JPH097534A - X線発生装置 - Google Patents

X線発生装置

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JPH097534A
JPH097534A JP7174369A JP17436995A JPH097534A JP H097534 A JPH097534 A JP H097534A JP 7174369 A JP7174369 A JP 7174369A JP 17436995 A JP17436995 A JP 17436995A JP H097534 A JPH097534 A JP H097534A
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JP
Japan
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ray
target
extraction window
passing portion
filament
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Application number
JP7174369A
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English (en)
Inventor
Katsuyuki Arai
克之 荒井
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Rigaku Denki Co Ltd
Rigaku Corp
Original Assignee
Rigaku Denki Co Ltd
Rigaku Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 X線の減衰が少なく、軟X線にも使用でき、
気密性が優れ、しかも強度が十分なX線取出し用窓を有
するX線発生装置を提供する。 【構成】 電子銃2内のフィラメント8から放出される
電子をロータターゲット3に衝突させてX線焦点Fを形
成し、そのX線焦点FからX線を放射し、放射されたX
線をX線取出し用窓16を通して外部へ取り出す。X線
取出し用窓16に関しては、X線が通過する中心部のX
線通過部の厚さが10μm〜50μm程度に薄く形成さ
れるので該部を通過するX線の減衰を抑えることがで
る。一方、そのまわりのリング状の周辺部の厚さは0.
4mm程度に厚く形成されるので、十分な機械的強度を
得ることができ、固定用フランジ22の内周面全域にロ
ー付け等によって正確に固着できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フィラメントから放出
された電子をターゲットに衝突させてそこからX線を発
生するX線発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】上記のようなX線発生装置は、X線回折
装置その他のX線利用機器のためのX線源として用いら
れる。このX線発生装置では、ケーシング内部に格納さ
れたフィラメント及びターゲットの周囲を真空にした状
態でターゲットから発生するX線をベリリウム等の金属
によって形成されたX線取出し用窓を通して外部へ取り
出すようになっている。この形式のX線発生装置では、
従来、0.1mm〜0.4mm程度の一様な厚さのベリ
リウム板によってX線取出し用窓を形成するのが一般的
であった。
【0003】ベリリウム板の厚さを0.1mm〜0.4
mm程度に設定するのは、主に、以下の理由による。ま
ず、0.4mm以上にすると外部へ取り出すことのでき
るX線の強度が著しく減衰するからである。特に、ター
ゲットから波長の長い軟X線を発生させてそれをX線取
出し用窓から取り出す場合には、そのX線の減衰が特に
顕著である。また、ベリリウム板は、通常、ロー付け等
によって固定用フランジに取り付けられ、さらにその固
定用フランジがX線発生装置のケーシングに固定され
る。ベリリウム板の厚さを0.1mm以上に設定するの
は、ベリリウム板の厚さを0.1mm以下にすると、そ
れをロー付け等によってフランジに固着するとき、ベリ
リウム板が薄過ぎてロー付け等が正常に行われず、その
結果、ケーシング内部を真空に保持することに関して不
良が発生するおそれが高いからである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のX
線発生装置では、X線強度の面から見ればベリリウム板
等の厚さをできる限り薄くしたいのであるが、機械的強
度の面から見ればそのように薄くすることに関して限界
があった。本発明は、その問題点を解消するためになさ
れたものであって、X線取出し用窓を通過するX線の減
衰を低減でき、しかもX線取出し用窓に関して高い機械
的強度を獲得できるX線発生装置を提供することを目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係るX線発生装置は、電子を放出するフィ
ラメントと、該フィラメントに対向して配置されたター
ゲットと、上記フィラメント及び上記ターゲットを気密
