KR101023713B1 - Dual X-ray generator capable of selecting one of transmission mode and reflection mode - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 투과형 또는 반사형 모드의 선택이 가능한 듀얼 X-선 발생장치로서, X-선 발생장치에 있어서, 전자를 발생시키는 음극(cathode); 상기 음극으로부터 방출되는 전자를 집속시켜 전자빔을 방출하는 집속모듈(focusing module); 상기 집속모듈로부터의 전자빔으로 X-선을 발생시키는 타겟(target)부; 및 상기 타겟부로 부터의 전자빔을 외부로 방출시키는 윈도우부가 구비되되, 상기 타겟부는, 상기 전자빔이 투과하여 X-선을 방출시키는 투과형 타겟 및 상기 집속모듈과 상기 투과형 타겟 사이에서 선택적으로 상기 전자빔의 진행선상 내에 또는 밖에 위치되어 입사되는 전자빔으로부터 선택적으로 X-선을 방출시키는 반사형 타겟을 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 X-선 발생 장치이며, 이와 같은 본 발명에 의하면, 하나의 X-선 발생장치에서 선택적으로 연속 X-선 분석 및 특헝 X-선 분석을 실시할 수 있게 된다.The present invention provides a dual X-ray generator capable of selecting a transmissive or reflective mode, comprising: a cathode for generating electrons; A focusing module for focusing electrons emitted from the cathode to emit an electron beam; A target unit generating X-rays by the electron beam from the focusing module; And a window unit for emitting an electron beam from the target unit to the outside, wherein the target unit selectively transmits the electron beam between the focusing module and the focusing module and the transmission target through which the electron beam transmits to emit X-rays. It is a dual X-ray generator, characterized in that it comprises a reflective target for selectively emitting X-rays from the incident electron beam located in or outside the line, according to the present invention, one X-ray generator Optionally, continuous X-ray analysis and special X-ray analysis can be performed.

X-선, 투과형, 반사형, 음극, X-선발생 장치. X-ray, transmission, reflection, cathode, X-ray generator.

Description

투과형 또는 반사형 모드의 선택이 가능한 듀얼 Ｘ-선 발생장치 { Dual X-ray generator capable of selecting one of transmission mode and reflection mode}Dual X-ray generator capable of selecting one of transmission mode and reflection mode}

본 발명은 X-선 발생장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 X-선 발생장치로 투과형 또는 반사형 모드의 선택이 가능한 듀얼모드의 X-선 발생장치에 대한 것이다.The present invention relates to an X-ray generator, and more particularly, to a dual-mode X-ray generator capable of selecting a transmissive or reflective mode with one X-ray generator.

X-선은 1895년 독일의 물리학자 뢴트겐 박사에 의해 발견되었는데, 그는 음극선 연구 중 음극선과(cathode ray tube) 근처에 있던 형광체가 빛을 내는 것을 발견하고 이것은 어떤 보이지 않는 방사선이 일으키는 현상이라 생각하여 이를 미지의 방사선이란 의미로 X-선이라 이름하여 물리의학회에 발표하였으며, 의학회는 발견자의 공적을 기려서 뢴트겐선이라 명명하였다.X-rays were discovered by German physicist Dr. Roentgen in 1895. During his cathode research, he found that the phosphor near the cathode ray tube glowed, which he thought was caused by some invisible radiation. This was called X-ray, which is known as unknown radiation, and was presented to the Physical Medicine Society.

X-선은 발견된 후 여러 분야에 이용되어 왔으나 현재는 의학 분야, 물질분석 분야 등에서 특히 많이 이용되고 있다. 또한 촬영장치, 광학기술 등을 포함한 주변 기술들과 정보기술의 발달은 X-선을 이용한 응용을 보다 활성화시켜 인류 건강과 과학기술 발전에 크게 기여하고 있다.X-rays have been used in many fields since their discovery, but are now widely used in the medical and material analysis fields. In addition, the development of peripheral technologies and information technology, including imaging equipment, optical technology, etc., contributes to the development of human health and science and technology by further activating the application of X-rays.

일반적인 X-선원의 X-선 발생원리는, 고진공도의 매체 내에서 음극(cathode)을 통해 발생된 전자가 가속되어 양극(anode)인 표적물질에 충돌하게 되고 이 충돌로 인해 전자는 표적 속 깊이 진입하여 그 물질의 원자와 여러 가지 상호작용을 하게 된다. 이와 같은 결과에 의하여 전자의 운동 에너지는 두 가지 에너지로 변환되는데, 그것이 열에너지와 X-선이 된다.The general principle of X-ray generation of X-ray sources is that electrons generated through a cathode in a high vacuum medium are accelerated to collide with the anode target material, which causes the electrons to reach the depth of the target. It enters and interacts with atoms of the material in various ways. As a result of this, the kinetic energy of the electron is converted into two kinds of energy, which are thermal energy and X-ray.

