JPS62501110A - Ｘ線を放出するためのビ−ム管 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｘ線を放出するためのビーム管 ［技術分野］ 本発明は、請求の範囲第１項の前文に従い、Ｘ線源のＵＨＶ範囲からＸ線を放出 するためのビーム管に関する。

Ｘ線源は例えば電子ストレージリングや電子シンクロトンのような電子回転装置 であってよい。最近、そのような電子回転装置のシンクロトン放射は、科学実験 、材料研究及び半導体産業において、有効的なＸ線源としてますます使用される ようになってきた。

所謂ビーム管は、前述電子回転装置からシンクロトン放射を放出するのに使用さ れ、その場合、ビーム管は電子循環系と、Ｘ線が例えば前述目的の１つに使用さ れる領域（使用領域）との間に継手を構成する。

［従来技術］ 電子に充分な高電流及び保有時間を得るようにするためには、電子循環装置にお いて、約１０’ｈＰａの超　□高真空を維持することが必要である。波長が遠隔 の赤外範囲からＸ線範囲までよく延びるシンクロトンの強力な吸収損を回避する ためには、ざらにビーム管に真空を維持すべきである。しかしながら、しばしば Ｘ線が使用される第２の領域における真空は高真空に対して低くて十分である。

これにもかかわらず、従来技術におけるビーム管は、全長に亘り、さらに第２の 領域、即ち使用領域においても超高真空部品術を採用して構成されているが、こ れはビーム管が電子回転装置と使用領域との間で直接接続する構成となっている からである。従って、従来技術によれば、ビーム管は貫通管として構成されてお り、そのため電子回転装置に超高真空を維持するために、ビーム管と使用領域も Ｕ、、ＨＶ技術で構成しなければならない。これは、超高真空構成部品が例えば 低真空構成部品よりはるかに高価であるため、かなりの価格高となる。

いままでビーム管の圧力を軽減させることには何ら配慮されていなかった。従来 技術によれば、そのような圧力軽減に差圧ステージが使用されている。これらは 、本質的には、非常に長く狭小の管から成り、この管には随時ダイアフラムが組 込まれ、該ダイアフラムはラインの抵抗を高める。そのような差圧ステージの、 　圧力軽減は非常に制限されるばかりでなく、縮小された管断面は光路がかなり 制限されるという欠点ももたらす。これは、例えば、シンクロトン光を全幾何学 延長において使用されるものであれば、非常に不利である。そのような差圧ステ ージの場合、そのような縮小、　部をもつビーム管におけや光路の調整と共にか なりの問題となる。ざらに困難なことは、垂直方向の大きな表面を照明できるよ うに例えば鏡等の光学構成部品により光ビームを偏向しようとすれば、大ぎな開 口が必要になることである。しかしながら、そのような構成部品は、それらの光 学的品質を維持するために超高真空部品でなければならない。結果的に、専門家 はビーム管の圧力軽減に対して偏見を持っている。

［発明の説明］ 本発明の課題は、請求の範囲第１項の前文に従いＸ線を放出するためのビーム管 を提供することであり、これはＸ線用の大ぎな開口の場合に圧力軽減を可能とす る。ざらに開発したこの課題の発明的解決は請求の範囲に特徴づけされている。

本発明では、ビーム管において薄い膜を配設することにより圧力軽減を得られる ことが確認された。薄膜は一方では、Ｘ線源のＵＨＶ範囲、ビーム管の第２の領 域に対し真空密となるようにビーム管の小さい方のＵＨＶ部分、並びに随意に使 用領域を密封し、この使用領域においては例えば約１Ｏ−２ｈＰａの低真空の高 い圧力となる。本発明では、そのような真空密膜がほとんどＸ線をほとんど透過 できることを確認した。ＵＨＶ技術で構成しなければならないのはビーム管゛の 小部分のみであるため、ビーム管の製造費及び保守費（ベーキングが少ない等） は従来技術の場合よりはるかに安い。それでも、同じ幾何学寸法の場合、本発明 によるビーム管は従来技術と同じ開口をもつ。

