JPS61183862A - Gas-puff type plasma x-ray generation device - Google Patents

Gas-puff type plasma x-ray generation device

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Publication number
JPS61183862A
JPS61183862A JP2172985A JP2172985A JPS61183862A JP S61183862 A JPS61183862 A JP S61183862A JP 2172985 A JP2172985 A JP 2172985A JP 2172985 A JP2172985 A JP 2172985A JP S61183862 A JPS61183862 A JP S61183862A
Authority
JP
Japan
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electrode
gas
rays
flow
ray
Prior art date
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Pending
Application number
JP2172985A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Terufumi Kawasaki
照文 河崎
Yoshio Watanabe
良雄 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2172985A priority Critical patent/JPS61183862A/en
Publication of JPS61183862A publication Critical patent/JPS61183862A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05GX-RAY TECHNIQUE
    • H05G2/00Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
    • H05G2/001X-ray radiation generated from plasma
    • H05G2/003X-ray radiation generated from plasma being produced from a liquid or gas

Abstract

PURPOSE:To stabilize a position of a spot generating X-rays by jetting a high speed air current from one electrode central part while exhausting from the other electrode central part through a cylindrical member having the flow impending hollow holes. CONSTITUTION:An electrode 2 having a nozzle 5 and a high speed piston 6, which controls air flow, and an electrode 3 supporting a cylindrical member 8, which has an exhaust hole 7 while having a hollow hole at its central part, are oppositely arranged inside a vacuum container 1 for forming an X-ray generating device. And the high pressure gas from the nozzle 5 is made to collide with the member 8 for forming an impulse wave directly in front of its end surface for generating arc discharge on an air column 13 through the voltage to be impressed between the electrodes 2 and 3 for generating X-ray as plasma gas. Accordingly, a ring-forming impulse wave can be made in a plasma gas flow so as to be able to correctly fix the position of a spot generating X-rays to the position of the impact wave for being stabilized.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は電極間に高速ガス流を注入するタイプのガスバ
フ形プラズマX線発生装置に係り、特にX線の発生位置
を固定し、かつガスによるX線吸収を低減化したガスパ
フ型プラズマX線発生装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a gas buff type plasma X-ray generator of the type that injects a high-speed gas flow between electrodes. This invention relates to a gas puff type plasma X-ray generator that reduces X-ray absorption.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

プラズマX線源は、気体原子に高速電子が衝突する際に
放出されるX線を利用するものである。
Plasma X-ray sources utilize X-rays emitted when high-speed electrons collide with gas atoms.

線源のX線発生量は、標的になる原子数と衝突する高速
電子数の積に比例するため、大電流放電による磁気ピン
チを利用して、高温高密度のプラズマを形成することが
重要である。
The amount of X-rays generated by a radiation source is proportional to the product of the number of target atoms and the number of high-speed electrons colliding with each other, so it is important to form a high-temperature, high-density plasma by using a magnetic pinch caused by a large current discharge. be.

上記の状態を実現する手段として、PHYSICALR
EVIEII LETTER5,VOL40. N(1
8,p、515 (1978) テT、5hiloh等
は、真空中に置かれた電極間に高速ガス流を注入する方
法を提案している。この方法は一対の電極の陽極の方の
中心にノズルが設けてあり、ここから陰極に向って高速
気流を注入する。
As a means to achieve the above state, PHYSICAL
EVIEII LETTER5, VOL40. N(1
8, p, 515 (1978) Te T, 5hiloh et al. propose a method of injecting a high velocity gas flow between electrodes placed in a vacuum. In this method, a nozzle is provided at the center of the anode of a pair of electrodes, and a high-speed airflow is injected from there toward the cathode.

気流が十分高速であれば、気流が陰極に到達した時刻に
は他の空間には気体が拡散していないので、電極間に気
体の円柱を形成できる。この状態で高速放電すれば1円
柱状のプラズマが形成される。
If the airflow is fast enough, gas will not have diffused to other spaces at the time the airflow reaches the cathode, so a cylinder of gas can be formed between the electrodes. If high-speed discharge is performed in this state, a cylindrical plasma is formed.