X-선은 발생 기전에 따라 연속 X-선(continuous X-ray)과 특성 X-선(characteristic X-ray)로 나누어지며, 각기 다른 응용 분야에 활용이 특화될 수 있다. 연속 X-선의 경우 고에너지의 전자가 표적 물질의 원자핵 근처의 강한 전자기장에 의해 저지되면서 손실된 운동 에너지에 해당하는 에너지가 전자기파로 형성되어 발생하게 된다. 이를 제동방사라고 하며 이때 발생된 전자기파를 연속 X-선, 제동 X-선 또는 백색 X-선이라고 한다.X-rays are divided into continuous X-rays and characteristic X-rays depending on the mechanism of occurrence, and their application can be specialized for different applications. In the case of continuous X-rays, high-energy electrons are blocked by a strong electromagnetic field near the nucleus of the target material, and energy corresponding to the lost kinetic energy is generated by electromagnetic waves. This is called braking radiation, and the generated electromagnetic waves are called continuous X-rays, braking X-rays or white X-rays.

연속 X-선은 그 발생 원리에서 알 수 있듯이 고에너지의 전자가 원자핵의 전자기장에 의해 저지될 때 경우에 따라 0에서부터 전체까지 운동에너지를 잃기 때문에 발생되어 나오는 X-선의 에너지가 연속적인 분포를 이루게 되며 넓은 에너지 분포를 갖게 되어 많은 광량을 확보할 수 있게 된다. 한편 특성 X-선의 경우, 발생 원리는 연속 X-선의 그것과 다르며 다른 특성을 갖고 있다. 고에너지의 전자가 표적 물질을 이루는 원자의 내각 궤도 전자와 충돌하여 이를 원자 밖으로 축출시키면, 외각궤도전자가 에너지 상태가 낮은 내각궤도로 천이되면서 두 궤도전자의 에 너지 차이에 해당하는 전자기파를 발생시킨다. 이러한 전자기파 중 파장이 X-선 영역에 해당되는 것을 특성 X-선 또는 고유 X-선이라 한다. 원자마다 궤도 전자의 에너지 준위의 차가 일정하고, 이에 따라 특정 파장(에너지)의 X-선을 발생하기 때문에 특성 X-선이라 하며, 원자에 따라 그 파장이 고유한 값을 갖기 때문에 고유 X-선이라 부른다. 특성 X-선을 활용할 경우에는 하나의 파장을 이용하기 때문에 분석의 해상도가 높을 수 있으나, X-선의 광량의 연속 X-선의 그것보다 작게 된다. Continuous X-rays have a continuous distribution of the energy of the X-rays that are generated because high energy electrons sometimes lose kinetic energy from zero to the whole when they are blocked by the electromagnetic field of the atomic nucleus. It has a wide energy distribution and can secure a large amount of light. On the other hand, in the case of characteristic X-rays, the generation principle is different from that of continuous X-rays and has different characteristics. When high-energy electrons collide with the inner orbital electrons of the atoms that make up the target material and extrude them out of the atom, the outer orbital electrons transition to the lower inner orbit and generate electromagnetic waves corresponding to the energy difference between the two orbital electrons. . Among these electromagnetic waves, wavelengths corresponding to the X-ray region are called characteristic X-rays or inherent X-rays. It is called characteristic X-ray because the difference in the energy level of the orbital electron is constant for each atom, and thus generates X-rays of a specific wavelength (energy), and intrinsic X-rays because the wavelength has unique values for each atom. It is called. In the case of utilizing characteristic X-rays, the resolution of the analysis may be high because one wavelength is used, but the amount of light of the X-rays is smaller than that of continuous X-rays.

이처럼 연속 X-선과 특성 X-선의 특성이 다른 관계로 그 응용분야가 다르게 되는데, 많은 광량을 확보할 수 있는 연속 X-선의 경우는 일반적인 의료영상 분야인 medical radiography, medical scanner, luggage scanner 등에 활용할 수 있고, 특성 X-선의 경우에는 단파장의 X-선이 요구되는 microscopy, protein crystallography, small angle scattering 등에 활용될 수 있다.As the characteristics of the continuous X-ray and the characteristic X-ray are different, the application fields are different. The continuous X-ray that can secure a large amount of light can be used for medical radiography, medical scanner, luggage scanner, etc. In the case of characteristic X-rays, short wavelength X-rays may be used for microscopy, protein crystallography, small angle scattering, and the like.

