JPS6021464B2 - Ｘ線管及びそれを見えるｘ線けい光分析装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、放射窓を有し、Ｘ線ビームを発生させるため
の陰極および陽極を収容する外図器を具えるＸ線管に関
するものである。

又、本発明はこのようなＸ線管を使用したＸ線けし、光
分析装置に関するものである。この種のＸ線源は、英国
特許１２２５４０５号明細書により公知である。

この英国特許明細書に記載されているＸ線管は、ベリリ
ウムで作るのが好適な比較的薄い窓を有している。これ
らのＸ線管では、窓への電子およびＸ線入射のために、
窓材料が激しく加熱される。適切な使用寿命を達成する
ために窓を厚く構成すると、軟×線のかなりの部分が吸
収され、このためＸ線管はこの放射線範囲に対しては能
率的ではない。上述したＸ線管は、陽極から反射されお
よび陽極により放出される２次電子を偏向する働きをす
る磁気偏向機構を具えており、したがって２次電子は放
射窓には達しない。しかし、この種の磁気遮へいシステ
ムは、比較的高価であり、窓付近にかなりのスペースを
必要とする。このスペースは通常は得られない。さらに
、この形式の遮へいはＸ線に対しては効果的でない。米
国特許滋３５３４１号明細書は、随意に用いることので
きる２つの窓を具えるＸ線管を開示している。

このためには、じやばら（戊１１０船）接続部によって
窓を陽極に対し移動することができる。このような運動
機構は比較的複雑であり、それぞれの位置に対する放射
窓の追加の保護が与えられない。本発明の目的は、窓調
整を必要とすることなしに広い波長範囲にわたって測定
を行なうことができ、窓材料の過剰加熱が生じないＸ線
管を提供することにある。

本発明Ｘ線管は、放射窓がその表面を横切って測定され
る非均一な放射線透過率を有することを特徴とするもの
である。

放射窓の非均一透過の結果、本発明Ｘ線管は、広い波長
スペクトルにわたって高い放射効率を有する。

これは、比較的軟らかい放射線が薄い窓部を経て、硬放
射線は厚い窓部を経て通過するからである。本発明の好
適な実施例では、放射窓を一様でない厚さを有する窓プ
レートにより構成する。

他の好適な実施例では、放射窓は２枚の窓プレートの積
み重ねを具え、これら２放の窓プレートのそれぞれは均
一な厚さを有し「薄い窓プレートはＸ線管の真空封止を
与え、厚い窓プレートは窓開口の一部上に延在している
。比較的厚い窓部は、Ｘ線管内で見て陽極ターゲットか
ら遠い位置にある窓開□の一部に設ける。本発明Ｘ線管
を具えるＸ線けし、光装置では、検査されるべき標本の
できるだけ一様なィラジェーションを実現するために、
厚い窓部を窓閉口内に設ける。

これは、窓が標本の比較的近くに設けられている領域に
厚い窓プレートを配置することにより行なわれる。本発
明Ｘ線管の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は、本発明に基づく×線けい光分析管を示す。

このＸ線管は、ガラス外囲器１を具えており、この外図
器の周囲にホルダー２を設ける。このホルダーは、この
場合には油入スペース３を囲み、高電圧プラグ用の引入
れ□４とハウジング内に設けた陰極５用のフィラメント
接続部とを具えている。陰極は、接点ピン８に接続した
供給ＩＪ−ド線７を経て加熱できる放出素子６を具えて
いる。陰極の周囲に遮へいスリーブ９を設ける。放出素
子はフィラメントコイルとして形成することができるが
、米国特許３４９７７５７号明細書に記載されているよ
うに僕熱素子として形成することもできる。本願発明に
かかるＸ線管では、小さい陽極ターゲット点および電子
ビームの大きい電流密度が必要とされるので、酸化バリ
ウムのような電子放出物質がオスミウムを好適にしみ込
ませた多孔怪力バープレートによって陽極に対向する側
部上に閉じられた空間に含まれる蓄積陰極を用いるのが
特に効果的である。したがって、陰極材料の蒸発あるい
はスパッタリングを生じさせることなく、比較的大きい
放出電流密度および長使用寿命を共に得ることができる
。さらに、Ｘ線管内の電子光学システムを、陰極および
その放出表面の形状を一層正確にすることによって最適
にすることができる。陰極の反対側に、陰極スリーブ１
０を設ける。この陽極スリーブの円筒部１２は陰極付近
から遠くへ延在している。陰極とは反対側に位置する陽
極スリーブの一端は、陽極本体１４によって閉じられて
いる。この陽極本体上には、陽極ターゲット１６が設け
られている。陽極は、液体循環ダクト１７によって冷却
することができる。

