JPS58212045A - X線発生装置用筒状対陰極 - Google Patents
X線発生装置用筒状対陰極Info
- Publication number
- JPS58212045A JPS58212045A JP57094580A JP9458082A JPS58212045A JP S58212045 A JPS58212045 A JP S58212045A JP 57094580 A JP57094580 A JP 57094580A JP 9458082 A JP9458082 A JP 9458082A JP S58212045 A JPS58212045 A JP S58212045A
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- JP
- Japan
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- rays
- anticathode
- ray
- focal point
- tube
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/02—Details
- H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
- H01J35/08—Anodes; Anti cathodes
- H01J35/10—Rotary anodes; Arrangements for rotating anodes; Cooling rotary anodes
- H01J35/105—Cooling of rotating anodes, e.g. heat emitting layers or structures
- H01J35/106—Active cooling, e.g. fluid flow, heat pipes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はX線発生装置用筒状対陰極に関する。
従来、高電圧(通常〃〜1011) kV )で電子を
加速して例えばC11+ Mo l W等の金属の対陰
極に衝突させ、制動輻射及び特性吸収発輝によるX線を
発生させるX線発生装置は公知である。
加速して例えばC11+ Mo l W等の金属の対陰
極に衝突させ、制動輻射及び特性吸収発輝によるX線を
発生させるX線発生装置は公知である。
この種のXi発生装置において最も大°きな課題は。い
かにより強力な・高輝度のX線を発生させるかと言うこ
とであるが、電子を衝突させるのに要する電力の殆んど
が対陰極上で熱に変り、電子線の照射される局所(焦点
)に高温を発生させる。
かにより強力な・高輝度のX線を発生させるかと言うこ
とであるが、電子を衝突させるのに要する電力の殆んど
が対陰極上で熱に変り、電子線の照射される局所(焦点
)に高温を発生させる。
そのため対陰極を損傷し、高輝度力強力X線が得られな
いのが現状である。
いのが現状である。
輝度は単位面積当りのX線発生量、すなわち、単位面積
当りの電子線束の電力量に比例し、その強力度は全X線
発生量、すなわち、全電力量に比例する。
当りの電子線束の電力量に比例し、その強力度は全X線
発生量、すなわち、全電力量に比例する。
従って、より高輝度を得るためには対陰極の冷却の効率
化が、またより強力にするためには焦点面積の増大化が
必要である。しかし、X、@利用の殆んどの場合、焦点
の微小なることを要するので、単なる面積増大は無意味
である。
化が、またより強力にするためには焦点面積の増大化が
必要である。しかし、X、@利用の殆んどの場合、焦点
の微小なることを要するので、単なる面積増大は無意味
である。
従来、対陰極の冷却の効率化をはかるために、板状対陰
極の微小部分に電子線を集束照射1、その裏側を水冷す
る方法(通常封入管式と呼ばれている)が行われている
が、最高へj kWの電子線をO,41XざR2の焦点
面積に照射することφ;できる穆゛度である。
極の微小部分に電子線を集束照射1、その裏側を水冷す
る方法(通常封入管式と呼ばれている)が行われている
が、最高へj kWの電子線をO,41XざR2の焦点
面積に照射することφ;できる穆゛度である。
また、強力高輝度X奪を得る方法として、回転対陰極方
式がある。この方式は対陰極を真空中で□高速度回転さ
せ、且つその裏側を真空に保持しカがら水冷するため、
複雑々構造を必要とし、それでも3.!; kW/ 0
. / x / me、2またはaOkW/ t X
/θwI2の電子線照射が限界とされている。
式がある。この方式は対陰極を真空中で□高速度回転さ
せ、且つその裏側を真空に保持しカがら水冷するため、
複雑々構造を必要とし、それでも3.!; kW/ 0
. / x / me、2またはaOkW/ t X
/θwI2の電子線照射が限界とされている。
本発明は簡単力対陰極構造で、焦点における局所的発熱
を防ぎ、容易に強力カ高輝度のX線束を得、従来の装置
における輝度を大幅に越えるX線発生装置の対陰極を提
供するにある。
を防ぎ、容易に強力カ高輝度のX線束を得、従来の装置
における輝度を大幅に越えるX線発生装置の対陰極を提
供するにある。
本発明のX線発生装置の筒状対陰極を図面に基いて説明
すると、第1図は本発明の筒状対陰極の概念を示す模式
的な断面図であり、第2図は本発明の対陰極のターゲツ
ト面におけるX線強度の方向依存性を示す図である。
すると、第1図は本発明の筒状対陰極の概念を示す模式
的な断面図であり、第2図は本発明の対陰極のターゲツ