X-선 발생장치는 그 이용 목적에 따라 다양한 형태가 개발되어 왔으며, 특히 표적(target)의 형태에 따라 반사형(reflection type)과 투과형(transmission type)으로 분류가 된다.X-ray generators have been developed in various forms according to their purpose of use, and are classified into reflection type and transmission type according to the shape of the target.

반사형의 경우에는 표적의 두께에 제한이 없어 높은 광량의 넓은 에너지 분포를 갖는 연속 X-선이 발생되어 상대적으로 발생된 X-선 중 특성 X-선의 비율이 작아지는 반면에, 투과형의 경우에는 전자가 표적과 충돌하고 X-선이 표적을 투과하여 전자 입사방향과 반대방향으로 방출되어야 하기 때문에 표적의 두께가 수 마이크로미터로 제한을 받게 된다. 따라서 표적의 두께가 얇아 표적과 충돌한 전자가 표적물질과 작용하여 연속 X-선을 발생시킬 수 있는 가능성이 줄어들게 되며 그로 인하여 발생된 X-선에서 특성 X-선의 비율이 높아지게 된다.In the case of the reflective type, there is no limit on the thickness of the target, so that a continuous X-ray having a large energy distribution of a high amount of light is generated to reduce the ratio of characteristic X-rays among the relatively generated X-rays, while in the case of the transmissive type The thickness of the target is limited to a few micrometers because electrons collide with the target and X-rays must penetrate the target and be emitted in the opposite direction of the electron incidence. Therefore, the thickness of the target is thin, which reduces the possibility that electrons colliding with the target interact with the target material to generate continuous X-rays, thereby increasing the ratio of characteristic X-rays in the generated X-rays.

이와 같이 X-선의 특성 및 활용 용도에 따라 반사형 X-선 발생장치와 투과형 X-발생장치를 개별적으로 보유하여야 함으로 인하여 X-선 발생장치를 구비하는데 많은 비용이 소모되게 된다.As such, since the reflective X-ray generator and the transmissive X-generating device must be separately provided according to the characteristics of the X-rays and the application of the X-rays, the cost of the X-ray generator is increased.

나아가서 X-선의 특성에 따라 연속 X-선 분석과 특성 X-선 분석을 원하는 경우에 분석대상을 각각의 X-선 발생장치로 조사하여야 하는 불편함이 있다.Furthermore, when continuous X-ray analysis and characteristic X-ray analysis are desired according to the characteristics of X-rays, there is an inconvenience in that the object to be analyzed must be irradiated with each X-ray generator.

본 발명은 X-선의 특성 및 활용 용도에 따라 반사형 X-선 발생장치와 투과형 X-선 발생장치를 개별적으로 보유하여야 함으로 인하여 X-선 발생장치를 구비하는데 많은 비용이 소모되는 문제점을 해결하고자 한다.The present invention is to solve the problem of having a high cost of having an X-ray generator because it must have a reflective X-ray generator and a transmissive X-ray generator separately according to the characteristics and applications of X-rays do.

또한 X-선의 특성에 따라 연속 X-선 분석과 특성 X-선 분석을 원하는 경우에 분석대상을 각각의 X-선 발생장치로 조사하여야 하는 불편함을 제거하고자 하나의 X-선 발생장치에서 선택적으로 연속 X-선 분석 및 특성 X-선 분석을 실시할 수 있는 X-선 발생장치를 제공하고자 한다.In addition, if you want continuous X-ray analysis and characteristic X-ray analysis according to the characteristics of X-ray, it is optional in one X-ray generator to eliminate the inconvenience of irradiating the object with each X-ray generator. To provide an X-ray generator capable of performing continuous X-ray analysis and characteristic X-ray analysis.

상기 기술적 과제를 달성하고자 본 발명은, X-선 발생장치에 있어서, 전자를 발생시키는 음극(cathode); 상기 음극으로부터 방출되는 전자를 집속시켜 전자빔을 방출하는 집속모듈(focusing module); 상기 집속모듈로부터의 전자빔으로 X-선을 발생시키는 타겟(target)부; 및 상기 타겟부로부터의 전자빔을 외부로 방출시키는 윈도우부가 구비되되, 상기 타겟부는, 상기 전자빔이 투과하여 X-선을 방출시키는 투과형 타겟 및 상기 집속모듈과 상기 투과형 타겟 사이에서 선택적으로 상기 전자빔의 진행선상 내에 또는 밖에 위치되어 입사되는 전자빔으로부터 선택적으로 X-선을 방출시키는 반사형 타겟을 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 X-선 발생 장치이다.The present invention to achieve the above technical problem, in the X-ray generator, a cathode for generating electrons (cathode); A focusing module for focusing electrons emitted from the cathode to emit an electron beam; A target unit generating X-rays by the electron beam from the focusing module; And a window unit configured to emit an electron beam from the target unit to the outside, wherein the target unit selectively transmits the electron beam between the focusing module and the focusing module and the transmission target through which the electron beam is transmitted to emit X-rays. A dual X-ray generator is characterized in that it comprises a reflective target positioned within or outside the line to selectively emit X-rays from the incident electron beam.