このとき放電電流が十分大きければ、円柱状プラズマは
磁気ピンチを生じ、半径方向に自己収縮する。この磁気
ピンチによるプラズマの閉じ込めの結果、プラズマ密度
はより大きくなりX線が発生する。
At this time, if the discharge current is large enough, the cylindrical plasma will generate a magnetic pinch and will self-contract in the radial direction. As a result of the confinement of the plasma by this magnetic pinch, the plasma density increases and X-rays are generated.

しかし、前述の文献で知られているX線源は、実用的な
装置とする場合、次の2つの問題点を有する。第1番目
は、X線の発生位置を電極間の特定の場所に固定できな
いということである。この理由は次のようなことである
。一般に磁気ピンチはプラズマの軸方向にわたって一様
に生ずることはなく1局部的に生ずる。すなわち、磁気
ピンチの収縮力は電流密度に比例するため、局部的に収
縮が先行してくびれを生ずると、その部分の収縮力は他
の部分より大きくなる一方、くびれだ部分のプラズマは
両端方向に逃げるため、内部圧力が低下し、くびれを生
じた部分が急速に収縮し、スポットと呼ばれる磁気ピン
チとなり、強いX線を発生する。前述のX線源では、こ
のくびれがどこで生ずるかは任意であるため、放電ごと
のスポット形成位置が固定せず、ゆらぎのある光源とな
ってしまう。
However, the X-ray source known from the above-mentioned literature has the following two problems when used as a practical device. The first is that the X-ray generation position cannot be fixed at a specific location between the electrodes. The reason for this is as follows. Generally, magnetic pinch does not occur uniformly along the axial direction of the plasma, but occurs locally. In other words, the contraction force of a magnetic pinch is proportional to the current density, so if local contraction occurs and a constriction occurs, the constriction force in that area will be greater than in other parts, while the plasma at the constriction will continue to flow toward both ends. As a result, the internal pressure decreases and the constricted area rapidly contracts, creating a magnetic pinch called a spot, which generates intense X-rays. In the above-mentioned X-ray source, since the constriction can occur anywhere, the spot formation position for each discharge is not fixed, resulting in a fluctuating light source.

第2番目は、X線の吸収の問題である。前述のX線源で
は、高速気流が陰極に直接衝突するため気体は放電管内
に散乱される。すると発生したX線は、この散乱された
気体に吸収されてしまうので、効率の良いX線源とはな
り得ない。
The second problem is the absorption of X-rays. In the aforementioned X-ray sources, the high-speed airflow directly impinges on the cathode, causing gas to be scattered within the discharge tube. Since the generated X-rays are absorbed by the scattered gas, it cannot be used as an efficient X-ray source.

これらの問題点の第1番目を改善するため、最近、陰極
の中央に衝撃波発生棒を設けることにより、スポットの
形成位置を安定化させるX線源を試みた。これは、陰極
中央の棒に高速気流を吹きつけた際に生ずる衝撃波で、
円柱状気流の軸上に圧力の極小点をつくり、これによっ
てスポット形成位置を安定化させ、X線の発生位置のゆ
らぎを小さくするものである。しかし、衝撃波下流の耳
−圧力の部分が安定なスポットの形成を妨げるという欠
点をもつ、さらに大きな問題としては、衝撃波発生棒で
反転した気流が真空容器中に拡散し、X線が吸収される
ため1発生効率の向上が著しく阻害されてしまうという
ことがあげられる。したがって第2の問題点の解決の方
向とは反することになる。
In order to improve the first of these problems, we have recently attempted an X-ray source that stabilizes the spot formation position by providing a shock wave generating rod in the center of the cathode. This is a shock wave generated when a high-speed airflow is blown onto the rod at the center of the cathode.
A minimum pressure point is created on the axis of the cylindrical airflow, thereby stabilizing the spot formation position and reducing fluctuations in the X-ray generation position. However, it has the disadvantage that the ear-pressure area downstream of the shock wave prevents the formation of a stable spot.An even bigger problem is that the airflow reversed by the shock wave generating rod diffuses into the vacuum vessel and absorbs the X-rays. Therefore, the improvement in 1 generation efficiency is significantly hindered. Therefore, this is contrary to the direction of solving the second problem.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、X線の発生位置を安定化させると同時
に1発生したX線のガスによる吸収を低減化できるガス
パフ型プラズマX線発生装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a gas puff type plasma X-ray generation device that can stabilize the generation position of X-rays and at the same time reduce absorption of generated X-rays by gas.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、高速気流中に空孔を有する障害物を挿入し、
衝撃波の形を中空を有する形とすることで、気流の軸上
に圧力の極小点をつくり、また。
The present invention inserts an obstacle having holes into a high-speed airflow,
By making the shock wave shape hollow, a minimum point of pressure is created on the axis of the airflow.