陽極ターゲットは、たとえば銅で作られる陽極本体の一
部を形成することができるがト陽極ターゲットを、陽極
本体上あるいは内部に別個のプレートとして設けること
もできる。この種のターゲットは、たとえば所望の放射
線に従って「タングステン、クロミウム、モリブデン、
銀、金あるいはロジウムで形成する。上述した×線管に
おいては、電子ビームの供給加速電圧に従つて、軟Ｌａ
放射線および腹Ｋａ放射線を発生することのできるロジ
ウムで陽極ターゲットを作る。その結果、このＸ線管は
、かなり異なる原子番号を有する元素の分析に適してい
る。さらに他の利点は、分析される標本にロジウム自体
がめったに存在しないことである。陽極ターゲットの近
辺の陽極スリーブに、窓２０１こよって閉じられる放射
口１８を設ける。

公知のＸ線管では、窓はたとえぱ約１５肌の直径と、発
生される放射線の硬さに従って０．２５〜１．０肋の厚
さを有している。本発明によれば、たとえば第２図の好
適な実施例に示すように、窓は不均一な厚さを有してい
る。窓関口１８は、ベリリウム円板３川こよって気密状
に封止されている。この窓プレートを「封止拡散リング
３２によって窓関口内に設けることができる。このベリ
リウム円板は、たとえば０．１５肋の厚さ、およびたと
えば１５側の直径を有している。中間敬付リング３３を
経て、第２ベリリウム板３４を窓関口内に設ける。この
円板は、半円形の形状を有しており、陽極ターゲットか
ら遠い位置にある窓閉口の側部に設けられている。この
第２窓プレートを封止窓プレート３０の内側上に設ける
。この場合第２窓プレートをベリリウムで作りその厚さ
はたとえば０．５〜１．仇帆であるが、アルミニウムあ
るいはチタニウムで作りその厚さをこれら材料の吸収に
適合させることができる。電子ビーム３５によって発生
されるＸ線ビームの一部３６は厚い窓部分を経て通過し
、一部３７は薄い窓部分を経て通過する。欧放射線が発
生する場合には、薄い窓部分のみがほぼ放射窓として機
能し、硬放射線の場合には、窓全体が放射窓として機能
する。放出されたターゲット点によって反射された電子
は、幾何学的形状のために厚い窓プレートの方向に主に
移動しこの窓プレートでさえぎられる。

この窓プレートは厚いために、このプレート内に発生し
た熱を一層容易に放散することができ、さらにこのプレ
ートは真空封止機能を有さないので高い破壊度が許容さ
れる。窓プレート３４が良好な熱伝導度あるいは大きな
熱容量を有する材料で完全にあるいは部分的に作られて
いる場合には、この点において一層の改良を達成するこ
とができる。さらに、気密性を改良するためには、薄い
窓プレートをチタニウムで被覆したベリリウムで作るこ
とができる。数ミクロンのチタニウム被覆は、麹切な気
密性を与える。窓プレート３４はまた、異なる形状たと
えばかま形状を有するように形成することができ、ある
いは円周の周囲に完全に延在し所望の薄い窓の領域に関
口を有するプレートを利用することができる。

窓枠への熱放散を、このような形状によって改善するこ
とができる。さらに他の好適な実施例の窓は、窓プレー
ト材料の局部的除去によって薄い部分が実現できる一板
のプレートで構成する。

この実施例は窓プレート材料の孫結によって形成した窓
プレートに特に好適である。その理由はト所望形状にし
た鋳型を競緒の間に用いることができるからである。厚
い窓プレート部分および薄い窓プレート部分を必要なら
ば交互に置き換えることもでき、および窓関口内に設け
るために全周にわたって一様な厚さのりングを具える窓
プレートを形成することは比較的容易である。Ｘ線管か
らのＸ線ビーム中の散乱放射線の発生を減少させるため
には、陽極スリーブおよびおそらくは陽極本体の関連部
分をアルミニウムのような光材料で覆うのが好適である
。

これらの部分はまた、本願人の他の出願に係る特藤昭５
３印４８３Ｍ（特関昭５３一１３３３８７号）「Ｘ線管
」に記載されている材料で作ることができる。放射窓を
有し、Ｘ線ビームを発生させるための陰極および陽極を
収容する外因器を具えるＸ線管４０と、検査されるべき
標本４９を保持する標本保持器４１と、第１コリメータ
４２と、分析結晶４３と「第２コリメータ４４と、さら
に検出装置４５とを具える本発明のＸ線レナい光分析装
置においては、前記Ｘ線管４０の前記放射窓２０，４８
がその表面を横切って測定される非均一な放射線透過を
有し、かつ比較的薄い窓部分を、前記陽極と照射される
べき標本との間の距離が比較的大きい放射線の通過する
窓開□内の領域に配置したことを特徴とする。