여기서 상기 윈도우부는, 상기 투과형 타겟으로부터 방출되는 X-선을 외부로 방출시키는 투과형 윈도우 및 상기 반사형 타겟으로 부터 방출되는 X-선을 외부로 방출시키는 반사형 윈도우를 포함할 수 있다.The window unit may include a transmissive window that emits X-rays emitted from the transmissive target to the outside and a reflective window that emits X-rays emitted from the reflective target to the outside.

바람직하게는 상기 반사형 타겟은, 상기 집속모듈과 상기 투과형 타겟 사이에서 상기 전자빔의 진행방향과 수직방향으로 좌우 이동이 가능하여, 선택적으로 상기 전자빔의 진행선상에 위치될 수 있다.Preferably, the reflective target may move left and right in a direction perpendicular to the traveling direction of the electron beam between the focusing module and the transmissive target, and may be selectively positioned on the traveling line of the electron beam.

보다 바람직하게는 상기 반사형 타겟은, 전자빔이 집속되는 끝단이 원추(circular cone) 모양으로 형성되고, 상기 원추의 중심축을 기준으로 회전이 가능할 수 있다.More preferably, the reflective target has an end portion at which the electron beam is focused to have a circular cone shape, and may be rotated about the central axis of the cone.

나아가서 상기 반사형 타겟의 하부에 위치하여 상기 반사형 타겟과 같이 이동하며, 상기 반사형 타겟이 전자빔의 진행선상에 위치시에 상기 투과형 타겟 및 상기 투과형 윈도우를 통해 X-선이 방출되는 것을 차단하기 위한 빔스토퍼(beam stopper)가 형성될 수 있다.Furthermore, it is located below the reflective target and moves with the reflective target, and blocks the X-rays from being emitted through the transmissive target and the transmissive window when the reflective target is positioned on the traveling line of the electron beam. A beam stopper may be formed.

바람직하게는 상기 투과형 윈도우 및 상기 반사형 윈도우는, 베릴륨(Be)으로 형성될 수 있다.Preferably, the transmissive window and the reflective window may be formed of beryllium (Be).

또한 상기 빔 스토퍼는 X선이 투과할 수 없는 금속 물질을 포함하여 형성될 수 있다.In addition, the beam stopper may be formed to include a metal material through which X-rays cannot pass.

여기서 상기 음극은, 텅스텐 필라멘트를 이용한 열전자 방출방식 또는 CNT를 이용한 전계 방출방식을 적용한 전자총이 될 수 있다.Here, the cathode may be an electron gun to which a hot electron emission method using tungsten filament or a field emission method using CNT is applied.

바람직하게는 상기 투과형 타겟과 반사형 타겟은 W, Cu 또는 Mo 중 어느 하나를 표적물질로 포함할 수 있다.Preferably, the transmissive target and the reflective target may include any one of W, Cu, or Mo as a target material.

보다 바람직하게는 상기 투과형 타겟은, 상기 투과형 윈도우의 상면에 표적물질이 코팅되어 형성될 수 있다.More preferably, the transmissive target may be formed by coating a target material on an upper surface of the transmissive window.

이와 같은 본 발명에 따르면, 하나의 X-선 발생장치에서 선택적으로 연속 X-선 분석 및 특헝 X-선 분석을 실시할 수 있게 된다.According to the present invention, it is possible to selectively perform continuous X-ray analysis and specific X-ray analysis in one X-ray generator.

나아가서 X-선의 특성 및 활용 용도에 따라 반사형 X-선 발생장치와 투과형 X-선 발생장치를 개별적으로 보유할 필요 없이 하나의 X-선 발생장치를 반사형과 투과형의 듀얼 모드로 동작하도록 하여 장치구비 시 비용을 절감할 수 있다.Furthermore, according to the characteristics and application of X-rays, one X-ray generator can be operated in dual mode of reflection type and transmissive type without having to separately own reflective type X-ray generator and transmission type X-ray generator. The cost can be reduced when equipment is installed.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.In order to explain the present invention, the operational advantages of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, the following describes exemplary embodiments of the present invention and looks at it with reference.