ト面におけるX線強度の方向依存性を示す図である。
図において、lは超高真空槽÷、これと対陰極部とが固
定ボルトλによって、メタルバッキング3を介在させて
締めつけられている。jは冷却媒体流路入口で、冷却媒
体はこれより入り、°対陰極部の裏側に通ずる冷却媒体
流路乙を通って冷却媒体流路出口13から排出される。
定ボルトλによって、メタルバッキング3を介在させて
締めつけられている。jは冷却媒体流路入口で、冷却媒
体はこれより入り、°対陰極部の裏側に通ずる冷却媒体
流路乙を通って冷却媒体流路出口13から排出される。
この間に対陰極qの裏側は冷却される。7は筒状ターゲ
ツト面で、その軸方向がフイラメン)1gより発生する
電子和束の中心線とほぼ一致づせである。l/はX線射
出室で、ボルトざによりメタルパツキングラを介して対
陰極に保持されている。/、lはX糾射吊窒//の7ラ
ンジである。7gはフィラメントで、これはフィラメン
ト加熱用電源19により加熱され、X線発生用高電圧1
6により電子線が発生される。〃はウェーネル筒、/7
は一電子の想定軌跡を示す。15は超高真空用排気系接
続口で、/lはアースを示す。
ツト面で、その軸方向がフイラメン)1gより発生する
電子和束の中心線とほぼ一致づせである。l/はX線射
出室で、ボルトざによりメタルパツキングラを介して対
陰極に保持されている。/、lはX糾射吊窒//の7ラ
ンジである。7gはフィラメントで、これはフィラメン
ト加熱用電源19により加熱され、X線発生用高電圧1
6により電子線が発生される。〃はウェーネル筒、/7
は一電子の想定軌跡を示す。15は超高真空用排気系接
続口で、/lはアースを示す。
対陰極qは第2図に示すように、該対陰極のターゲツト
面は筒状例えば円筒状多角筒であり、その軸方向がフイ
ラメン)1gより発生する電子線束の中心線とほぼ一致
させであると共に、その径を・:′、:。
面は筒状例えば円筒状多角筒であり、その軸方向がフイ
ラメン)1gより発生する電子線束の中心線とほぼ一致
させであると共に、その径を・:′、:。
φ(簡)、長さをl (w、 )とし、またターゲット
金属(例えば銅)の密度及びその粘性Xiの波長により
定まるX線の全反射の臨界角をθ。(ランアン)とした
時、φ/μθ。りl<4φ/θ。の関係があどようh筒
状に騰成されている。
金属(例えば銅)の密度及びその粘性Xiの波長により
定まるX線の全反射の臨界角をθ。(ランアン)とした
時、φ/μθ。りl<4φ/θ。の関係があどようh筒
状に騰成されている。
次に実施例によりその作用効果を説明する。
電子銃を含v; ? //の内側を/ x 10” m
Ig以上の超高真空とし、対陰極部を接地して、フイ
ラメン)/と銅製の対陰極4の間に〃〜100 kVの
高電圧をかけると、電子線が発生する。発生したX線は
対陰極の外側の全空間に放射される。しかし、試料を対
陰極のターゲツト面(鏡面に仕上げである。)を筒状例
えば円筒状(八Qtmφ、 /3!;、2■長さ)の断
面積に等しいか、あるいはそれ以下とすると、すべての
Xiが利用される。す力わち、筒で形成される管の断面
積に相当する部分から人。
Ig以上の超高真空とし、対陰極部を接地して、フイ
ラメン)/と銅製の対陰極4の間に〃〜100 kVの
高電圧をかけると、電子線が発生する。発生したX線は
対陰極の外側の全空間に放射される。しかし、試料を対
陰極のターゲツト面(鏡面に仕上げである。)を筒状例
えば円筒状(八Qtmφ、 /3!;、2■長さ)の断
面積に等しいか、あるいはそれ以下とすると、すべての
Xiが利用される。す力わち、筒で形成される管の断面
積に相当する部分から人。
るX線が第2図aに示すように、該管壁に反射されて、
そのすべてが積算されて、X#射出21/に送られる。
そのすべてが積算されて、X#射出21/に送られる。
従って従来装置よりはるかに高輝度、強力なX線が得ら
れる。
れる。
本発明においては、対陰極のターゲツト面を、前記のよ
うに、φ/グθ。くt<qφ/θ。としたため、例えば
!=−!。=コφ/θ。(loは臨界角を満す管長、l
は対陰極の実管長を示す)とすると、第一2図すに示す
ように、管の中心線上でX#出射窓から!。の距離の間
ではX線の全反射現象により最大へj倍の強度増がある
。従って、対陰極を銅(θ = 7.47 X 10−
”ラジアン)、φ=−/1Mn、l二/33; tmと
した場合、対陰極の冷却効率を市販されている封入管と
同じとして、管壁の面積(tng、2酩2)ヲ乗Uり3
91−、kW (AOkV 、 6.61) ”ITO
負荷が可能で、これが実除上、管の断面壇乙。3mJ−
の焦点血清とみ力される。従って、1.00 kWの負
加によるX線を6.3 mR2の焦点力・ら得るのに等
しく、回転対陰極法でX線取出し角を6°としだ通常の
場合における1、0 kW負加のX線を/X/X2O情
意から得るのに比べて輝度で/、6倍、強度で70倍の
X線を得ることができる優れた効果を奏する。
うに、φ/グθ。くt<qφ/θ。としたため、例えば
!=−!。=コφ/θ。(loは臨界角を満す管長、l
は対陰極の実管長を示す)とすると、第一2図すに示す
ように、管の中心線上でX#出射窓から!。の距離の間
ではX線の全反射現象により最大へj倍の強度増がある
。従って、対陰極を銅(θ = 7.47 X 10−
”ラジアン)、φ=−/1Mn、l二/33; tmと
した場合、対陰極の冷却効率を市販されている封入管と
同じとして、管壁の面積(tng、2酩2)ヲ乗Uり3
91−、kW (AOkV 、 6.61) ”ITO
