JPH10170699A - Ｘ線発生装置 - Google Patents
Ｘ線発生装置Info
- Publication number
- JPH10170699A JPH10170699A JP8327095A JP32709596A JPH10170699A JP H10170699 A JPH10170699 A JP H10170699A JP 8327095 A JP8327095 A JP 8327095A JP 32709596 A JP32709596 A JP 32709596A JP H10170699 A JPH10170699 A JP H10170699A
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- Japan
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- ray
- target
- pinhole
- reflecting mirror
- energy
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、小型で、高い指向性を有し、単色
かつ可変エネルギーのＸ線を発生する装置を提供する。 【解決手段】 本発明のＸ線発生装置は、所望の間隔で
薄膜を積層した標的２に高エネルギーの電子を照射して
干渉性遷移放射によりＸ線を発生させるＸ線発生装置に
おいて、前記標的２からＸ線放射方向側に、Ｘ線発生軸
に一致する中心軸を持ち内側が反射面となっている円筒
形の反射鏡３と、反射鏡３からＸ線放射方向側で且つＸ
線発生軸上にピンホール４とを設置したことを特徴とす
る。上記特徴において、前記標的２と前記ピンホール４
との間隔を自在に調整できる機構を有することが好まし
い。また、前記ピンホール４を除去すると共に、前記円
筒形の反射鏡３に代えてトロイダル円筒形の反射鏡を用
いても構わない。
かつ可変エネルギーのＸ線を発生する装置を提供する。 【解決手段】 本発明のＸ線発生装置は、所望の間隔で
薄膜を積層した標的２に高エネルギーの電子を照射して
干渉性遷移放射によりＸ線を発生させるＸ線発生装置に
おいて、前記標的２からＸ線放射方向側に、Ｘ線発生軸
に一致する中心軸を持ち内側が反射面となっている円筒
形の反射鏡３と、反射鏡３からＸ線放射方向側で且つＸ
線発生軸上にピンホール４とを設置したことを特徴とす
る。上記特徴において、前記標的２と前記ピンホール４
との間隔を自在に調整できる機構を有することが好まし
い。また、前記ピンホール４を除去すると共に、前記円
筒形の反射鏡３に代えてトロイダル円筒形の反射鏡を用
いても構わない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線発生装置に係る、
より詳細には、小型で、高い指向性を有し、単色かつ可
変エネルギーのＸ線を発生する装置に関する。
より詳細には、小型で、高い指向性を有し、単色かつ可
変エネルギーのＸ線を発生する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＸ線発生装置は、Ｘ線の発生機構
から大きく２種類に分けられる。
から大きく２種類に分けられる。
【０００３】その一つは数十ｋｅＶの電子線を適当な標
的に照射してＸ線を発生させる低エネルギー電子照射型
のＸ線発生装置であり、もう一つは数百ＭｅＶ〜数Ｇｅ
Ｖのエネルギーの電子を磁場で曲げてＸ線を発生させる
シンクロトロン放射装置である。
的に照射してＸ線を発生させる低エネルギー電子照射型
のＸ線発生装置であり、もう一つは数百ＭｅＶ〜数Ｇｅ
Ｖのエネルギーの電子を磁場で曲げてＸ線を発生させる
シンクロトロン放射装置である。
【０００４】しかしながら、低エネルギー電子線照射型
のＸ線発生装置には、次のような問題があった。
のＸ線発生装置には、次のような問題があった。
【０００５】（１）発生できるＸ線のエネルギーが、標
的物質の特性Ｘ線に限られる。例えばＥＸＡＦＳのよう
なＸ線による物質分析においてはＸ線のエネルギーを変
化させることがが必要となるが、このＸ線源は標的物質
に特有な線スペクトルの特性Ｘ線しか発生しないので、
使用できない。
的物質の特性Ｘ線に限られる。例えばＥＸＡＦＳのよう
なＸ線による物質分析においてはＸ線のエネルギーを変
化させることがが必要となるが、このＸ線源は標的物質
に特有な線スペクトルの特性Ｘ線しか発生しないので、
使用できない。
【０００６】（２）このＸ線源からの放射は指向性がな
いため、実際に使用する場所では強度が低下してしま
う。
いため、実際に使用する場所では強度が低下してしま
う。
【０００７】一方、シンクロトロン放射装置には、次の
