陰極から放射
される電子をウエネルトによって形成される電場を通過
させて対陰極に衝突させ、該対陰極からX線を放射する
X線発生装置である。陰極は、対陰極へ向けて電子を放
射する部分である電子放射部と、電子放射部の両側に設
けられていて対陰極から見て電子放射部よりも後方に退
避した位置にある予備加熱部とを有している。ウエネル
トは、上記陰極の予備加熱部を覆うように陰極に向かっ
て張り出す張出し部を有している。
【0010】請求項2記載のX線発生装置は、ランタン
ヘキサボライド(LaB6)を含む断面方形状の線材に
よって形成された陰極と、該陰極を包囲するウエネルト
と、陰極に対向して配置される対陰極とを有しており、
陰極から放射される電子をウエネルトによって形成され
る電場を通過させて対陰極に衝突させ、該対陰極からX
線を放射するX線発生装置であって、陰極の側面全域に
対向してがわずかの間隙をおいて近接ブロックが設けら
れている。
【0011】請求項3記載のX線発生装置は、ランタン
ヘキサボライド(LaB6)を含む断面方形状の線材に
よって形成された陰極と、該陰極を包囲するウエネルト
と、陰極に対向して配置される対陰極とを有しており、
陰極から放射される電子をウエネルトによって形成され
る電場を通過させて対陰極に衝突させ、該対陰極からX
線を放射するX線発生装置であって、上記陰極のうち対
陰極へ向けて電子を放射する部分である電子放射部が、
1本の真っ直ぐな直線状の線材によって構成されてい
る。
【0012】
【作用】請求項1記載のX線発生装置においては、陰極
の長手方向側の端部が予備加熱部によって加熱されて陰
極の中央部と同じ温度に維持される。これにより、陰極
の長手方向に関して均一な密度の電子線が放射され、対
陰極上に均一な電子線焦点が形成される。
【0013】請求項2記載のX線発生装置においては、
陰極側面に近接して配置した近接ブロックのために陰極
側面からの熱電子の発生が抑えられる。従って、対陰極
上における電子線焦点の短手方向から見た場合の両端部
(S1,S2)に電子線が集中して照射されることが防
止され、電子線焦点の電子線密度が均一となる。
【0014】請求項3記載のX線発生装置においては、
1本の真っ直ぐな直線状の線材から長手方向に一様な密
度の電子線が放出される。従って、対陰極上には密度の
濃淡のない均一な電子線焦点が得られる。
【0015】
【実施例】図1は請求項1及び請求項2記載のX線発生
装置の一実施例を示している。同図において、円筒状の
ウエネルト2の中央に設けられた断面長方形状の貫通穴
5の中に、波状にくねった形状を有する陰極1が挿入さ
れている。陰極1の両端には電流供給回路8が接続さ
れ、陰極1とウエネルト2との間には、電圧印加回路9
が接続されている。また、陰極1に対向して配置された
対陰極3と陰極1との間には、別の電圧印加回路10が
接続されている。
【0016】電流供給回路8により陰極1に電流が流さ
れると、陰極1が発熱し、その発熱に伴って熱電子線P
が放射される。この熱電子線Pは、対陰極3上に焦点Q
を結び、その焦点QからX線Rが放射される。この放射
されたX線Rが、X線回折装置その他のX線装置に利用
される。
【0017】陰極1は、図2に示すように、ランタンヘ
キサボライド(LaB6)から成る断面方形状の線材に
よって形成されている。また陰極1は、図3に示すよう
に、対陰極3へ向けて電子を放射する部分である電子放
射部6と、電子放射部6の両側に設けられていて対陰極
3から見て電子放射部6よりも後方に退避した位置にあ
る予備加熱部7とを有している。また、予備加熱部7と
対陰極3との間には、ウエネルト2の一部である張出し
部11が電子照射部6へ向かって張り出している。
【0018】陰極1が通電によって発熱することは前述
の通りであるが、陰極1の両端部、すなわち予備加熱部
7が設けられた部分は、中央部、すなわち電子照射部6
に比べてその温度が低い。そのため、予備加熱部7から
放射される電子線の密度は、電子照射部6から放射され
る電子線の密度よりも低い。従って、仮に、予備加熱部
7から放射された電子をそのまま対陰極3に衝突させる
ようにしておくと、電子線焦点Qにおいて、長手方向か
ら見た場合の両端域T1,T2(図6参照)の電子線密