に格納するケーシングと、上記ケーシングの適所に設け
られたX線取出し用窓とを有するX線発生装置におい
て、上記X線取出し用窓は、X線が通過するX線通過部
の厚さが薄くその周辺部が厚く形成されることを特徴と
する。例えば、X線通過部は50μm以下、望ましくは
10μm〜50μmの厚さに設定され、そして周辺部は
それよりも厚く、例えば0.4mm程度に設定される。
【0006】一般に、X線発生装置のターゲット3から
は、図8に示すように、ラインフォーカスのX線RL
びポイントフォーカスのX線RP の2種類のX線を取り
出すことができる。ターゲット3からラインフォーカス
のX線RL を取り出す場合には、X線取出し用窓のX線
通過部は該部を通過するX線の断面形状に合わせて長方
形状に形成することが望ましい。また、この場合のX線
通過部の面積はラインフォーカスのX線RL の断面形状
の面積よりも少し広い面積に設定される。また、ターゲ
ット3からポイントフォーカスのX線RP を取り出す場
合には、X線取出し用窓のX線通過部は該部を通過する
X線の断面形状に合わせて円形状又は正方形状に形成す
るのが望ましい。またこの場合にも、X線通過部の面積
はX線の断面形状の面積よりも少し広い面積に設定され
る。
【0007】本発明に係るX線取出し用窓は、軟X線を
発生するX線発生装置に適用する場合に、X線強度の減
衰を低減する上で特に有利である。軟X線というのは、
長い波長、例えば8Å〜44Å程度の波長を有するX線
のことである。8Å近傍の波長のX線は、例えば、アル
ミニウム(Al)製のターゲットに比較的低電圧の管電
圧、例えば20kv程度の管電圧を印加することによっ
て作ることができる。また、44Å近傍の波長のX線
は、例えば炭素(C)製のターゲットに20kv程度の
管電圧を印加することによって作ることができる。
【0008】本発明に係るX線取出し用窓は、例えば、
ベリリウムを蒸発物とする真空蒸着法によって形成でき
るが、そのX線取出し用窓のX線通過部の厚さを薄く形
成し、さらにその周辺部を厚く形成するためには、例え
ば、次のような方法が考えられる。図9に示すように、
真空排気された蒸発槽51の内部でルツボ53内に収納
されたベリリウムBeを蒸発させ、ヒータ54によって
加熱される基板52にその蒸気流を吹き付けて、その基
板52上にX線通過部の厚さに相当する薄い厚さのベリ
リウム板を形成する。その後、X線通過部の形状に合致
するマスクを基板52の中央部に配置した上でさらにベ
リリウムを吹き付けて、厚さの厚い周辺部を積層し、そ
の後、ベリリウム板を基板52から取り外す。但し、こ
れ以外の任意の製法を用いても良い。
【0009】
【作用】フィラメントから放出される電子は高速でター
ゲットに衝突し、そのターゲットからX線が発生し、発
生したそのX線がX線取出し用窓から外部へ取り出され
る。X線取出し用窓のX線通過部分の厚さは薄く形成さ
れるので、その部分を通過するX線の減衰は低減されて
強度の高いX線を外部へ取り出すことができる。また、
X線取出し用窓の周辺部分の厚さは厚く形成されるの
で、X線取出し用窓に高い機械的強度を付与できる。こ
のため、X線取出し用窓の固定用フランジへのロー付け
を全周にわたって確実に行うことができ、その結果、フ
ィラメント及びターゲットを格納したケーシング内を真
空状態に排気するときの真空不良の発生を確実に防止で
きる。
【0010】
【実施例】図1は、本発明に係るX線発生装置の一実施
例を示している。このX線発生装置は、テーブル5の上
に固定されたケーシング1を有している。テーブル5の
上にはX線回折装置等といったX線利用機器(図示せ
ず)が設置される。ケーシング1の内部の上側部分に
は、電子銃2及びそれに対向する円筒形状のロータター
ゲット3が格納されている。電子銃2は、図2に示すよ
うに、直方体形状のケース13内に配置されたフィラメ
ント8と、そのフィラメント8を取り囲むウエネルト1
4とを有している。フィラメント8の両端はケース13
の下方外部へ突出する電極端子15に接続されている。
図1において、電子銃2は、その内部のフィラメント8
がターゲット3に対向するように配置される。波長の長
い軟X線を発生するためにはターゲツト3の材質にアル
ミニウム(Al)や炭素(C)を使用し、波長の短い硬
X線を発生するためには銅(Cu)、モリブデン(M
o)等が使用される。
【0011】ターゲット3はターゲット本体部分7によ
って支持されており、そのターゲット本体部分7はケー
シング1の一側面である部品装着面1cに固定され、そ
の側面を貫通している。ターゲット本体部分7の内部に
は、ターゲット3を回転駆動するための回転駆動装置、
例えばダイレクトモータ及びターゲット3の内部に冷却
水を循環して通水させるための通水機構が格納される。
ターゲット3は、その回転駆動装置によって駆動されて
中心軸線L1を中心として矢印Aのように回転する。
【0012】ターゲット3とテーブル5との間のケーシ
ング1の側面には電力導入端子4が固定される。この電
力導入端子4を介してフィラメント8、ウエネルト1
4、ターゲット3へ電力が供給される。具体的には、フ
ィラメント8を加熱してそこから電子を放出するために
そのフィラメント8に電流が供給され、フィラメント8
のまわりに電場を形成して電子の進行方向を制御するた