ような問題があった。 （３）帯域、指向性、強度の点では優れているが、装置
が非常に大型で、極めて高価なため、一般には導入が難
しい。
ような問題があった。 （３）帯域、指向性、強度の点では優れているが、装置
が非常に大型で、極めて高価なため、一般には導入が難
しい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、小型で、高
い指向性を有し、単色かつ可変エネルギーのＸ線を発生
する装置を提供することを目的とする。
い指向性を有し、単色かつ可変エネルギーのＸ線を発生
する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】本発明のＸ線発生装置
は、所望の間隔で薄膜を積層した標的に高エネルギーの
電子を照射して干渉性遷移放射によりＸ線を発生させる
Ｘ線発生装置において、前記標的からＸ線放射方向側
に、Ｘ線発生軸に一致する中心軸を持ち内側が反射面と
なっている円筒形の反射鏡と、前記反射鏡からＸ線放射
方向側で且つＸ線発生軸上にピンホールとを、設置した
ことを特徴とする。
は、所望の間隔で薄膜を積層した標的に高エネルギーの
電子を照射して干渉性遷移放射によりＸ線を発生させる
Ｘ線発生装置において、前記標的からＸ線放射方向側
に、Ｘ線発生軸に一致する中心軸を持ち内側が反射面と
なっている円筒形の反射鏡と、前記反射鏡からＸ線放射
方向側で且つＸ線発生軸上にピンホールとを、設置した
ことを特徴とする。
【００１０】上記特徴において、前記標的と前記ピンホ
ールとの間隔を自在に調整できる機構を有することが好
ましい。
ールとの間隔を自在に調整できる機構を有することが好
ましい。
【００１１】また、本発明のＸ線発生装置は、所望の間
隔で薄膜を積層した標的に高エネルギーの電子を照射し
て干渉性遷移放射によりＸ線を発生させるＸ線発生装置
において、前記標的からＸ線放射方向側に、Ｘ線発生軸
に一致する中心軸を持ち内側が反射面となっているトロ
イダル円筒形の反射鏡を設置したことを特徴とする。
隔で薄膜を積層した標的に高エネルギーの電子を照射し
て干渉性遷移放射によりＸ線を発生させるＸ線発生装置
において、前記標的からＸ線放射方向側に、Ｘ線発生軸
に一致する中心軸を持ち内側が反射面となっているトロ
イダル円筒形の反射鏡を設置したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
施の形態を詳細に説明する。
【００１３】本発明は、干渉性遷移放射という原理に基
づき考案したものである。この放射は、高エネルギー電
子が適当な物質からなる薄膜を適当な間隔で積層した標
的を通過する際に発生する。このような干渉性遷移放射
をＸ線領域で発生させるためには、標的に通常存在する
固体物質を使用する場合、必要な電子ビームのエネルギ
ーは数メガ電子ボルト以上である。
づき考案したものである。この放射は、高エネルギー電
子が適当な物質からなる薄膜を適当な間隔で積層した標
的を通過する際に発生する。このような干渉性遷移放射
をＸ線領域で発生させるためには、標的に通常存在する
固体物質を使用する場合、必要な電子ビームのエネルギ
ーは数メガ電子ボルト以上である。
【００１４】図１は、上述した干渉性遷移放射を説明す
る概念図である。図１に示すように、放射は電子ビーム
の進行方向に対して約１／γ［ｒａｄ］（γ＝ｍ／
ｍ0、ここでｍは当該高エネルギー電子の質量、ｍ0は静
止電子の質量）の角度をなす円錐方向を中心に発生す
る。γは通常１より十分大きいので放射は電子ビームの
進行方向に集中した指向性の良いものとなる。また電子
ビームの断面積や積層標的の厚さは十分小さくできるた
め、この放射はほぼ点光源からの放射と見なすことがで
きる。従って、集光して輝度を大きくすることも容易で
ある。
る概念図である。図１に示すように、放射は電子ビーム
の進行方向に対して約１／γ［ｒａｄ］（γ＝ｍ／
ｍ0、ここでｍは当該高エネルギー電子の質量、ｍ0は静
止電子の質量）の角度をなす円錐方向を中心に発生す
る。γは通常１より十分大きいので放射は電子ビームの
進行方向に集中した指向性の良いものとなる。また電子
ビームの断面積や積層標的の厚さは十分小さくできるた
め、この放射はほぼ点光源からの放射と見なすことがで
きる。従って、集光して輝度を大きくすることも容易で
ある。
【００１５】図２は、上述した干渉性遷移放射が有する
Ｘ線エネルギーの放射角度依存性を示したグラフであ
る。図２は、エネルギーが１５メガ電子ボルトの電子
を、０．３８ミクロン厚のシリコン薄膜を０．５３ミク
ロン間隔で５０枚積層した標的に照射した場合の例であ
る。
Ｘ線エネルギーの放射角度依存性を示したグラフであ
る。図２は、エネルギーが１５メガ電子ボルトの電子
を、０．３８ミクロン厚のシリコン薄膜を０．５３ミク