본 발명은 투과형 또는 반사형 모드의 선택이 가능한 듀얼 X-선 발생장치로서, 하나의 X-선 발생장치로 투과형 또는 반사형 모드를 선택하여 선택에 따라 연속 X-선 또는 특성 X-선을 발생시킨다.The present invention is a dual X-ray generator capable of selecting a transmissive or reflective mode, wherein one X-ray generator selects a transmissive or reflective mode to generate continuous X-rays or characteristic X-rays depending on the selection. Let's do it.

도 1은 본 발명에 따른 듀얼 X-선 발생 장치의 내부 사시도를 도시한다.1 shows an internal perspective view of a dual X-ray generator according to the invention.

본 발명에 따른 듀얼 X-선 발생장치(100)는, 개략적으로 음극(110), 집속모듈(120), 타겟부, 및 윈도우부로 구성이 되는데, 상기 타겟부는 반사형 타겟(210)과 투과형 타겟(310)을 포함하며, 상기 윈도우부는 반사형 윈도우(250)와 투과형 윈도우(350)를 포함한다.The dual X-ray generator 100 according to the present invention is composed of a cathode 110, a focusing module 120, a target portion, and a window portion, wherein the target portion is a reflective target 210 and a transmissive target. 310, the window portion includes a reflective window 250 and a transmissive window 350.

음극(110)에서는 전자를 발생시키며, 집속모듈(120)이 음극(110)에서 방출된 전자를 집속시켜 전자빔으로 방출시킨다. 그리고 집속모듈(120)에서 집속된 전자빔에 의해 상기 타켓부에서 X-선이 발생되고, 상기 윈도우부를 통해 외부로 방출된다. X-선 발생장치의 내부는 진공상태이므로 상기 윈도우부를 형성하여 장치 내부의 진공상태를 유지시키며 X-선을 외부로 방출할 수 있다. 이와 같은 반사형 윈도우(250)와 투과형 윈도우(350)는 베릴륨(Be)으로 형성될 수 있다.The cathode 110 generates electrons, and the focusing module 120 focuses the electrons emitted from the cathode 110 to emit the electron beam. X-rays are generated at the target portion by the electron beam focused at the focusing module 120, and are emitted to the outside through the window portion. Since the inside of the X-ray generator is in a vacuum state, the window portion may be formed to maintain a vacuum inside the device and to emit X-rays to the outside. The reflective window 250 and the transmissive window 350 may be formed of beryllium (Be).

여기서 음극(110)은 텅스텐 필라멘트를 이용한 열전자 방출방식이나 또는 CNT를 이용한 전계방출방식이 적용될 수 있다.The cathode 110 may be a hot electron emission method using a tungsten filament or a field emission method using a CNT.

본 발명에서는 듀얼 X-선 발생장치(100)가 반사형 타겟(210)과 투과형 타 겟(310)을 둘 다 포함하고 있으며, 선택적으로 반사형 타겟(210)이나 투과형 타겟(310)을 통해 연속 X-선 또는 특성 X-선을 발생시키게 된다. 반사형 타겟(210)과 투과형 타겟(310)은 W, Cu 또는 Mo 중 어느 하나 이상의 표적물질로 포함한다.In the present invention, the dual X-ray generator 100 includes both the reflective target 210 and the transmissive target 310, and optionally through the reflective target 210 or the transmissive target 310 X-rays or characteristic X-rays are generated. The reflective target 210 and the transmissive target 310 include W, Cu, or Mo as one or more target materials.

바람직하게는 도 1에 도시된 바와 같이, 투과형 타켓(310)은 투과형 윈도우(350)의 상면에 표적물질을 코팅하여 형성될 수 있으며, 설명의 편의를 위하여 투과형 윈도우(350)과 투과형 타겟(310)을 투과형 타겟부(300)로 칭한다.Preferably, as shown in Figure 1, the transmissive target 310 may be formed by coating a target material on the upper surface of the transmissive window 350, for convenience of description the transmissive window 350 and the transmissive target 310 ) Is referred to as the transmission type target portion 300.

이와 같이 X-선 발생장치가 선택적으로 투과형 또는 반사형으로 동작하기 위하여 본 발명에서는 반사형 타겟(210)이 이동이 가능하도록 장착되는데, 도 2에서 도시된 바와 같이 반사형 타겟(210)은 수평방향으로 이동이 가능하여, 선택적으로 반사형 모드에서는 반사형 타겟(210)이 집속모듈(120)로부터 나오는 전자빔의 진행선상에 위치되어 반사형 X-선 발생장치로 동작하고, 투과형 모드에서는 반사형 타겟(210)이 전자빔의 진행선상에서 벗어나서 투과형 타겟(310)으로 전자빔이 집속되어 투과형 X-선 발생장치로 동작하게 된다. As described above, in order to selectively operate the X-ray generator in the transmissive or reflective type, the reflective target 210 is movable in the present invention. The reflective target 210 is horizontal as shown in FIG. 2. Direction, the reflective target 210 is selectively positioned on the traveling line of the electron beam emitted from the focusing module 120 in the reflective mode, and acts as a reflective X-ray generator, in the transmissive mode. The target 210 deviates from the traveling line of the electron beam and focuses the electron beam on the transmission target 310 to operate as the transmission X-ray generator.