プラズマの収縮によって引き起こる衝撃波周辺のプラズ
マ粒子が衝撃波の中空部を通って移動することを可能と
し、これによって、X線発生位置を安定化する。また、
空孔から排気を行うことによって、ガスの拡散を抑え、
発生したX線の吸収を低減するものである。
Plasma particles around the shock wave caused by plasma contraction are allowed to move through the hollow part of the shock wave, thereby stabilizing the X-ray generation position. Also,
By exhausting air through the holes, gas diffusion is suppressed,
This reduces the absorption of generated X-rays.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。真空
容器1の内部に電極2と対向する電極3が設けられ、電
極2の中央部にはノズル5及びノズルへの気体流を制御
する高速ピストン6がある。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. An electrode 3 facing an electrode 2 is provided inside the vacuum vessel 1, and in the center of the electrode 2 there is a nozzle 5 and a high-speed piston 6 for controlling the gas flow to the nozzle.

一方、電極3の中央部には排気孔7が設けられ、容器1
内の気体を外部へ排気する。電極3の中央部の排気孔7
の中心部には、中空孔を有する部材8が電気絶縁部材9
により電極3に接続され、支持されている。中空孔を有
する部材8の端面は、電極3の端面より、電極2に近い
位置に突出させる。電極2及び電極3はスイッチ10を
介して。
On the other hand, an exhaust hole 7 is provided in the center of the electrode 3, and the container 1
Exhaust the gas inside to the outside. Exhaust hole 7 in the center of the electrode 3
In the center of the member 8 having a hollow hole is an electrically insulating member 9.
It is connected to and supported by the electrode 3. The end face of the member 8 having the hollow hole is made to protrude closer to the electrode 2 than the end face of the electrode 3 . Electrode 2 and electrode 3 are connected via switch 10.

電源11に接続されている。電極2と電極3の間で発生
するX線は、容器1の外壁に設けられた窓12より、外
部へ取り出される。中空孔を有する部材8は、第2図に
示す中空円筒状の細長い棒とする。
It is connected to the power supply 11. X-rays generated between the electrodes 2 and 3 are extracted to the outside through a window 12 provided on the outer wall of the container 1. The member 8 having a hollow hole is a hollow cylindrical elongated rod shown in FIG.

次に、本実施例の動作を説明する。高速ピストン6が開
くと、電極2の内部の高圧気体がノズル5を通って対向
電極3に向かって噴出する。高速空気流は膨張加速され
、超音速流となって、対向電極3及びその中央部に設け
られた中空円筒棒8に衝突する。このとき、電極3の端
面に衝突した流れの一部は、端面でのはねかえりにより
真空容器1の内部に拡がる。一方、中空円筒棒8に衝突
した流れは、その棒8の端面でとめられるため、亜音速
状態となるので、中空円筒棒8の端面の直前に衝撃波を
〈〉形成する。中空円筒棒8と衝撃波14の図を第3図
に示す。第3図は、電極2と電極3の間で中心部より上
半分を拡大したものである。第3図において、排気孔7
につながる空孔15からは前記高速気流のうち、電極3
及び中空円筒棒8の端面で衝突したもの以外の気流が通
過する。
Next, the operation of this embodiment will be explained. When the high speed piston 6 opens, the high pressure gas inside the electrode 2 is ejected through the nozzle 5 towards the counter electrode 3. The high-speed air flow is expanded and accelerated, becomes a supersonic flow, and collides with the counter electrode 3 and the hollow cylindrical rod 8 provided at its center. At this time, a part of the flow that collided with the end face of the electrode 3 spreads into the interior of the vacuum vessel 1 due to rebound from the end face. On the other hand, the flow that collides with the hollow cylindrical rod 8 is stopped at the end surface of the rod 8 and is in a subsonic state, so that a shock wave is formed just before the end surface of the hollow cylindrical rod 8. A diagram of the hollow cylindrical rod 8 and the shock wave 14 is shown in FIG. FIG. 3 is an enlarged view of the upper half between the electrodes 2 and 3 from the center. In FIG. 3, exhaust hole 7
Among the high-speed airflow, from the holes 15 connected to the electrode 3
Airflows other than those colliding with the end face of the hollow cylindrical rod 8 pass through.