ロン間隔で５０枚積層した標的に照射した場合の例であ
る。
【００１６】図２から分かるように、干渉性遷移放射
は、電子ビームの進行方向に対する角度が小さいほど高
エネルギーのＸ線を発生するという性質がある。すなわ
ち、この放射をある特定の角度において微小角度領域を
観測すると単一の鋭いピークを有する分光されたＸ線と
なる。
は、電子ビームの進行方向に対する角度が小さいほど高
エネルギーのＸ線を発生するという性質がある。すなわ
ち、この放射をある特定の角度において微小角度領域を
観測すると単一の鋭いピークを有する分光されたＸ線と
なる。
【００１７】以上述べた干渉性遷移放射の特性を利用し
て、図３に示すような可変エネルギーのＸ線発生装置を
構成することができる。
て、図３に示すような可変エネルギーのＸ線発生装置を
構成することができる。
【００１８】図３の装置では、同じエネルギーのＸ線は
電子ビームの進行方向に対して同じ角度を持つ円錐状に
発生し、また異なるエネルギーのＸ線は異なる角度で発
生する。従って、標的の先に光の発生軸（図３：Ａ−
Ａ’）に中心軸を持ち、内面が反射面になっている円筒
形の鏡を設置すると、Ｘ線はそのエネルギーによって異
なるＡ−Ａ’軸上の点に焦点を結ぶ。
電子ビームの進行方向に対して同じ角度を持つ円錐状に
発生し、また異なるエネルギーのＸ線は異なる角度で発
生する。従って、標的の先に光の発生軸（図３：Ａ−
Ａ’）に中心軸を持ち、内面が反射面になっている円筒
形の鏡を設置すると、Ｘ線はそのエネルギーによって異
なるＡ−Ａ’軸上の点に焦点を結ぶ。
【００１９】そこで、この軸上にピンホールを設置して
ピンホールを通過したＸ線を観測すると、ピンホール位
置に焦点を結ぶ条件のＸ線、即ちある決まったエネルギ
ーのＸ線だけが集光されてピンホールを通過し、他の波
長のものはピンホールによって排除される。従って、強
度が強くかつ分光されたＸ線を得ることができる。
ピンホールを通過したＸ線を観測すると、ピンホール位
置に焦点を結ぶ条件のＸ線、即ちある決まったエネルギ
ーのＸ線だけが集光されてピンホールを通過し、他の波
長のものはピンホールによって排除される。従って、強
度が強くかつ分光されたＸ線を得ることができる。
【００２０】また標的とピンホールの距離を変化させる
と、得られるＸ線のエネルギーを変化させることができ
る。
と、得られるＸ線のエネルギーを変化させることができ
る。
【００２１】さらに図３の円筒鏡をトロイダル円筒鏡に
代えて、全てのエネルギーのＸ線を一点に集光した場合
は、連続エネルギーの強いＸ線を得ることができる。
代えて、全てのエネルギーのＸ線を一点に集光した場合
は、連続エネルギーの強いＸ線を得ることができる。
【００２２】
【実施例】以下、図面を参照して本発明に係るＸ線発生
装置を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。
装置を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。
【００２３】（実施例１）本例では、図４（ａ）に示し
たＸ線発生装置を用いた。
たＸ線発生装置を用いた。
【００２４】図４（ａ）に示したＸ線発生装置は、電子
加速器１と、適当な物質からなる薄膜を適当な間隔で積
層した標的２と、標的２よりもＸ線放射方向側にＸ線発
生軸Ｂ−Ｂ’に一致する中心軸を持って配置された内側
が反射面となっている円筒形の反射鏡３と、反射鏡３よ
りもＸ線放射方向側のＸ線発生軸Ｂ−Ｂ’上に配置され
たピンホール４と、から構成される。
加速器１と、適当な物質からなる薄膜を適当な間隔で積
層した標的２と、標的２よりもＸ線放射方向側にＸ線発
生軸Ｂ−Ｂ’に一致する中心軸を持って配置された内側
が反射面となっている円筒形の反射鏡３と、反射鏡３よ
りもＸ線放射方向側のＸ線発生軸Ｂ−Ｂ’上に配置され
たピンホール４と、から構成される。
【００２５】電子加速器１で発生した電子は標的２に照
射される。この標的２から発生したＸ線は円筒鏡３によ
って反射され、Ｘ線エネルギーによって異なるＸ線発生
軸Ｂ−Ｂ’上の点に集光されるので、ピンホール４よっ
てこの点に焦点を結んだＸ線のみを取り出すことによ
り、単色のＸ線が得られる。
射される。この標的２から発生したＸ線は円筒鏡３によ
って反射され、Ｘ線エネルギーによって異なるＸ線発生
軸Ｂ−Ｂ’上の点に集光されるので、ピンホール４よっ
てこの点に焦点を結んだＸ線のみを取り出すことによ
り、単色のＸ線が得られる。
【００２６】本例では、上述した図４（ａ）に示すＸ線
発生装置を用いて次なる実験を行った。すなわち、エネ
ルギーが１５メガ電子ボルトの電子を、０．３８ミクロ
ン厚のシリコン薄膜を０．５３ミクロン間隔で５０枚積