負荷が可能で、これが実除上、管の断面壇乙。3mJ−
の焦点血清とみ力される。従って、1.00 kWの負
加によるX線を6.3 mR2の焦点力・ら得るのに等
しく、回転対陰極法でX線取出し角を6°としだ通常の
場合における1、0 kW負加のX線を/X/X2O情
意から得るのに比べて輝度で/、6倍、強度で70倍の
X線を得ることができる優れた効果を奏する。
また、従来の回転対陰極法における複雑なX線発生機構
に比べて、超高真空を用いることが必要であるが、極め
て簡単な機構でよい効果を有する。
に比べて、超高真空を用いることが必要であるが、極め
て簡単な機構でよい効果を有する。
管長lは、原理的には、長ければ長いほど電子線の照射
面積が増えて、上記効果は大きくなるので、より有効で
あるが、極端に細長い管の内壁に均質に電子線を照射す
ることか、技術的に困難であることと、全反射が二回以
上生じ、そのため一般に完全にはへ〇−″c力い全反射
率のn乗(n回反射として)がかかるので、強度損にな
る。
面積が増えて、上記効果は大きくなるので、より有効で
あるが、極端に細長い管の内壁に均質に電子線を照射す
ることか、技術的に困難であることと、全反射が二回以
上生じ、そのため一般に完全にはへ〇−″c力い全反射
率のn乗(n回反射として)がかかるので、強度損にな
る。
また管長lが上式より短かい場合、短かくてもそれ相応
の効果は期待出来るとしても筒状にする場合の卓効が期
待でき力い。
の効果は期待出来るとしても筒状にする場合の卓効が期
待でき力い。
第1図は本発明の円筒対陰極の概念を示す模式的な断面
図で、第2図のa、bはいずれも本発明の円筒対陰極に
おけるX糾全反射現象を示す説明図である。 /:超高真空槽、 2=対陰極部固定ボルト、3及
び9:メタルパッキング、 t:対陰極、 S:冷却媒体流路入口、乙:冷
却媒体流路、 7二筒状タ一ゲツト面、:1 1:X線射出窓取付はボルト、:′□□□′10二発生
したX線発生の軌跡、 l/:X線射出窓、 12:フランジ、/3:冷却
媒体流路出口、/y、アース、lS:超高真空用排気系
接続口、 /乙:Xk発生用高電圧、/7:−電子の想定軌跡、/
ざ:フィラメント、 lq=フィラメント加熱用電源、 〃:ニラニーネル。 特許出願人 科学技術庁無機材質研究所長1) 中
廣 吉 、′。
図で、第2図のa、bはいずれも本発明の円筒対陰極に
おけるX糾全反射現象を示す説明図である。 /:超高真空槽、 2=対陰極部固定ボルト、3及
び9:メタルパッキング、 t:対陰極、 S:冷却媒体流路入口、乙:冷
却媒体流路、 7二筒状タ一ゲツト面、:1 1:X線射出窓取付はボルト、:′□□□′10二発生
したX線発生の軌跡、 l/:X線射出窓、 12:フランジ、/3:冷却
媒体流路出口、/y、アース、lS:超高真空用排気系
接続口、 /乙:Xk発生用高電圧、/7:−電子の想定軌跡、/
ざ:フィラメント、 lq=フィラメント加熱用電源、 〃:ニラニーネル。 特許出願人 科学技術庁無機材質研究所長1) 中
廣 吉 、′。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 対陰極のターゲツト面を筒状とし、その軸方向がフィラ
メントより発生する電子線束の中心碧とほぼ一致する形
状でおり、該ターゲツト面を、その径をφ鰭、長さをl
vm 、 X線の全反射臨界角をθ。(ラジアン)と
した時、φ/ψθ。≦l≦fφ/θ。 で示される径と長さとした筒状となし、機部状ターゲッ
ト面の裏側に冷却媒体の流路を有し、フィラメントに対
して反対側の口にX線出射窓をシールして保持し、且つ
対陰極を超高真空シールしたことを特徴とするX線発生
装置用筒状対陰極。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57094580A JPS58212045A (ja) | 1982-06-02 | 1982-06-02 | X線発生装置用筒状対陰極 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57094580A JPS58212045A (ja) | 1982-06-02 | 1982-06-02 | X線発生装置用筒状対陰極 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58212045A true JPS58212045A (ja) | 1983-12-09 |
Family
ID=14114211
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57094580A Pending JPS58212045A (ja) | 1982-06-02 | 1982-06-02 | X線発生装置用筒状対陰極 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58212045A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6316535A (ja) * | 1986-07-09 | 1988-01-23 | Rigaku Keisoku Kk | 細径x線ビ−ム発生装置 |
JP2006524892A (ja) * | 2003-04-25 | 2006-11-02 | シーエックスアール リミテッド | X線源 |
US9001973B2 (en) | 2003-04-25 | 2015-04-07 | Rapiscan Systems, Inc. | X-ray sources |