高速気流が、電極3及び中空円筒棒の端面に達したとき
、スイッチ10を閉じ、大電圧を電極2及び電極3に印
加すれば、気柱13に大電流が流れ、気柱13はアーク
放電により、プラズマガスとなる。プラズマガスは円柱
状となる。この円柱状プラズマは、電流に伴って生ずる
磁場と電流との電磁的相互作用により、自己収縮を起こ
す、このとき気柱13の内部には、衝撃波14が形成さ
れている。衝撃波14の下流では圧力が高くなるため、
衝撃波14の直前で圧力は最小となる。したがって、プ
ラズマの自己収縮は、圧力が最小である衝撃波の位置で
先行し、くびれを生ずる。くびれを生ずるとその部分の
電流密度が上がり、収縮力は他より大となる一方、くび
れた部分のプラズマは両端へ逃げる。衝撃波形が、中空
円筒棒8の断面に対応して1円環状となるため、円環の
中央部は衝撃波がなく、圧力が低いので、くびれの進行
に伴って電極3側へプラズマは逃げることができる。そ
の結果内部圧力が低下し、くびれはさらに急速に収縮す
る。その結果、X線を発生するスポットが形成される。
When the high-speed airflow reaches the end face of the electrode 3 and the hollow cylindrical rod, the switch 10 is closed and a large voltage is applied to the electrodes 2 and 3, and a large current flows through the air column 13, causing an arc discharge in the air column 13. As a result, it becomes plasma gas. The plasma gas becomes cylindrical. This cylindrical plasma undergoes self-contraction due to electromagnetic interaction between the magnetic field generated by the current and the current. At this time, a shock wave 14 is formed inside the air column 13. Because the pressure increases downstream of the shock wave 14,
Immediately before the shock wave 14, the pressure is at its minimum. Self-contraction of the plasma therefore precedes the location of the shock wave where the pressure is minimum, resulting in a constriction. When a constriction occurs, the current density in that part increases and the contractile force becomes greater than in other parts, while the plasma in the constricted part escapes to both ends. Since the shock waveform has an annular shape corresponding to the cross section of the hollow cylindrical rod 8, there is no shock wave in the center of the annular ring and the pressure is low, so the plasma escapes to the electrode 3 side as the constriction progresses. I can do it. As a result, the internal pressure decreases and the constriction contracts more rapidly. As a result, a spot is formed that generates X-rays.

発生したX線は、窓12より取り出される。The generated X-rays are taken out through the window 12.

次に本実施例の効果を説明するにあたって、まず、衝撃
波の発生について説明する。超音速流解析プログラムに
より、電極2と電極3との間の圧力分布を求めたものを
、第4図、第5図及び第6図に示す。第4図は、電極3
の中央部に流れを妨害する部材が何もない場合、第5図
は最近試みた方法であり、電極3の中央部に衝撃波発生
棒(中実棒)16を設けた場合であり、第6図は本実施
例による中空円筒棒8を設けた場合である。流れを邪魔
する部材がない場合の第4図では、電極2側から電極3
へ気体が流れるにつれて、圧力が下がり電極3付近には
、衝撃波を示す急峻な圧力勾配はない、最近試みた方法
である第5図では、中実棒16の上流に急峻な圧力勾配
があり、衝撃波14の発生を示している。中実棒16の
直前は圧力の高い状態となっている。このため、次゛の
ような問題がある。電極2と電極3との間に大電流が流
れた場合プラズマ化したガスは、自己収縮し、−オの位
置は上記動作の説明の如く、衝撃波の直前である。しか
し、くびれが生じて収縮が進行する過程において、くび
れた部分のプラズマのうち中実棒16側と反対の位置に
あるものは、その方向に移動することができので圧力の
低下に寄与するが、中実棒16側にあるものは、そこで
の圧力が高く、勾配も急峻であるため、逃げることが妨
げられる。そのため、くびれの収縮の進行が低下し。
Next, in explaining the effects of this embodiment, first, the generation of shock waves will be explained. The pressure distribution between electrode 2 and electrode 3 determined by the supersonic flow analysis program is shown in FIGS. 4, 5, and 6. Figure 4 shows the electrode 3
When there is no member that obstructs the flow in the center of the electrode 3, FIG. The figure shows a case where a hollow cylindrical rod 8 according to this embodiment is provided. In Fig. 4, when there is no member interfering with the flow, electrode 3 is connected from the electrode 2 side.
As the gas flows into the solid rod 16, the pressure decreases, and there is no steep pressure gradient near the electrode 3 that would indicate a shock wave.In the recently tried method shown in FIG. The generation of a shock wave 14 is shown. Immediately in front of the solid rod 16, the pressure is high. Therefore, the following problems arise. When a large current flows between the electrodes 2 and 3, the plasma-formed gas self-contracts, and the position -O is just before the shock wave, as explained above. However, as the constriction occurs and the contraction progresses, the plasma in the constricted part that is located on the opposite side of the solid rod 16 can move in that direction, contributing to a decrease in pressure. , those on the solid rod 16 side are prevented from escaping because the pressure there is high and the slope is steep. Therefore, the progress of contraction of the waist decreases.