めにフィラメント8とウエネルト14との間にバイアス
電圧を印加し、さらに、放出された電子を加速するため
にフィラメント8とターゲット3との間に管電圧を印加
する。軟X線を発生する際には管電圧として20kv以
下を印加し、硬X線を発生する際には管電圧として60
kv程度を印加する。
【0013】テーブル5の下方位置においてケーシング
1の底部に排気ポンプ6が取り付られている。この排気
ポンプ6を作動することにより、ケーシング1の内部、
従って電子銃2及びターゲット3のまわりを真空状態に
排気する。このように真空状態に設定するのは、ケーシ
ング内で放電が発生するのを防止するため、フィラメン
ト8が酸化するのを防止するため、さらに、できるだけ
低いフィラメント温度でフィラメントから電子を十分に
放出できるようにするため等の理由による。
【0014】ケーシング1の上部の両側面には、図3に
示すように、それぞれ1個づつ合計で2個のX線取出し
用窓16,16が互いに対向して配設されている。これ
らのX線取出し用窓16は、図4及び図5に示すよう
に、X線が通過する部分であって円形状のX線通過部2
0と、その周辺に位置するリング状の周辺部21とによ
って構成されている。X線通過部20の厚さt1は10
μm〜50μmに設定され、周辺部21の厚さt2は約
0.4mmに設定される。これらのX線取出し用窓16
はベリリウムによって形成されるが、その理由は、ベリ
リウムは原子番号が4と小さいので、他の材料、例えば
アルミニウム、チタン、鉄等に比べて圧倒的にX線の透
過率が高く、しかも軽く、強度も高いという利点を持っ
ているからである。
【0015】X線取出し用窓16は、ステンレス製でリ
ング状の固定用フランジ22の内周面にロー付けQによ
って気密に固着される。こうして形成された窓ユニット
は、図3に示すように、固定用フランジ22をケーシン
グ1の凹部に嵌合させた状態で押えリング23をボルト
24によってケーシング1に締め付けることによってケ
ーシング1の所定位置に気密に固定される。
【0016】本実施例のX線発生装置は以上のように構
成されているので、図2に示すフィラメント8が通電に
よって発熱して電子を放出すると、その電子はウエネル
ト14によって形成された電場によって進行方向が制御
され、さらにフィラメント8とターゲット3(図3)と
の間に印加された管電圧によって高速に加速された状態
でターゲット3の外周側面に衝突して長方形状のX線焦
点Fを形成し、そのX線焦点FからX線が放射される。
放射されたX線は各X線取出し用窓16を通してライン
フォーカスのX線として外部へ取り出される。
【0017】ラインフォーカスのX線は、図8に示すよ
うに、X線取出し用窓16から見て、長さ(L)×幅
(W)の断面長方形状を有している。図4に示すよう
に、X線取出し用窓16のX線通過部20は、そこを通
過するX線の断面形状よりも少し広い面積の円形状に形
成されている。例えば、図8に示すようにターゲット3
上に0.5mm×10mmの大きさのX線焦点Fを形成
し、そのX線焦点Fから取出し角度α=6゜でX線を取
り出すものとすると、X線の断面寸法は、長さLが10
mmで幅Wが約0.05mmとなる。よって図4におい
て、X線取出し用窓16のX線通過部20の寸法はそれ
らL及びWの寸法に応じて決められる。
【0018】このように形成されたX線取り出し用窓1
6に関しては、X線が通過するX線通過部20が10μ
m〜50μmの薄い厚さに形成されるので、軟X線と呼
ばれる波長が8Å〜44Åの減衰し易いX線でもそれを
減衰させることなく通過させることができる。よって、
強度の強いX線を得ることができる。また、X線通過部
20のまわりの周辺部21の厚さは厚く形成されるの
で、十分な機械的強度が得られ、よって、図4において
その周辺を固定用フランジ22の内周面にロー付けする
とき、その全周をフランジ22に確実に気密に固着でき
る。よって、図3においてケーシング1の内部を真空状
態に排気したとき、空気漏れを確実に防止して高精度の
真空状態を得ることができる。
【0019】図6は、X線取出し用窓の改変例を示して
いる。ここに示したX線取出し用窓26がロー付けQに
よってリング状のフランジ22に固着されることは図4
の実施例の場合と同じである。しかしながらこのX線取
出し用窓26では、X線通過部30の形状が、該部を通
過するラインフォーカスのX線の断面形状D1よりも少
し面積の広い長方形状に形成されている。この実施例に
よれば、厚さの薄いX線通過部30の面積が、図4の実
施例の場合のX線通過部20に比べて小さくなり、その
分だけ厚さの厚い周辺部31の面積が大きくなるので、
X線取出し用窓の全体の機械的強度が向上する。
【0020】図7は、X線取出し用窓のさらに別の改変
例を示している。ここに示したX線取出し用窓36で
は、X線通過部40の形状が、該部を通過するポイント
フォーカスのX線の断面形状D2よりも少し面積の広い
正方形状に形成されている。符号41は周辺部を示して
いる。ポイントフォーカスのX線を使用するこの実施例
では、X線通過部40の形状をX線断面の対角線よりも
少し大きな直径を有する円形状にすることもできる。
【0021】以上、好ましい実施例を挙げて本発明を説