請求の範囲第２項に請求した通り、Ｘ線吸収の強力な質量依存性により膜が低質 量番号の材料でできている場合、特に有利である。

請求の範囲第３項によれば、膜として好ましい材料リリウム、マグネシウムまた はシリコン並びにこれの化合物である。

機械的な負荷が２つの真空領域間の圧力差により最少レベルにあり、Ｘ線の吸収 が膜の厚さに依存しているため、膜は極めて薄くすることもある。請求の範囲第 ４項は、膜の好ましい厚さ範囲を特徴する請求の範囲第５項乃至第８項は異なる 膜構造を請求する。

あらゆる場合において、圧力軽減を目的とした本発明による膜の使用は、ビーム 管が非常に容易に取扱われることができ、膜が非常に小さなスペースしか占めな いという利点を有する。特に好ましい態様で使用された構成部品は長波の範囲で 非常に高い吸収を示すので、後続構成部品に対する熱応力は非常に小さい。例え ばシリコンは熱安定性が良く熱伝導率が高い、ので、最も高い放射強度でさえこ の材料の使用が可能である。

これは発明的膜のざらに驚くべき利点である。

ざらに、ビーム管を、超高真空が維持される領域と、単に低い真空または軽減さ れた高真空のみの領域とに分割することにより、ＵＨＶ技術で構成されるべき構 成部品の比率を小ざく維持でき、これはかなりの価格低減となる。Ｘ線をほとん ど吸収しないで通過させるためには、ビーム管の第２の部分におけるはるかに低 い真空で十分である。

［図面の簡単な説明］ 本発明を以下、非制限的実施態様及び添付図面に関連して詳述する。

第１図は本発明によるビーム管である。第２図は膜を固定する別の可能性を示す 。第３図は本発明による膜の好ましい実ＦＭ悪様でおる。

［発明を実施する方法］ 第１図はビーム管の一部を示す。薄いが、真空密の膜１は、ビーム管の超高真空 領域Ａを領域Ｂから分離し、該領域Ｂにおいてははるかに高い圧力、例えば低ま たは高真空範囲の圧力を維持される。領域Ｂは、図示しない使用領域に続き、こ の使用領域には試験構造物等が配設される。使用領域と領域Ｂとの間には真空継 手を一切必要としない。領域Ａは、ＵＨＶ技術で構成されたＸ線源と直接真空接 続されている。超高真空領域へは、フランジ、パイプ、バルブ、ポンプのような ＵＨＶ構成部品で構成しなければならないが、この超高真空領域Ａにおける圧力 は典型的にはほんの１Ｏ−９ｈＰａであり、それ４に対し領域Ｂの圧力は典型的 には１Ｑ−２ｈＰａ　１−アル。

第１図に示した実施例の場合、膜１は窓フランジ２に固定され、該窓フランジ２ は普通の真空密封技術でビーム管フランジ４，５に接続されている。公知の真空 密封技術は、０リングのような構成部品３で概略的に示されている。

第１図に示した実施例において、薄膜１は密封リング６と保持リング７により真 空密のように窓フランジ２に接続される。２つの密封リング６は好ましくは互い に僅かに変位され、膜１が同時に僅かに引張られるようになっている。密封リン グ６はＯリングのような普通の真空密封要素としてよいが、金、インジウム。

鉛のような軟質金属リングで構成してもよい。膜１を支持する窓フランジ２の使 用は、損傷した場合、あるいは異なる放射線源を使用するとき、前記膜を容易に 取替えることができるという利点がある。

第２図は、真空密の手段で窓フランジ２に膜１を固定する別の可能性を示す。膜 １は、非常に薄い密封及び接着化合物８によって窓フランジ２に堅密に接続され ている。密封及び接着化合物は、従来同様、２成分接着剤のような真空適合接着 剤を使用することができる。接着表面は非常に小さいので、接着剤の排気ガス量 は非常に低い。