収縮が弱くなるため1強いX線が得られない、また、収
縮に伴って中実棒16側の圧力も増大し。
1. Strong X-rays cannot be obtained because the contraction weakens, and the pressure on the solid rod 16 side also increases with the contraction.

そのため、くびれが電極2側へ押し返され、X線を発生
させるスポットの位置がゆらぐという問題もある。
Therefore, there is a problem in that the constriction is pushed back toward the electrode 2 side, causing the position of the spot where X-rays are generated to fluctuate.

第6図は、中空円筒棒8を用いた本実施例の圧力分布を
示すものである。中空円筒棒8の直前に急峻な圧力勾配
があり、衝撃波14の発生を示している。衝撃波14の
形は第5図と異なり、中空棒8の端面を囲むような形と
なり1円環状となる。
FIG. 6 shows the pressure distribution in this embodiment using the hollow cylindrical rod 8. There is a steep pressure gradient just in front of the hollow cylindrical rod 8, indicating the generation of a shock wave 14. The shape of the shock wave 14 is different from that shown in FIG. 5, and is shaped so as to surround the end face of the hollow rod 8, forming an annular shape.

円環状衝撃波の場合、プラズマに生ずるくびれをその位
置に定める効果は、中実棒16が設けられた場合と同様
であるが、くびれが進行する過程においてくびれた部分
のプラズマのうち、中空棒8側のプラズマは9円環状衝
撃波の中央の穴部から逃げることができる。衝撃波が円
環状であることから、衝撃波下流の高圧部も円環状とな
り、中央部には圧力の低い部分が存在するためである。
In the case of an annular shock wave, the effect of determining the position of the constriction generated in the plasma is the same as when the solid rod 16 is provided, but as the constriction progresses, the hollow rod 8 of the plasma in the constricted part The plasma on the sides can escape through the hole in the center of the nine-ring shock wave. This is because since the shock wave is annular, the high-pressure part downstream of the shock wave is also annular, and there is a low-pressure part in the center.

したがって、くびれの生じた部分の圧力が低下し、収縮
が促進される効果がある。また、円環状衝撃波の中央部
が低圧であるため、プラズマの収縮によって中空円筒棒
8側の圧力が上がることはなく、スポット発生位置が電
極2側へ押し返されることもない。したがって、X線を
発生するスポットの位置を衝撃波14の位置に安定化さ
せる効果がある。
Therefore, the pressure in the area where the constriction occurs is reduced and contraction is promoted. Moreover, since the central part of the annular shock wave is at low pressure, the pressure on the hollow cylindrical rod 8 side will not increase due to contraction of the plasma, and the spot generation position will not be pushed back toward the electrode 2 side. Therefore, there is an effect of stabilizing the position of the spot that generates X-rays at the position of the shock wave 14.