度が中央領域の電子電密度に比べて低くなり、電子照射
領域Qの電子線密度が不均一になる。
【0019】これに対して本実施例では、予備加熱部7
の前方にウエネルト張出し部11を設け、予備加熱部7
から放射される熱電子が対陰極3へ向かうのを防止して
いる。すなわち、予備加熱部7は、対陰極3に対して熱
電子を供給する働きはしておらず、電子照射部6を予備
的に加熱するという働きをしている。これにより、電子
照射部6の両端部6a及び6bは中央部に比べて低温に
なることがなく、よって、対陰極3上に電子密度の均一
な電子焦点Qが得られる。
【0020】X線用フィラメントとしてタングステン
(W)とLaB6 とを比べた場合、その断面積は、タン
グステンが0.1〜0.3mmであるのに対してLaB
6 は0.7〜0.9mmと太くなっている。これは、L
aB6 が脆いので、これ以上細くすると機械的強度を維
持することが困難になるからである。一般に、抵抗値は
断面積に反比例するので、特に断面積の太いLaB6
おいてはその長さ方向にわたって温度分布を均一にする
ことが難しい。この面からも特にLaB6 を使用した場
合に、予備加熱部7を設けることが、電子照射部6の温
度を均一に維持する上で好都合である。
【0021】また、陰極1はランタンヘキサボライド
(LaB6)によって形成されている。このLaB6 は所
定量の熱電子を放射する上で、タングステン(W)に比
べて、発熱温度が低く、また気化蒸発量も小さい。タン
グステン(W)を用いた従来装置においては、蒸発した
タングステン(W)が対陰極3に付着して該対陰極表面
が汚染されてしまい、純粋な対陰極材料、例えば銅(C
u)、モリブデン(Mo)からの特性X線強度が著しく
減少したり、白色X線にタングステンの特性X線が多数
現れて測定に大きな支障となる。これに対して、LaB
6 を用いた本実施例では、対陰極3の汚染がきわめて少
なくなるので、所望とする特性のX線が長期間にわたっ
て確実に得られる。
【0022】図1及び図2に示すように、陰極1の両側
面の全域に対向して、わずかな間隔L、例えば0.5m
m以下の間隔をおいて、近接ブロック12,12が設け
られている。これらの近接ブロック12は、ウエネルト
2と一体に形成しても良く、あるいは別体の近接ブロッ
クをウエネルトに接合しても良い。
【0023】このような近接ブロック12を設けたこと
により、陰極1の両側面から電子線が放射されることが
なくなり、それ故、電子線焦点Qの短手側両端部S1及
びS2に必要以上の電子線が集中することがなくなる。
その結果、電子線焦点Qの密度がより一層均一になる。
また、近接ブロック12を陰極1に近接させて設けたこ
とにより、陰極1内の温度分布が均一となり、発熱ム
ラ、従って陰極1からの電子線の放射ムラがなくなる。
【0024】図4は他の実施例、特に請求項3に記載の
X線発生装置の実施例を示している。この実施例が図1
に示した実施例と異なる点は、陰極21の電子照射部1
6を、1本の真っ直ぐな直線状の線材によって構成した
ことである。符号17は、図1における予備加熱部7と
同じ働きをする予備加熱部である。
【0025】図1に示した実施例では、電子照射部6の
中央部に波状湾曲部13が形成されていたので、該部か
らの電子線放射量が少なくなり、対陰極3上の電子線焦
点Qの中央部の電子密度が低くなり、図示のように電子
線焦点Qの中央部が途中で切れた形になるおそれがあっ
た。これに対し、図4の実施例では、電子照射部6が1
本の真っ直ぐな直線状の線材によって形成されているの
で、上記のような電子線焦点Qの切れ部の発生がなく、
非常に均一な電子焦点Qが得られる。もちろん、図6に
示したような、コイルフィラメント51のコイル形状に
対応した電子線密度の濃淡も発生しない。
【0026】以上、好ましい実施例をあげて本発明を説
明したが、本発明はそれらの実施例に限定されるもので
はない。例えば、ウエネルト2の全体形状は円筒形状に
限らず、角筒形状その他任意の形状とすることができ
る。
【0027】
【発明の効果】請求項1記載のX線発生装置によれば、
予備加熱部によって電子照射部の両端部が予備的に加熱
されるので、電子照射部の発熱温度が全面にわたって均
一となり、その結果、対陰極上に密度の均一な電子線焦
点を結ぶことが可能となった。