여기서 반사형 타겟부(200)가 반사형 타겟(210)과 빔스토퍼(230)을 포함하는데, 빔스토퍼(230)는 반사형 타겟(210)의 하부에 위치하여 반사형 타겟(210)과 같이 이동하며, 듀얼 X-선 발생장치(100)가 반사형 모드로 동작 시에 투과형 타겟(310) 및 투과형 윈도우(350)를 통해 X-선이 방출되는 것을 차단하게 된다. 이를 위하여 빔 스토퍼(230)는 X-선이 투과할 수 없도록 납 등 X선이 투과할 수 없는 금속 물질들을 포함하여 형성될 수 있다.In this case, the reflective target unit 200 includes a reflective target 210 and a beam stopper 230, and the beam stopper 230 is positioned below the reflective target 210 to form the reflective target 210. When the dual X-ray generator 100 operates in the reflective mode, the X-rays are blocked from being transmitted through the transmissive target 310 and the transmissive window 350. To this end, the beam stopper 230 may be formed of metal materials such as lead, such as lead, that cannot transmit the X-rays.

바람직하게는 반사형 타겟부(200)는 집속모듈(120)과 투과형 타겟(310) 사이 에서 전자빔의 진행방향과 수직방향으로 이동 가능하여, 선택적으로 상기 전자빔의 진행선상에 위치될 수 있다.Preferably, the reflective target unit 200 may be moved between the focusing module 120 and the transmissive target 310 in a direction perpendicular to the traveling direction of the electron beam, and may be selectively positioned on the traveling line of the electron beam.

도 2는 본 발명에 따른 듀얼 X-선 발생장치에서 반사형 타겟부의 동작을 도시하는데, 도 2를 통해 반사형 타겟부의 동작을 살펴보면, 반사형 타겟부(200)는 전자빔의 진행방향인 전자빔 진행선 A와 수직인 방향 B로 좌우 이동이 가능하여, 반사형 모드 또는 투과형 모드의 선택에 따라 이동하게 된다.2 illustrates the operation of the reflective target unit in the dual X-ray generator according to the present invention. Referring to the operation of the reflective target unit through FIG. 2, the reflective target unit 200 may travel in the electron beam, which is the direction of the electron beam. It is possible to move left and right in the direction B perpendicular to the line A, and move according to selection of the reflective mode or the transmissive mode.

나아가서 도 2에 도시된 바와 같이 반사형 타겟(210)은 전자빔이 집속되는 끝단이 원추 모양으로 형성되고, 상기 원추의 중심축 B를 기준으로 회전이 가능하며, 이와 같이 반사형 타겟(210)을 회전시켜 전자빔이 집속되어 열이 한 곳에 집중되는 것을 방지할 수 있다.Furthermore, as shown in FIG. 2, the reflective target 210 has a conical end at which an electron beam is focused, and can be rotated based on the central axis B of the cone. By rotating, the electron beam can be focused to prevent heat from being concentrated in one place.

또한 반사형 타겟(210)의 하부에 빔스토퍼(230)를 위치시키는데, 반사형 타겟(210)의 단면적보다 빔스토퍼(230)의 단면적을 더 크게 만들어 반사형 모드시에 투과형 타겟(310)이나 투과형 윈도우(350)로 X-선이 방출되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the beam stopper 230 is positioned below the reflective target 210. The cross-sectional area of the beam stopper 230 is made larger than that of the reflective target 210 to make the transmissive target 310 or the reflective target 310 in the reflective mode. X-rays may be prevented from being emitted into the transmissive window 350.

그럼 이하에서는 본 발명에 따른 듀얼 X-선 발생장치의 각 모드별 동작관계를 살펴보기로 한다.Then, the operation relationship of each mode of the dual X-ray generator according to the present invention will be described.

도 3은 본 발명에 따른 듀얼 X-선 발생 장치가 투과형 모드시의 단면도를 나타낸다.Figure 3 shows a cross-sectional view of the dual X-ray generator according to the present invention in the transmissive mode.