さらに大きな効果として、容器1内に拡散する気体の量
を低減し、発生したX@が吸収される量を低減し、取り
出されるX線の強度を高くする効果がある。第7図は、
前述の超音速流解析プログラムにより、高速空気流の密
度分布を解析したものである。同図は、ノズル5から噴
出した高速気流が電極3に衝突した直後の密度分布のう
ち、気流境界を示す密度(0,lX10弓kg/m3)
  の等高線17を示したものである。このように拡が
った気体のうち、Bで示す範囲に含まれるものは、大電
流を流したとき自己収縮を起こす気体であり、xmの吸
収には無関係である。Aで示す範囲にある気体がX線を
吸収する。ノズル5から噴出する気流の密度は、中心軸
で最も大きく、周辺になるにつれて小さくなる。最近試
みた中実棒16を用いる方法では、気流中央部の高密度
域の流れが、中実棒16に反射し、容器1の外縁部へ流
出し、X線吸収に寄与するという問題がある。一方1本
実施例によれば、棒8が中空構造であり、排気孔へつな
がっているため、気流中央部の高密度域の流れは、反射
しないので、容器1の外縁部へ流出が低減し、X線吸収
が低減する効果がある。第7図におけるX線発生位置(
二点鎖線上)での密度分布を第8図に示す。第8図は横
軸に前記二点鎖線上の位置をとり、特にX線吸収の大き
い位置A、を示している。縦軸は、密度を示し、電極3
の中声部に障害物がない場合、最近試みた中実棒16を
用いる場合そして中空棒8を用いる本実施例の場合を比
較する。X線吸収域であるAにおいて、本発明による密
度分布は、障害物がない場合にほぼ等しく、高速気体の
拡散が少ないことを表わしている。また最近試みた中実
棒16を用いる方法と比べると、密度の最大値は35%
低減していることが解かる。このように本実施例になる
中空棒8を用いる方法はX線を吸収する気体の密度を最
大値で35%低減する効果がある。密度低減量をX線吸
収に換算し、かつ円筒8内の中空径との関係を示したも
のを第9図に示す。同図の横軸は円筒棒8の中空径dを
円筒の外径りで除した値を示し、d/D=Oのとき最近
試みた中実棒16の場合に当たり、d/D=1.0のと
き、障害物がない場合に相当する。縦軸はX線吸収量を
相対値で示したものであり、d/D=Oのときの値を1
00%とした。中空孔がわずかでもあけられると、ノズ
ル5より噴出する高速気流のうち、密度の高い中央部の
流れが中空孔15から排気孔7へ流れるトめ、容器1の
外縁部への気体拡散が低減し、それに応じてX線吸収量
も低減する。特に高速気流の密度分布は、中央程密度の
高い分布となっているため、小さい中空口径で多くの気
流が排気孔7へ流れ、容器1への拡散が低減する。した
がって、X線吸収量は、d/Dの増加に対して急激に減
少する。d/D=1.0の場合は電極3の端面で反射し
た気流のみが、容器1の外縁へ流出するので。
A further significant effect is that the amount of gas diffused into the container 1 is reduced, the amount of generated X@ absorbed is reduced, and the intensity of the extracted X-rays is increased. Figure 7 shows
The density distribution of high-speed airflow was analyzed using the supersonic flow analysis program mentioned above. The figure shows the density (0, l x 10 bow kg/m3) showing the airflow boundary among the density distribution immediately after the high-speed airflow ejected from the nozzle 5 collides with the electrode 3.
This figure shows contour lines 17 of . Among the gases that have spread in this way, those included in the range shown by B are gases that self-contract when a large current is passed through them, and are unrelated to the absorption of xm. Gases in the range indicated by A absorb X-rays. The density of the airflow ejected from the nozzle 5 is greatest at the central axis and decreases toward the periphery. In the recently tried method using the solid rod 16, there is a problem that the flow in the high-density region at the center of the airflow is reflected by the solid rod 16 and flows out to the outer edge of the container 1, contributing to X-ray absorption. . On the other hand, according to this embodiment, since the rod 8 has a hollow structure and is connected to the exhaust hole, the flow in the high-density region at the center of the airflow is not reflected, so that the outflow to the outer edge of the container 1 is reduced. , has the effect of reducing X-ray absorption. X-ray generation position in Figure 7 (
FIG. 8 shows the density distribution along the two-dot chain line). In FIG. 8, the horizontal axis indicates the positions on the two-dot chain line, and particularly shows position A where X-ray absorption is large. The vertical axis shows the density, and the electrode 3
When there is no obstruction in the middle part of the voice, we will compare the recently tried case of using the solid rod 16 and the case of this embodiment using the hollow rod 8. In the X-ray absorption region A, the density distribution according to the present invention is approximately the same as in the case of no obstruction, indicating that the diffusion of high-velocity gas is small. Also, compared to the recently tried method using solid rods 16, the maximum density is 35%.
It can be seen that it is decreasing. As described above, the method using the hollow rod 8 according to this embodiment has the effect of reducing the density of the gas that absorbs X-rays by 35% at the maximum. FIG. 9 shows the relationship between the density reduction amount converted to X-ray absorption and the hollow diameter inside the cylinder 8. The horizontal axis in the figure shows the value obtained by dividing the hollow diameter d of the cylindrical rod 8 by the outer diameter of the cylinder, and when d/D=O, this corresponds to the case of the recently tried solid rod 16, and when d/D=1. When it is 0, it corresponds to the case where there is no obstacle. The vertical axis shows the amount of X-ray absorption as a relative value, and the value when d/D=O is 1
It was set as 00%. If the hollow hole is opened even slightly, the high-density central part of the high-speed airflow ejected from the nozzle 5 will flow from the hollow hole 15 to the exhaust hole 7, and gas diffusion to the outer edge of the container 1 will be reduced. However, the amount of X-ray absorption is also reduced accordingly. In particular, the density distribution of the high-speed airflow has a higher density toward the center, so a large amount of airflow flows to the exhaust hole 7 with a small hollow diameter, and diffusion into the container 1 is reduced. Therefore, the amount of X-ray absorption decreases rapidly as d/D increases. When d/D=1.0, only the airflow reflected from the end face of the electrode 3 flows out to the outer edge of the container 1.

