JPH11339704A - 回転対陰極x線発生装置 - Google Patents
回転対陰極x線発生装置Info
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- JPH11339704A JPH11339704A JP10148650A JP14865098A JPH11339704A JP H11339704 A JPH11339704 A JP H11339704A JP 10148650 A JP10148650 A JP 10148650A JP 14865098 A JP14865098 A JP 14865098A JP H11339704 A JPH11339704 A JP H11339704A
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- H01J2235/08—Targets (anodes) and X-ray converters
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Abstract
越えた出力を得ることが可能な回転対陰極X線発生装置
を提供する。 【解決手段】 回転対陰極1の表面であって該対陰極の
回転による遠心力が対陰極の表面から内部に向かって作
用する部位に電子線照射部1aを設けた。
Description
きる回転対陰極X線発生装置にに関する。
り強い強度のX線を試料に照射して測定を行う必要のあ
る場合がある。この様な場合に用いられるX線発生装置
として従来から回転対陰極X線発生装置が知られてい
る。
却媒体を流通させた円柱状の対陰極(ターゲット)を高
速で回転させながら、その外周表面に電子線を照射して
X線を発生させるものである。この回転対陰極X線発生
装置は、ターゲットを固定した固定ターゲットのタイプ
に比較してターゲット上の電子線の照射位置が時々刻々
と変化するので冷却効率が極めて高く、したがって、対
陰極に大電流の電子線を照射することができ、強力な
(高輝度の)X線を発生させることができる。
線の出力は陰極と対陰極との間に印加する電力(電流×
電圧)に対応するので、X線の出力強度をこの電力で表
示すると、上記従来の回転対陰極X線発生装置では、タ
ーゲット上に0.1×1mmの電子ビームを照射する汎
用のX線発生装置の場合は、最大1.2kW程度、超高
輝度といわれるものでも最大3.5kW程度の出力を得
るのが限界であった。
のであり、従来の回転対陰極X線発生装置の出力限界を
越えた出力を得ることが可能な回転対陰極X線発生装置
を提供することを目的とするものである。
めの手段として、第1の発明は、回転する対陰極に陰極
から射出される電子線を照射してX線を発生させる回転
対陰極X線発生装置において、前記対陰極の表面であっ
て回転による遠心力が該対陰極の表面から内部に向かっ
て作用する部位に前記電子線を照射するようにしたこと
を特徴とする回転対陰極X線発生装置である。
射出される電子線を照射してX線を発生させる回転対陰
極X線発生装置において、前記対陰極は、該対陰極の回
転の中心軸をその中心軸とする筒状部分を有し、この筒
状部分の筒の内壁表面に前記電子線を照射するものであ
ることを特徴とする回転対陰極X線発生装置である。
対陰極X線発生装置において、前記対陰極が収納される
対陰極室と前記陰極が収納される陰極室とを隣接して気
密部材で形成し、これら両室を仕切る隔壁に前記陰極か
ら射出される電子線を通過させる小さな貫通孔を設ける
とともに、前記対陰極室及び陰極室の各々に真空排気装
置を接続してそれぞれ真空排気するようにしたことを特
徴とする回転対陰極X線発生装置である。
て回転による遠心力が該対陰極の表面から内部に向かっ
て作用する部位に電子線を照射するように構成したこと
によって、仮に、電子線の照射によって対陰極表面が溶
解に近い状態になった場合でもその電子線照射部分が対
陰極内部の構造物に支えられて変形もしくは破損するお
それを効果的に阻止することが可能になる。そのため、
対陰極表面を構成する物質が融点に近い温度になるまで
照射電子線の電流を増やすことが可能になる。
装置では、回転による遠心力が電子線照射部である表面
から外方に向かって作用するので、この遠心力に抗して
表面の形状を維持するために融点より大巾に低い温度