第３図に線図的に示す×線マナし、光装置は、Ｘ線管４
０（この場合放射窓を通る断面で示されている）と、標
本保持器４１と、第１コリメータ４２と、分析結晶亀３
と、第２コリメータ４４と、検出装置４５とを具えてい
る。

陽極ターゲット点４６から発生するＸ線ビーム４７１ま
、放射窓４８を経て、標本保持器４１上に設けた標本４
９に入射する。標本と陽極ターゲット点との間の距離は
、標本を横切って測定した場合一合ではない。標本のィ
ラジェーション領域をできるだけ一様にするためには「
比較的厚い窓部分を、標本の最短距離を達成する放射線
が通過する領域に設けるのが好適である。この実施例で
は、厚も、窓プレート５０を適合位置に示す。このよう
なＸ線けし、光分析装置の解像度は、陽極ターゲット点
を少なくとも一方向において減少させることによって好
適に影響を受ける。

このような減少は放射線強度の減少によって達成するこ
とができず、このため電子ビームの電流密度は比較的大
きくなければならない。したがって、傍熱陰極の使用が
好適である。電子ターゲット点が小さいので、陽極を横
切る電子ターゲット点の連動の影響は一層妨げられる。

地磁界、および電動機あるいは測定すべき標本から発生
する磁界のような外部磁界はこのような変位を生じさせ
る。本発明の好適な実施例ではしこれら磁界に対する遮
へいを与えるために、陰極スリーブ９およびまたは陽極
スリ−ブ１０が強磁性材料を含んでいる。電子ビームの
周囲に強磁性材料を設けているので、好適な静止電子タ
ーゲット点を特に実現することができる。

このようにして、改良窓構造から最大の利点を得ること
ができる。以上要するに本発明では、けい光分析用Ｘ線
管において、窓関口が非均一性の厚さを有する窓によっ
て密閉される。

厚い窓部分を、陽極からの距離が離れかつ一部薄い窓板
と重なる窓閉口の片側に配置する。分析装置においては
、厚い窓部分を、陽極と標本との間の距離が比較的小さ
い放射線が通過する窓の領域に配置する。図面の簡単な
説嬢 第１図は本発明に基づく×線けし、光分析管を示す図、
第２図はＸ線管の放射窓の詳細図、第３図は本発明に基
づくＸ線管を具える×線けし、光分析装置を示す図であ
る。

１…ガラス外園器、５…陰極、６・・‘放出素子、９…
遮へいスリーブ、１０・・・陽極スリーブ、１４…陽極
本体、１６・・・陽極ターゲット、１８・・・放射口、
２０…４８…放射窓、３０…ベリリウム円板、３４…第
２ベリリウム板、３５…電子ビーム、３６，４７・・・
Ｘ線ビーム、４Ｑ…Ｘ線管、４１…標本保持器、４２，
４４・・・コリメー夕、４３…分析結晶、４５・・・
検出装置、４６…陽極ターゲット点。

Ｆ蓋９‐亀 Ｆｉｇ．２ Ｆ富９‐３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 放射窓を設け、Ｘ線ビームを発生させるための陰極
   および陽極を収容する外囲器を具えるＸ線管において、
   前記放射窓がその表面を横切つて測定される非均一な放
   射線透過率を有することを特徴とするＸ線管。 ２ 前記放射窓を部分的に重なる複数放の窓材料の板に
   より構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のＸ線管。 ３ 前記放射窓を非均一な厚さの窓材料の板により構成
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＸ線
   管。 ４ 前記放射窓の比較的薄い部分を少なくともほぼ円形
   としたことを特徴とする特許請求の範囲第１、第２、第
   ３項のいずれかに記載のＸ線管。 ５ 前記放射窓の比較的薄い部分を前記陽極に対向する
   窓開口の一部に配置したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ないし第４項いずれかに記載のＸ線管。 ６ 前記陰極と前記陽極との間の遮へいスリーブが強磁
   性材料を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項な
   いし第５項いずれかに記載のＸ線管。 ７ 前記陰極を傍熱陰極として構成したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項ないし第６項いずれかに記載の
   Ｘ線管。 ８ 放射窓を設け、Ｘ線ビームを発生させるための陰極
   および陽極を収容する外囲器を具えるＸ線管４０と、検
   査されるべき標本４９を保持する標本保持器４１と、第
   １コリメータ４２と、分析結晶４３と、第２コリメータ
   ４４と、さらに検出装置４５とを具えるＸ線けい光分析
   装置において、前記Ｘ線管４０の前記放射窓２０，４８
   がその表面を横切つて測定される非均一な放射線透過率
   を有し、かつ比較的薄い窓部分を、前記陽極と照射され
   るべき標本との間の距離が比較的大きい放射線の通過す
   る窓開口内の領域に配置したことを特徴とするＸ線けい
   光分析装置。