明したが、本発明はそれらの実施例に限定されるもので
はなく、特許請求の範囲に記載した技術的範囲内で種々
に改変できる。例えば、本発明を適用できるX線発生装
置の全体的な構成は、図1に示した構成に限られるもの
でなく、種々の形式のX線発生装置に適用できる。
【0022】
【発明の効果】請求項1記載のX線発生装置によれば、
X線取出し用窓のうちX線が通過する部分であるX線通
過部の厚さを薄く形成したので、ターゲットで発生した
X線をその強度を大きく減衰させることなく外部に取り
出すことができる。特に、波長が長くて減衰し易い軟X
線を使用する場合に有効である。しかも、X線通過部の
まわりの周囲部の厚さを厚く形成したので、X線取出し
用窓に関して十分な機械的強度が得られる。その結果、
そのX線取出し用窓を固定用フランジにロー付けする
際、X線取出し用窓の外周全域を確実にロー付けでき、
よって、X線発生装置の内部を真空状態に保持すること
に関して不良が発生することがほとんどなくなる。
【0023】また、X線通過部の形状をラインフォーカ
ス又はポイントフォーカスに合わせた形状にすれば、厚
さの厚い周辺部の面積を大きくすることができることに
なり、X線取出し用窓の機械的な強度をより一層高める
ことができる。
【0024】本発明によれば、X線通過部の厚さを10
〜50μmのように非常に薄くした場合でも、X線取出
し用窓をロー付けによって正確に固定用フランジに気密
に固着できる。X線通過部の厚さをその程度まで薄くす
れば、該部を通過するX線の強度の減衰を実用上問題と
ならない程度まで小さくできる。
【0025】
【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】電子銃の一例を示す斜視図である。
【図3】図1の要部を示す平面断面図である。
【図4】X線取り出し用窓の一実施例の正面図である。
【図5】図4のB−B線に従ったX線取出し用窓の断面
図である。
【図6】X線取り出し用窓の他の実施例の正面図であ
る。
【図7】X線取り出し用窓のさらに他の実施例の正面図
である。
【図8】ターゲットから発生するX線の取出し方を模式
的に示す斜視図である。
【図9】本発明に係るX線取出し用窓を製造するための
製造方法の一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
1 ケーシング 2 電子銃 3 ロータターゲット 4 電力導入端子 5 テーブル 6 排気ポンプ 7 ターゲット本体部 8 フィラメント 16,26,36 X線取り出し用窓 20,30,40 X線通過部 21,31,41 周辺部 22 固定用フランジ 23 押えリング D1,D2 X線の断面形状 F X線焦点 Q ロー付け部分 RL ラインフォーカスのX線 RP ポイントフォーカスのX線 α X線の取出し角度

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子を放出するフィラメントと、該フィ
    ラメントに対向して配置されたターゲットと、上記フィ
    ラメント及び上記ターゲットを気密に格納するケーシン
    グと、上記ケーシングの適所に設けられたX線取出し用
    窓とを有するX線発生装置において、 上記X線取出し用窓は、X線が通過するX線通過部の厚
    さが薄くその周辺部が厚く形成されることを特徴とする
    X線発生装置。
  2. 【請求項2】 ターゲットからラインフォーカスのX線
    を取り出すようにした請求項1記載のX線発生装置にお
    いて、X線取出し用窓のX線通過部は該部を通過するX
    線の断面形状に合わせて長方形状に形成され、そのX線
    通過部の面積はX線の断面形状の面積よりも少し広いこ
    とを特徴とするX線発生装置。
  3. 【請求項3】 ターゲットからポイントフォーカスのX
    線を取り出すようにした請求項1記載のX線発生装置に
    おいて、X線取出し用窓のX線通過部は該部を通過する
    X線の断面形状に合わせて円形状又は正方形状に形成さ
    れ、そのX線通過部の面積はX線の断面形状の面積より
    も少し広いことを特徴とするX線発生装置。
  4. 【請求項4】 請求項1から請求項3のうちのいずれか
    1つに記載のX線発生装置において、ターゲットから発
    生するX線は波長の長い軟X線であることを特徴とする
    X線発生装置。
  5. 【請求項5】 請求項1から請求項4のうちのいずれか
    1つに記載のX線発生装置において、X線取出し用窓は
    ベリリウムによって形成され、そのX線通過部の厚さは
    50μm以下であることを特徴とするX線発生装置。
JP7174369A 1995-06-16 1995-06-16 X線発生装置 Pending JPH097534A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2007043390A1 (ja) 2005-10-07 2007-04-19 Hamamatsu Photonics K.K. X線管および非破壊検査装置
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