層した標的に照射した。その結果を図４（ｂ）に示す。
図４（ｂ）に示すように、強度が強くかつ分光されたＸ
線を得ることができた。
発生装置を用いて次なる実験を行った。すなわち、エネ
ルギーが１５メガ電子ボルトの電子を、０．３８ミクロ
ン厚のシリコン薄膜を０．５３ミクロン間隔で５０枚積
層した標的に照射した。その結果を図４（ｂ）に示す。
図４（ｂ）に示すように、強度が強くかつ分光されたＸ
線を得ることができた。
【００２７】（実施例２）本例では、図５に示したＸ線
発生装置を用いた。図５のＸ線発生装置は、標的２とピ
ンホール４との間隔を自在に調整できる機構５を設けた
点が図４と異なる。他の点は、実施例１と同様とした。
発生装置を用いた。図５のＸ線発生装置は、標的２とピ
ンホール４との間隔を自在に調整できる機構５を設けた
点が図４と異なる。他の点は、実施例１と同様とした。
【００２８】すなわち、図５のＸ線発生装置は、電子加
速器１と、適当な物質からなる薄膜を適当な間隔で積層
した標的２と、標的２よりもＸ線放射方向側にＸ線発生
軸Ｃ−Ｃ’に一致する中心軸を持って配置された内側が
反射面となっている円筒形の反射鏡３と、反射鏡３より
もＸ線放射方向側のＸ線発生軸Ｃ−Ｃ’上に配置された
ピンホール４と、標的２とピンホール４との間隔が変化
できるような移動機構５とから構成される。
速器１と、適当な物質からなる薄膜を適当な間隔で積層
した標的２と、標的２よりもＸ線放射方向側にＸ線発生
軸Ｃ−Ｃ’に一致する中心軸を持って配置された内側が
反射面となっている円筒形の反射鏡３と、反射鏡３より
もＸ線放射方向側のＸ線発生軸Ｃ−Ｃ’上に配置された
ピンホール４と、標的２とピンホール４との間隔が変化
できるような移動機構５とから構成される。
【００２９】本例に係るＸ線発生装置（図５）では、実
施例１と同様に単色のＸ線が得られると共に、標的２と
ピンホール４との間隔を変化させることにより、ピンホ
ール４を通過してくるＸ線のエネルギーを変化させるこ
とができる。
施例１と同様に単色のＸ線が得られると共に、標的２と
ピンホール４との間隔を変化させることにより、ピンホ
ール４を通過してくるＸ線のエネルギーを変化させるこ
とができる。
【００３０】（実施例３）本例では、図６に示したＸ線
発生装置を用いた。図６のＸ線発生装置は、図４に示し
た円筒形の反射鏡３の代わりにトロイダル円筒形の反射
鏡６を用い、図４の装置で用いたピンホール４を取り除
いた点が実施例１と異なる。他の点は、実施例１と同様
とした。
発生装置を用いた。図６のＸ線発生装置は、図４に示し
た円筒形の反射鏡３の代わりにトロイダル円筒形の反射
鏡６を用い、図４の装置で用いたピンホール４を取り除
いた点が実施例１と異なる。他の点は、実施例１と同様
とした。
【００３１】すなわち、図６のＸ線発生装置は、電子加
速器１と、適当な物質からなる薄膜を適当な間隔で積層
した標的２と、標的２よりもＸ線放射方向側にＸ線発生
軸Ｄ−Ｄ’に一致する中心軸を持って配置された内側が
反射面となっているトロイダル円筒形の反射鏡６とから
構成される。
速器１と、適当な物質からなる薄膜を適当な間隔で積層
した標的２と、標的２よりもＸ線放射方向側にＸ線発生
軸Ｄ−Ｄ’に一致する中心軸を持って配置された内側が
反射面となっているトロイダル円筒形の反射鏡６とから
構成される。
【００３２】本例に係るＸ線発生装置（図６）では、電
子加速器１で発生した電子は標的２に照射される。この
標的２から発生したＸ線はトロイダル円筒形の反射鏡６
によって反射され、Ｘ線エネルギーにかかわらずＸ線発
生軸Ｄ−Ｄ’上の一点に集光することができる。その結
果、この焦点上に連続したエネルギーの強いＸ線を得る
ことができる。
子加速器１で発生した電子は標的２に照射される。この
標的２から発生したＸ線はトロイダル円筒形の反射鏡６
によって反射され、Ｘ線エネルギーにかかわらずＸ線発
生軸Ｄ−Ｄ’上の一点に集光することができる。その結
果、この焦点上に連続したエネルギーの強いＸ線を得る
ことができる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
小型で、高い指向性を有し、単色かつ可変エネルギーの
Ｘ線を発生することができる装置が得られる。
小型で、高い指向性を有し、単色かつ可変エネルギーの
Ｘ線を発生することができる装置が得られる。
【図１】本発明の基本原理である干渉性遷移放射を説明
する概念図である。
する概念図である。
【図２】本発明に係る、干渉性遷移放射が有するＸ線エ
ネルギーの放射角度依存性を示したグラフである。
ネルギーの放射角度依存性を示したグラフである。
【図３】本発明に係る、可変エネルギーのＸ線発生装置
を示す模式的な断面図である。
を示す模式的な断面図である。