US9208988B2 (en) | 2005-10-25 | 2015-12-08 | Rapiscan Systems, Inc. | Graphite backscattered electron shield for use in an X-ray tube |
US9263225B2 (en) | 2008-07-15 | 2016-02-16 | Rapiscan Systems, Inc. | X-ray tube anode comprising a coolant tube |
US9420677B2 (en) | 2009-01-28 | 2016-08-16 | Rapiscan Systems, Inc. | X-ray tube electron sources |
US9726619B2 (en) | 2005-10-25 | 2017-08-08 | Rapiscan Systems, Inc. | Optimization of the source firing pattern for X-ray scanning systems |
US10483077B2 (en) | 2003-04-25 | 2019-11-19 | Rapiscan Systems, Inc. | X-ray sources having reduced electron scattering |
US10901112B2 (en) | 2003-04-25 | 2021-01-26 | Rapiscan Systems, Inc. | X-ray scanning system with stationary x-ray sources |
US10976271B2 (en) | 2005-12-16 | 2021-04-13 | Rapiscan Systems, Inc. | Stationary tomographic X-ray imaging systems for automatically sorting objects based on generated tomographic images |
-
1982
- 1982-06-02 JP JP57094580A patent/JPS58212045A/ja active Pending
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6316535A (ja) * | 1986-07-09 | 1988-01-23 | Rigaku Keisoku Kk | 細径x線ビ−ム発生装置 |
JP2006524892A (ja) * | 2003-04-25 | 2006-11-02 | シーエックスアール リミテッド | X線源 |
JP4832285B2 (ja) * | 2003-04-25 | 2011-12-07 | シーエックスアール リミテッド | X線源 |
US9001973B2 (en) | 2003-04-25 | 2015-04-07 | Rapiscan Systems, Inc. | X-ray sources |
US10483077B2 (en) | 2003-04-25 | 2019-11-19 | Rapiscan Systems, Inc. | X-ray sources having reduced electron scattering |
US10901112B2 (en) | 2003-04-25 | 2021-01-26 | Rapiscan Systems, Inc. | X-ray scanning system with stationary x-ray sources |
US11796711B2 (en) | 2003-04-25 | 2023-10-24 | Rapiscan Systems, Inc. | Modular CT scanning system |
US9208988B2 (en) | 2005-10-25 | 2015-12-08 | Rapiscan Systems, Inc. | Graphite backscattered electron shield for use in an X-ray tube |
US9726619B2 (en) | 2005-10-25 | 2017-08-08 | Rapiscan Systems, Inc. | Optimization of the source firing pattern for X-ray scanning systems |
US10976271B2 (en) | 2005-12-16 | 2021-04-13 | Rapiscan Systems, Inc. | Stationary tomographic X-ray imaging systems for automatically sorting objects based on generated tomographic images |
US9263225B2 (en) | 2008-07-15 | 2016-02-16 | Rapiscan Systems, Inc. | X-ray tube anode comprising a coolant tube |
US9420677B2 (en) | 2009-01-28 | 2016-08-16 | Rapiscan Systems, Inc. | X-ray tube electron sources |
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