(1/2以下程度)に対陰極表面を維持しなければなら
なかった。また、それゆえ、対陰極表面の温度がその範
囲を越えないように、照射する電子線による電流が制限
されていたものである。
よる変形を著しく軽減できるので、対陰極表面の温度を
融点の近傍もしくは融点以上(従来の2.5倍以上)に
設定可能であることから、本発明では、従来の超高輝度
の回転対陰極X線発生装置の最大許容負荷電力の少なく
とも2.5倍以上の許容負荷電力を有するものとするこ
とが可能であることが判明している。
する部屋である対陰極室と陰極を収納する部屋である陰
極室とを仕切って各々独立に排気するようにすれば、対
陰極の電子線照射部の近傍の真空度の変化が陰極の近傍
の真空度に影響を及ぼすのを軽減できるので、イレギュ
ラー放電のおそれを防止することができる。
るX線発生装置の構成を示す断面図であり、図2は図1
の一部拡大図である。以下、これらの図を参照にしなが
ら一実施の形態を説明する。
陰極室2と、陰極3が収納される陰極室4と、回転対陰
極1を回転駆動する駆動モータ5が設けられた回転駆動
部6とが、隣接して気密構造部材2a、4a及び6aに
よってそれぞれ形成されている。また、対陰極室2と陰
極室4とを仕切る隔壁部2bには、陰極3から射出され
る電子線30を通過させる小さな貫通孔2cが設けられ
ている。さらに、対陰極室2及び陰極室4の各々には図
示しない真空排気装置が接続される真空排気口2d及び
4dが設けられている。
状部11と、この筒状部11の筒の一方の開口部を塞ぐ
ように形成された円板状部12と、前記筒状部11及び
円板状部12の共通の中心軸をその中心軸とする回転軸
部13とが連続して一体に形成され、かつ内部は空洞に
形成されたもので、前記筒状部11の筒の内壁表面1a
を電子線照射部とするものである。
部6内に設けられた1対の軸受け部材13a,13bに
よって回転自在に支持されている。また、回転軸部13
の外周部には上記駆動モータ5の回転子5bが取付けら
れ、この回転子5bを回転駆動する固定子5bが上記回
転駆動部6内において気密構造部材6aに取付けられて
いる。
には、該回転軸部13と気密構造部材6aとの間を気密
に保持して上記体対陰極室2の真空を維持する回転軸シ
ール部材13cが設けられている。
照射部1aの内壁面に冷却水を流通させるための固定隔
壁部材14が挿入設置されている。この固定隔壁部材1
4は、回転軸部13の内部においては筒状をなしてお
り、円板状部12に至ってその筒の端部を円板状に拡
げ、筒状部11の内部の右端部内壁の手前で延長されて
いる。
極1の内部の空洞部分をいわば二重管構造に仕切ってい
る。この二重管の外側管部14aは冷却水の導入口15
に連通されている。なお、回転軸部13の左端部の外周
には軸シール部材15が設けられており、冷却水の導入
口16から導入された冷却水が軸受け部材13bや駆動
モータ5が設けられた収納スペース内に洩れ出ないよう
にしつつ二重管の外側管部14a内に導入されるように
なっている。
れた冷却水は、二重管の外側管部14aを進行し、上記
筒状部11の内部の右端部内壁で折り返して二重管の内
側管部14bに進行して電子線照射部1aの内壁面を冷
却した後、内側管部14b内をさらに進行して冷却水の
排出口17を通じて外部に排出される。
気密構造部材2aには、電子線照射部1aに電子線30
が照射されたときに発生するX線20を外部に取り出す
ためのX線窓21が形成されている。このX線窓21に
はベリリウム膜やニッケル膜等のX線透過性の材料から
なるX線透過膜22が形成されており、対陰極室2の真
空の維持しながらX線を取り出せるようになっている。
33及びウエーネルト34等とから構成されており、高
圧導入部31から導入された数十KVの高圧電力及びフ
ィラメント電力を供給することによって、対陰極1に電
子線30を照射する。
ら冷却水を導入し、駆動モータ5によって回転対陰極1
を高速回転させ、陰極3から対陰極1の電子線照射部1
aに電子線30を照射するとX線20を発生させること
ができる。
変形を著しく軽減できるので、対陰極表面の温度を融点
の近傍もしくは融点以上(従来の2.5倍以上)に設定
可能であることから、本発明では、従来の超高輝度の回
転対陰極X線発生装置の最大許容負荷電力の少なくとも
2.5倍以上の許容負荷電力を有するものとすることが
可能である。