【図４】本発明に係るＸ線発生装置の一例を示す模式的
な断面図である。
な断面図である。
【図５】本発明に係るＸ線発生装置の他の一例を示す模
式的な断面図である。
式的な断面図である。
【図６】本発明に係るＸ線発生装置の他の一例を示す模
式的な断面図である。
式的な断面図である。
１ 電子加速器、 ２ 標的、 ３ 円筒形の反射鏡、 ４ ピンホール、 ５ 標的２とピンホール４との間隔を自在に調整できる
機構、 ６ トロイダル円筒形の反射鏡。
機構、 ６ トロイダル円筒形の反射鏡。
Claims (3)
- 【請求項１】 所望の間隔で薄膜を積層した標的に高エ
ネルギーの電子を照射して干渉性遷移放射によりＸ線を
発生させるＸ線発生装置において、前記標的からＸ線放
射方向側に、Ｘ線発生軸に一致する中心軸を持ち内側が
反射面となっている円筒形の反射鏡と、前記反射鏡から
Ｘ線放射方向側で且つＸ線発生軸上にピンホールとを、
設置したことを特徴とするＸ線発生装置。 - 【請求項２】 前記標的と前記ピンホールとの間隔を自
在に調整できる機構を有することを特徴とする請求項１
に記載のＸ線発生装置。 - 【請求項３】 所望の間隔で薄膜を積層した標的に高エ
ネルギーの電子を照射して干渉性遷移放射によりＸ線を
発生させるＸ線発生装置において、前記標的からＸ線放
射方向側に、Ｘ線発生軸に一致する中心軸を持ち内側が
反射面となっているトロイダル円筒形の反射鏡を設置し
たことを特徴とするＸ線発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8327095A JPH10170699A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | Ｘ線発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8327095A JPH10170699A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | Ｘ線発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10170699A true JPH10170699A (ja) | 1998-06-26 |
Family
ID=18195243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8327095A Pending JPH10170699A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | Ｘ線発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10170699A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1152096A (ja) * | 1997-08-06 | 1999-02-26 | Rigaku Ind Co | 点集束型ｘ線分光装置 |
| KR100878693B1 (ko) | 2007-07-27 | 2009-01-13 | 한화엘앤씨 주식회사 | 대면적 방산용 엑스-선 광학필터 및 이를 이용한 엑스-선촬영장치 |
| US10293100B2 (en) | 2004-07-28 | 2019-05-21 | Ethicon Llc | Surgical stapling instrument having a medical substance dispenser |
-
1996
- 1996-12-06 JP JP8327095A patent/JPH10170699A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1152096A (ja) * | 1997-08-06 | 1999-02-26 | Rigaku Ind Co | 点集束型ｘ線分光装置 |
| US10293100B2 (en) | 2004-07-28 | 2019-05-21 | Ethicon Llc | Surgical stapling instrument having a medical substance dispenser |
| KR100878693B1 (ko) | 2007-07-27 | 2009-01-13 | 한화엘앤씨 주식회사 | 대면적 방산용 엑스-선 광학필터 및 이를 이용한 엑스-선촬영장치 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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