【0028】請求項2記載のX線発生装置によれば、陰
極側面の全域にわたってわずかの間隙を設けて近接ブロ
ックを配設したので、陰極の側面から回り込むようにし
て対陰極上の電子線焦点の短手方向両端部(S1,S
2)に集中して向かう電子線が発生しなくなる。その結
果、対陰極上に密度の均一な電子線焦点を結ぶことが可
能となった。また、近接ブロックを設けたことにより、
陰極の発熱温度が全域にわたって均一となり、その面か
らも密度の均一な電子線焦点を結ぶことが可能となっ
た。
【0029】請求項3記載のX線発生装置によれば、途
中で途切れることのない均一な電子線焦点を対陰極上に
得ることができる。
【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斜
視図である。
【図2】図1のII−II線に従った断面図である。
【図3】図1のIII−III線に従った断面図であ
る。
【図4】本発明に係るX線発生装置の他の実施例を示す
断面図である。
【図5】従来のX線発生装置の一例を示す斜視図であ
る。
【図6】図5のVI−VI線に従った断面図である。
【図7】図5のVII−VII線に従った断面図であ
る。
【符号の説明】
1 陰極 2 ウエネルト 3 対陰極 6 電子照射部 7 予備加熱部 11 ウエネルト張出
し部 12 近接ブロック

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ランタンヘキサボライド(LaB6)を
    含む断面方形状の線材によって形成された陰極と、該陰
    極を包囲するウエネルトと、陰極に対向して配置される
    対陰極とを有しており、陰極から放射される電子をウエ
    ネルトによって形成される電場を通過させて対陰極に衝
    突させ、該対陰極からX線を放射するX線発生装置にお
    いて、 上記陰極は、対陰極へ向けて電子を放射する部分である
    電子放射部と、電子放射部の両側に設けられていて対陰
    極から見て電子放射部よりも後方に退避した位置にある
    予備加熱部とを有しており、 上記ウエネルトは、上記陰極の予備加熱部を覆うように
    陰極に向かって張り出す張出し部を有していることを特
    徴とするX線発生装置。
  2. 【請求項2】 ランタンヘキサボライド(LaB6)を
    含む断面方形状の線材によって形成された陰極と、該陰
    極を包囲するウエネルトと、陰極に対向して配置される
    対陰極とを有しており、陰極から放射される電子をウエ
    ネルトによって形成される電場を通過させて対陰極に衝
    突させ、該対陰極からX線を放射するX線発生装置にお
    いて、 上記陰極の側面全域に対向してわずかの間隙をおいて近
    接ブロックを設けたことを特徴とするX線発生装置。
  3. 【請求項3】 ランタンヘキサボライド(LaB6)を
    含む断面方形状の線材によって形成された陰極と、該陰
    極を包囲するウエネルトと、陰極に対向して配置される
    対陰極とを有しており、陰極から放射される電子をウエ
    ネルトによって形成される電場を通過させて対陰極に衝
    突させ、該対陰極からX線を放射するX線発生装置にお
    いて、 上記陰極のうち対陰極へ向けて電子を放射する部分であ
    る電子放射部は、1本の真っ直ぐな直線状の線材によっ
    て構成されていることを特徴とするX線発生装置。
JP18813191A 1991-07-02 1991-07-02 X線発生装置 Pending JPH0513191A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07211273A (ja) * 1994-01-20 1995-08-11 Rigaku Corp X線発生装置用フィラメント

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07211273A (ja) * 1994-01-20 1995-08-11 Rigaku Corp X線発生装置用フィラメント

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