第３図は、薄膜１の特別の実施態様を示し、該薄膜１は円形領域１ａを有し、該 円形領域１ａの厚さは、それを取り巻く環状領域１ｂに比べて非常に薄い。その ような膜は、例えば、円形領域１ａが形成されるように４００乃至５００μｍ厚 さのシリコンディスクをエツチングして製造することができる。環状領域１ｂ。

即ちエツジは同時に箔１ａに対するクランプフレームとしての役目を果たし、例 えば実用膜１ａに機械的な応力を−切かけないで、第１．第２図に示した方法で 窓フランジ２に接続することができる。

膜の発明的使用は、すぐれた圧力軽減が得られるという利点を有する。例えば、 厚さ１．５μｍ２面積１５　ｃｔｒｔのシリコン箔を使用するとき、常時、１０ −”ｈＰａから１Ｏ−２ｈＰａへの圧力軽減を達成することが可能で必る。

以上、本発明につき例を挙げて説明した。ビーム管で圧力軽減を達成し、真空領 域を分割する堅密且つＸ線透過の膜を使用するという本発明の原理の範囲内で、 多くの変更が可能である。例えば、膜は、焼結や拡散工程により窓フランジに接 続することができる。例えば、銀を拡散材料として使用できる。この真空密固定 工程は、膜と一体の窓フランジ２も、真空装置のＵＨ■部分をベーキングした際 高温に加熱できる。

円形形状の膜を使用することは明らかに不必要で必る。Ｘ線透過膜も、矩形また はランダムな他の形状にできる。

ビーム管を異なる圧力をもつ２つの領域に分割することにより、ビーム管開口を 減じることなく、かなりの費用削減となる。

国際調査報告 −１−一〜−ｗｌ１ｍｋ　ＰＣＴ／ＤＥ　８５１００２３６ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　 ’ＴＨＥ　ＩＮτＥＲＮＡτｌ０ＮＡｒ、　５ＥＡＲＣＨＲＥＰＯＲＴ　ＯＮ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．第２の領域に超高真空までの高真空を維持するようにした、Ｘ線源のＵＨＶ 領域からＸ線を放出するためのビーム管において、ビーム管を２つの領域（Ａ， Ｂ）に分割し、該２つの領域間に膜を配設し、該膜はＸ線源に接続した領域（Ａ ）を第２領域（Ｂ）に対し密封するものの、実質的にＸ線に対し透過性であるこ とを特徴とするビーム管。
2. ２．請求の範囲第１項記載のビーム管において、膜が低質量番号の材料でできて いるビーム管。
3. ３．請求の範囲第２項記載のビーム管において、材料が例えばアルミニウム，ベ リリウム，マグネシウムまたはシリコンの金属または半導体であるビーム管。
4. ４．請求の範囲第１項乃至第３項のうちいずれか１項記載のビーム管において、 膜が０．５乃至５μｍの厚さであるビーム管。
5. ５．請求の範囲第１項乃至第４項のうちいずれか１項記載のビーム管において、 膜（１）が窓フランジ（２）に固定され、該窓フランジが着脱可能にビーム管（ ４，５）に接続されるビーム管。
6. ６．請求の範囲第５項記載のビーム管において、膜（１）が保持リング（７）の 手段により窓フランジ（２）に固定され、保持リング（７）と膜（１）との間、 あるいは膜（１）と窓フランジ（２）との間に往復動可能に配設された密封リン グにより密封されるビーム管。
7. ７．請求の範囲第５項記載のビーム管において、膜（１）は窓フランジ（２）に 接着または焼結されるビーム管。
8. ８．請求の範囲第１項乃至第７項のうちいずれか１項記載のビーム管において、 膜（１）が実質的にＸ線に対し透過性である中央の薄い領域と、約４００乃至５ ００μｍの厚さを持ち前記中央領域を囲繞する領域とを有するビーム管。
9. ９．請求の範囲第８項記載のビーム管において、中央の薄い領域が厚い箔をエッ チングすることにより製造されるビーム管。
10. １０．請求の範囲第１項乃至第９項のうちいずれか１項記載のビーム管において 、低真空（例えば１０−２ｈｐａ）が第２領域に維持されるビーム管。