본 발명에 따른 듀얼 X-선 발생장치(100)가 투과형 모드로 동작 시에는 반사 형 타겟(210)과 빔스토퍼(230)를 포함하는 반사형 타겟부(200)가 전자빔 집속 영역에서 벗어나도록 이동되어 전자빔은 곧장 투과형 타겟부(300)로 집속된다. 투과형 타겟부(300)의 투과형 타겟(310)에 집속된 전자빔에 의해 X-선이 발생되고 발생된 X-선은 투과형 윈도우(350)를 통해 외부로 방출되게 된다.When the dual X-ray generator 100 according to the present invention operates in the transmissive mode, the reflective target portion 200 including the reflective target 210 and the beam stopper 230 moves to move away from the electron beam focusing region. As a result, the electron beam is focused on the transmission target portion 300 directly. X-rays are generated by the electron beam focused on the transmissive target 310 of the transmissive target unit 300, and the generated X-rays are emitted to the outside through the transmissive window 350.

도 4는 본 발명에 따른 듀얼 X-선 발생 장치가 반사형 모드시의 단면도를 나타낸다.4 is a cross-sectional view of the dual X-ray generator according to the present invention in the reflective mode.

본 발명에 따른 듀얼 X-선 발생장치(100)가 반사형 모드로 동작시에는 반사형 타겟(210)과 빔스토퍼(230)를 포함하는 반사형 타겟부(200)가 전자빔 집속 영역에 위치되도록 이동된다. When the dual X-ray generator 100 according to the present invention operates in the reflective mode, the reflective target unit 200 including the reflective target 210 and the beam stopper 230 is positioned in the electron beam focusing region. Is moved.

그러면 전자빔은 반사형 타겟부(200)의 반사형 타겟(210)에 집속되어 X-선이 발생되고 발생된 X-선은 반사형 윈도우(350)를 통해 외부로 방출되게 된다.Then, the electron beam is focused on the reflective target 210 of the reflective target unit 200 to generate X-rays, and the generated X-rays are emitted to the outside through the reflective window 350.

이와 같이 본 발명에서는 반사형 타겟부(200)를 전자빔 집속 영역 내에 위치되도록 이동시키거나 전자빔 집속 영역에서 벗어나도록 위치시켜 선택적으로 반사형 X-선 발생장치 또는 투과형 X-선 발생장치로 동작할 수 있게 한다. As described above, in the present invention, the reflective target unit 200 may be moved to be located in the electron beam focusing region or positioned to be out of the electron beam focusing region to selectively operate as a reflective X-ray generator or a transmissive X-ray generator. To be.

본 발명에 의하면 하나의 X-선 발생장치에서 선택적으로 연속 X-선 분석 및 특성 X-선 분석을 실시할 수 있게 되어, X-선의 특성 및 활용 용도에 따라 반사형 X-선 발생장치와 투과형 X-선 발생장치를 개별적으로 보유할 필요없이 하나의 X-선 발생장치를 반사형과 투과형의 듀얼 모드로 동작하도록 하여 장치 구비시에 비용을 절감할 수 있다.According to the present invention, it is possible to selectively perform continuous X-ray analysis and characteristic X-ray analysis in one X-ray generator, so that the reflective X-ray generator and the transmissive type according to the characteristics and the application of the X-ray are used. It is possible to reduce the cost of equipping the device by operating one X-ray generator in dual mode of reflection type and transmission type without having to separately hold the X-ray generator.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the technical idea of the present invention is not limited to these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 듀얼 X-선 발생 장치의 내부 사시도를 도시하며,1 shows an internal perspective view of a dual X-ray generator according to the invention,

도 2는 본 발명에 따른 듀얼 X-선 발생장치에서 반사형 타겟부의 동작을 도시하며,2 shows the operation of the reflective target unit in the dual X-ray generator according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 듀얼 X-선 발생 장치가 투과형 모드시의 단면도를 나타내며,Figure 3 shows a cross-sectional view of the dual X-ray generator according to the present invention in the transmissive mode,

도 4는 본 발명에 따른 듀얼 X-선 발생 장치가 반사형 모드시의 단면도를 나타낸다.4 is a cross-sectional view of the dual X-ray generator according to the present invention in the reflective mode.

<도면의 주요부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>

100 : 듀얼 X-선 발생 장치, 110 : 음극(cathode),100: dual X-ray generator, 110: cathode (cathode),

120 : 집속 모듈, 200 : 반사형 타겟부,120: focusing module, 200: reflective target portion,

210 : 반사형 타겟, 230 : 빔 스토퍼,210: reflective target, 230: beam stopper,

250 : 반사형 윈도우, 300 : 투과형 타겟부,250: reflective window, 300: transmissive target portion,

310 : 투과형 타겟, 350 : 투과형 윈도우.310: transmission type target, 350: transmission type window.