第9図のグラフは、この値に近づく。超音速流解析プロ
グラムの解析結果によると、d/D=0.5のとき、X
線吸収量は約75%低減する効果がある。
The graph in FIG. 9 approaches this value. According to the analysis results of the supersonic flow analysis program, when d/D=0.5,
This has the effect of reducing the amount of line absorption by about 75%.

第10図は本発明の他の実施例を示すものである。前述
の実施例と異なる点は、第2図に示される先端かフラッ
トな中空円筒棒8にかわって、先端の外側にエツジ18
をもつ中空円筒棒19を設けたことにある。このエツジ
18を設けることによって、棒の先端に当って散乱され
る気流の拡がりを少なくすることができるので、X線の
吸収が低減化されるという効果をもつ。
FIG. 10 shows another embodiment of the invention. The difference from the previous embodiment is that instead of the flat hollow cylindrical rod 8 shown in FIG.
This is because a hollow cylindrical rod 19 is provided. By providing this edge 18, it is possible to reduce the spread of the airflow that is scattered by hitting the tip of the rod, which has the effect of reducing the absorption of X-rays.

第11図は本発明の更に他の実施例を示すもので、第2
図、第10図と異なる点は、先端の内側にエツジ20を
もつ中空円筒棒21を設けたことにある。このエツジ2
0を設けることで、衝撃波発生位置の高密度の気体を、
棒の中心の排気孔15より容易に排気でき、気体の真空
容器中への拡散を防ぎ、X線の吸収の低減化が可能にな
る。
FIG. 11 shows still another embodiment of the present invention.
10 is that a hollow cylindrical rod 21 with an edge 20 is provided inside the tip. this edge 2
By providing 0, the high density gas at the shock wave generation position is
The gas can be easily evacuated through the exhaust hole 15 at the center of the rod, preventing gas from diffusing into the vacuum container and reducing X-ray absorption.