筒状部11の筒の内壁面形状に特に変形加工を加えるこ
となく、すなわち、断面の表面輪郭線が水平(回転軸線
に平行)になる状態のままで、該内壁面を電子線照射部
1aとしたが、これは例えば、電子線照射部1aの表面
をその断面の表面輪郭線が回転軸線に対して数度ないし
十数度いずれかに傾くように形成してもよい。この場
合、この傾きを円板状部11に向かって半径が増すよう
にした場合には、仮に電子線照射部1aの一部が溶解し
てもそれが回転対陰極外部に飛び散るおそれを防止でき
る。また、傾きを逆にした場合には、X線の取り出しが
容易になる。
V字溝状又はU字溝状に形成すれば、仮に電子線照射部
1aの一部が溶解してもそれが回転対陰極1の外部に飛
び散るおそれをより効果的に防止できる。この場合に
は、V字又はU字の溝巾やVの傾斜角度もしくは溝深さ
等は、X線取り出しが可能な寸法にすることは勿論であ
る。さらには、上記U字の曲線形状を、該表面部分が溶
解して液状になった場合に遠心力の作用によって形成さ
れる液状部の表面形状と同一の表面形状に予め形成して
おけば、仮に、表面が溶解状態に近い状態になった場合
においても表面の変形のおそれを軽減することが可能に
なる。
生させるX線の種類で決まるターゲット物質で構成し、
その周囲をより高融点の物質及び/又は熱伝導度のより
高い物質で構成すれば、ターゲット物質の冷却効率の向
上、あるいは、変形防止が図られて、より高出力化する
ことが可能になる。
1aの温度を融点近傍もしくはそれ以上に設定する場合
がある。この場合には対陰極室2内において、電子線照
射部1aを構成する金属の蒸気圧が上昇し、X線透過膜
22が汚染される場合がある。これを防止するために、
対陰極室2内のX線透過膜1aの前面に交換可能なX線
透過性の保護膜を設けることが望ましい。この保護膜と
しては、例えば、反跳電子に耐えられるNi膜等の長尺
状の保護膜をロールに巻いた供給ロールと、この供給ロ
ールの保護膜を巻き取る巻取ロールとをX線窓21の内
側に設け、供給ロールと巻取ロールとの間に張られた保
護膜がX線透過膜1aの前面に配置されるようにすれば
よい。
陰極の表面であって回転による遠心力が該対陰極の表面
から内部に向かって作用する部位に電子線を照射するよ
うに構成したことによって、対陰極表面が溶解に近い状
態になるまで照射電子線の電流を増大することを可能に
し、これによって従来の回転対陰極X線発生装置の出力
限界を越えた極めて大出力の回転対陰極X線発生装置を
得ているものである。
成を示す断面図である。
3…陰極、4…陰極室、5…駆動モータ、6…回転駆動
部、11…筒状部、20…X線、30…電子線。
Claims (3)
- 【請求項1】 回転する対陰極に陰極から射出される電
子線を照射してX線を発生させる回転対陰極X線発生装
置において、 前記対陰極の表面であって回転による遠心力が該対陰極
の表面から内部に向かって作用する部位に前記電子線を
照射するようにしたことを特徴とする回転対陰極X線発
生装置。 - 【請求項2】 回転する対陰極に陰極から射出される電
子線を照射してX線を発生させる回転対陰極X線発生装
置において、 前記対陰極は、該対陰極の回転の中心軸をその中心軸と
する筒状部分を有し、この筒状部分の筒の内壁表面に前
記電子線を照射するものであることを特徴とする回転対
陰極X線発生装置。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載の回転対陰極X線
発生装置において、 前記対陰極が収納される対陰極室と前記陰極が収納され
る陰極室とを隣接して気密部材で形成し、これらを仕切
る隔壁に前記陰極から射出される電子線を通過させる小
さな貫通孔を設けるとともに、前記対陰極室及び陰極室
の各々に真空排気装置を接続してそれぞれ真空排気する
ようにしたことを特徴とする回転対陰極X線発生装置。
Priority Applications (2)
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JP10148650A JPH11339704A (ja) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | 回転対陰極x線発生装置 |
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