Claims (10)

X-선 발생장치에 있어서,In the X-ray generator, 전자를 발생시키는 음극(cathode); A cathode for generating electrons; 상기 음극으로부터 방출되는 전자를 집속시켜 전자빔을 방출하는 집속모듈(focusing module);A focusing module for focusing electrons emitted from the cathode to emit an electron beam; 상기 집속모듈로부터의 전자빔으로 X-선을 발생시키는 타겟(target)부; 및A target unit generating X-rays by the electron beam from the focusing module; And 상기 타겟부로부터의 전자빔을 외부로 방출시키는 윈도우부가 구비되되,Is provided with a window portion for emitting an electron beam from the target portion to the outside, 상기 타겟부는, 상기 전자빔이 투과하여 X-선을 방출시키는 투과형 타겟 및 상기 집속모듈과 상기 투과형 타겟 사이에서 선택적으로 상기 전자빔의 진행선상 내에 또는 밖에 위치되어 입사되는 전자빔으로부터 선택적으로 X-선을 방출시키는 반사형 타겟을 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 X-선 발생 장치.The target unit selectively emits X-rays from a transmissive target through which the electron beam is transmitted to emit X-rays, and an electron beam selectively positioned between or within the traveling line of the electron beam and selectively between the focusing module and the transmissive target. Dual X-ray generator, characterized in that it comprises a reflective target. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 윈도우부는, 상기 투과형 타겟으로부터 방출되는 X-선을 외부로 방출시키는 투과형 윈도우 및 상기 반사형 타겟으로부터 방출되는 X-선을 외부로 방출시키는 반사형 윈도우를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 X-선 발생 장치.The window unit may include dual X-rays including a transmission window for emitting X-rays emitted from the transmission target to the outside and a reflection window for emitting X-rays emitted from the reflection target to the outside. Generating device. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 반사형 타겟은, 상기 집속모듈과 상기 투과형 타겟 사이에서 상기 전자 빔의 진행방향과 수직방향으로 좌우 이동이 가능하여, 선택적으로 상기 전자빔의 진행선상에 위치되는 것을 특징으로 하는 듀얼 X-선 발생 장치.The reflective target may move left and right in a direction perpendicular to the traveling direction of the electron beam between the focusing module and the transmissive target, and dual X-ray generation may be selectively positioned on the traveling line of the electron beam. Device. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 반사형 타겟은, 전자빔이 집속되는 끝단이 원추(circular cone) 모양으로 형성되고, 상기 원추의 중심축을 기준으로 회전이 가능한 것을 특징으로 하는 듀얼 X-선 발생 장치.The reflective target is a dual X-ray generator, characterized in that the end of the electron beam is focused in the shape of a cone (circular cone), and can be rotated about the central axis of the cone. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,The method according to claim 3 or 4, 상기 반사형 타겟의 하부에 위치하여 상기 반사형 타겟과 같이 이동하며, 상기 반사형 타겟이 전자빔의 진행선상에 위치 시에 상기 투과형 타겟 및 상기 투과형 윈도우를 통해 X-선이 방출되는 것을 차단하기 위한 빔스토퍼(beam stopper)가 형성된 것을 특징으로 하는 듀얼 X-선 발생 장치.Positioned below the reflective target to move with the reflective target, and to block X-rays from being emitted through the transmissive target and the transmissive window when the reflective target is positioned on the traveling line of the electron beam; Dual X-ray generator, characterized in that the beam stopper (beam stopper) is formed. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 투과형 윈도우 및 상기 반사형 윈도우는, 베릴륨(Be)으로 형성된 것을 특징으로 하는 듀얼 X-선 발생 장치.And the transmissive window and the reflective window are made of beryllium (Be). 제 5 항에 있어서, The method of claim 5, 상기 빔 스토퍼는 X선이 투과할 수 없는 금속 물질을 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 듀얼 X-선 발생 장치.The beam stopper is a dual X-ray generating apparatus, characterized in that it comprises a metal material that can not pass through X-rays. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 음극은, 텅스텐 필라멘트를 이용한 열전자 방출방식 또는 CNT를 이용한 전계 방출방식을 적용한 것을 특징으로 하는 듀얼 X-선 발생 장치.The cathode is a dual X-ray generator, characterized in that the hot electron emission method using a tungsten filament or a field emission method using a CNT. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 투과형 타겟과 반사형 타겟은 W, Cu 또는 Mo 중 어느 하나를 표적물질로 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 X-선 발생 장치.The transmissive target and the reflective target is a dual X-ray generator, characterized in that containing any one of W, Cu or Mo as the target material. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 투과형 타겟은, 상기 투과형 윈도우의 상면에 표적물질이 코팅되어 형성된 것을 특징으로 하는 듀얼 X-선 발생 장치.The transmissive target is a dual X-ray generator, characterized in that the target material is formed on the upper surface of the transmissive window is coated.
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