第12図は本発明の更に他の実施例を示すもので、第2
図、第10図および第11図と異なる点は、1つだけで
なく多数の空孔22をもつ中空円筒棒23を設けたこと
にある。多数の空孔22を設けることによって、排気に
寄与する実効的な断面積がふえるので、高密度ガスの排
気効率が上昇する。しかも、単に空孔の直径を大きくし
て排気に寄与する実効断面積をふやす方法と異なり、衝
撃波の安定な発生はそのまま維持される。この結果、ゆ
らぎが少なくX線の吸収も小さな線源が得られる。
FIG. 12 shows still another embodiment of the present invention.
10 and 11 is that a hollow cylindrical rod 23 having not only one hole 22 but a large number of holes 22 is provided. By providing a large number of holes 22, the effective cross-sectional area that contributes to evacuation increases, so that the evacuation efficiency of high-density gas increases. Moreover, unlike the method of simply increasing the diameter of the hole to increase the effective cross-sectional area that contributes to exhaust, stable generation of shock waves is maintained as is. As a result, a radiation source with less fluctuation and less absorption of X-rays can be obtained.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、プラズマガス流内に円環状の衝撃波を
作ることができるので、X線の発生するスポットの位置
を前記衝撃波の位置に正確に固定する効果がある。また
、ガス流中心部の密度の高い流体を排気口へ誘導するた
め、ガスが容器外縁部へ拡散する量を低減するので、X
線吸収量を低減する効果がある。その効果は、中実棒を
流れの中心に設置した場合のX線吸収量を75%低減し
、流れの中心に何も障害物がない場合に等しい。
According to the present invention, it is possible to create an annular shock wave within the plasma gas flow, which has the effect of accurately fixing the position of the spot where X-rays are generated at the position of the shock wave. In addition, since the dense fluid in the center of the gas flow is guided to the exhaust port, the amount of gas that diffuses to the outer edge of the container is reduced.
It has the effect of reducing the amount of linear absorption. The effect is a 75% reduction in X-ray absorption when a solid rod is placed at the center of the flow, which is equivalent to when there is no obstruction at the center of the flow.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明になる一実施例の断面図、第2図は、
第1図の部材8の拡大図、第3図はガス流中に生じる衝
撃波の概念図、第4図、第5図及び第6図は数値解析に
より求められたガス流内圧力分布の等高線図、第7図は
数値解析により求められた密度の等高線図、第8図は第
7図の八−A′線断面図、第9図は、XJ!吸収量を表
わすグラフ、第10図、第11図及び第12図は、他の
実施例における部材8の見取図である。 2・・・電極、3・・・電極、5・・・ノズル、7・・
・排気口、8・・・中空孔を有する部材、9・・・電気
絶縁部材。
FIG. 1 is a sectional view of one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of an embodiment of the present invention.
An enlarged view of member 8 in Fig. 1, Fig. 3 is a conceptual diagram of shock waves generated in a gas flow, and Figs. 4, 5, and 6 are contour diagrams of the pressure distribution within the gas flow determined by numerical analysis. , Fig. 7 is a contour map of the density determined by numerical analysis, Fig. 8 is a cross-sectional view taken along line 8-A' in Fig. 7, and Fig. 9 is a contour diagram of the density determined by numerical analysis. Graphs showing the amount of absorption, FIG. 10, FIG. 11, and FIG. 12 are sketches of the member 8 in other embodiments. 2... Electrode, 3... Electrode, 5... Nozzle, 7...
- Exhaust port, 8... Member having a hollow hole, 9... Electrical insulation member.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、対向する一対の電極を有し、一方の電極中心部より
高速気流を噴き出し、他方の電極中心に設けた穴より排
気してなるガスパフ型プラズマX線発生装置において、
上記排気用穴の軸をはずれた位置に、流れの障害となる
部材を設けたことを特徴とするX線発生装置。 2、特許請求の範囲第1項記載のX線発生装置において
、流れの障害となる部材として、中空孔を有する円筒状
部材を設けたことを特徴とするX線発生装置。
[Claims] 1. A gas puff type plasma X-ray generator having a pair of opposing electrodes, in which a high-speed airflow is ejected from the center of one electrode and exhausted from a hole provided in the center of the other electrode,
An X-ray generator characterized in that a member that obstructs the flow is provided at a position off-axis of the exhaust hole. 2. The X-ray generating device according to claim 1, characterized in that a cylindrical member having a hollow hole is provided as the member that obstructs the flow.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002082871A1 (en) * 2001-04-06 2002-10-17 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method and device for the generation of far ultraviolet or soft x-ray radiation

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WO2002082871A1 (en) * 2001-04-06 2002-10-17 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method and device for the generation of far ultraviolet or soft x-ray radiation

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