KR20070071918A - 탄소나노튜브를 이용한 오목한 그리드 구조의 엑스-선관 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 오목한 그리드 구조의 X-선관은, 탄소나노튜브로 이루어져 있으며, 전자를 방출하는 음극부와, 전자의 방출을 유도하는 게이트부 및 방출된 전자를 가속하며 전자의 충돌로 X-선을 발생하는 양극부를 구비하는 탄소나노튜브 기반의 3극 X-선관에 있어서, 상기 게이트부에 해당하는 그리드는 소정 곡률의 오목한 구조로 되어 있는 점에 그 특징이 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 음극부, 양극부 및 게이트부로 구성된 탄소나노튜브 기반의 3극 X-선관에 있어서 게이트부에 해당하는 그리드 전극을 오목한 구조로 하여 전자빔의 집속을 증대시킴으로써 고효율, 고분해능의 방사선 영상을 얻을 수 있는 장점이 있다.

탄소나노튜브, 음극, X-선관

Description

탄소나노튜브를 이용한 오목한 그리드 구조의 엑스-선관{X-ray tube with concave grid using carbon nanotube}

도 1은 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 오목한 그리드 구조의 X-선관이 채용된 진공 챔버의 모습을 보여주는 도면.

도 2는 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 오목한 그리드 구조의 X-선관의 구조를 보여주는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 오목한 그리드 구조의 X-선관에 있어서, 음극부와 게이트부(그리드)의 부분 발췌도.

도 4는 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 오목한 그리드 구조의 X-선관에 있어서, 오목한 그리드에 형성된 전기장 분포에 따른 방출 전자빔의 이동 궤적을 보여주는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1...음극지지대 2...기판 홀더

3...탄소나노튜브(음극) 4...양극

5...텅스텐 6...베릴륨 창

7...필름 8...대상체

9...그리드 10...벌브(pyrex),

11...캡 12...세라믹

13...그리드 전극 14...음극 전극

15...방출 전자빔 16...전기장

본 발명은 탄소나노튜브를 이용한 오목한 그리드 구조의 X-선관에 관한 것으로서, 특히 음극부, 양극부 및 게이트부로 구성된 탄소나노튜브 기반의 3극 X-선관에 있어서 게이트부에 해당하는 그리드 전극을 오목한 구조로 하여 전자빔의 집속을 증대시킴으로써 고분해능의 X-선을 얻을 수 있는 탄소나노튜브를 이용한 오목한 그리드 구조의 X-선관에 관한 것이다.

종래의 필라멘트를 사용한 열전자 방출 X-선관의 경우 양극부와 음극부로 이루어져 음극에서 방출된 전자를 양극에 고전압을 걸어 가속시키는 방식을 사용하여 전자집속 및 제어가 어려운 구조를 가지고 있다. 또한 일반적인 탄소나노튜브를 이용한 전계 방출 X-선관은 양극부와 음극부외 전자방출을 유도하는 게이트를 두고 있으나 게이트에 의한 전자빔 집속은 별도의 집속용 전극을 인가하여 집속도를 조절하는데 사용하기도 한다.

해상도가 좋은 영상을 얻기 위해서는 X-선관의 출력과 초점 크기가 직접 관 련되기 때문에 X-선관의 성능이 시스템의 근본적인 성능에 결정적인 영향을 준다. 일반적인 탄소나노튜브를 이용한 전계 방출 X-선관은 양극부와 음극부 외에 전자방출을 유도하는 게이트를 두고 있다. 게이트에 의한 전자빔 집속을 향상시키기 위해서는 빔의 집속을 위하여 인가 전극을 사용하나, 구조가 복잡해지고 제작에 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 이상과 같은 사항을 감안하여 창출된 것으로서, 음극부, 양극부 및 게이트부로 구성된 탄소나노튜브 기반의 3극 X-선관에 있어서 게이트부에 해당하는 그리드 전극을 오목한 구조로 하여 전자빔의 집속을 증대시킴으로써 고효율,고분해능의 방사선 영상을 얻을 수 있는 탄소나노튜브를 이용한 오목한 그리드 구조의 X-선관을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 오목한 그리드 구조의 X-선관은,

탄소나노튜브로 이루어져 있으며, 전자를 방출하는 음극부와, 전자의 방출을 유도하는 게이트부 및 방출된 전자를 가속하며 전자의 충돌로 X-선을 발생하는 양극부를 구비하는 탄소나노튜브 기반의 3극 X-선관에 있어서,

상기 게이트부에 해당하는 그리드는 소정 곡률의 오목한 구조로 되어 있는 점에 그 특징이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 오목한 그리드 구조의 X-선관을 나타낸 것으로서, 도 1은 본 발명의 X-선관이 채용된 진공 챔버의 모습을 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 X-선관의 구조를 보여주는 도면이며, 도 3은 음극부와 게이트부(그리드)의 부분 발췌도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 오목한 그리드 구조의 X-선관은, 탄소나노튜브(3)로 이루어져 있으며, 전자를 방출하는 음극부(1,2)와, 전자의 방출을 유도하는 게이트부에 해당하는 그리드(9) 및 방출된 전자를 가속하며 전자의 충돌로 X-선을 발생하는 양극부(4,5)를 기본적으로 구비한다.

그러나, 본 발명의 X-선관에 있어서는 상기 게이트부에 해당하는 그리드(9)가 소정 곡률의 오목한 구조로 되어 있는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 또한 바람직하게는 상기 탄소나노튜브가 성장되는 금속 기판 위에는 탄소나노튜브를 금속 기판 위에 직접 성장시키는 것을 가능하게 하기 위해 니켈(Ni) 막이 촉매로 소정 두께 만큼(예를 들면, 5nm만큼)증착된다. 도 1 내지 도 3에서 참조번호 1은 음극지지대, 2는 기판 홀더, 4는 양극, 5는 텅스텐, 6은 베릴륨 창, 7은 필름, 8은 대상체, 10은 벌브(pyrex), 11은 캡, 12는 세라믹, 13은 그리드 전극, 14는 음극 전극을 각각 나타낸다.

이상과 같은 구조를 갖는 본 발명의 탄소나노튜브를 이용한 오목한 그리드 구조의 X-선관은 도 4에 도시된 바와 같이, 일반적인 X-선관의 삼극 구조 중 게이트에 해당하는 그리드(9)를 오목한 형상으로 하여, 이에 인가되는 전기장(16)에 의 해 방출 전자빔(15)을 집속시킴으로써 작은 초점 크기의 X-선을 얻을 수 있으며, 이에 따라 고효율, 고분해능의 방사선 영상을 얻을 수 있게 된다.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 이용한 오목한 그리드 구조의 X-선관은 음극부, 양극부 및 게이트부로 구성된 탄소나노튜브 기반의 3극 X-선관에 있어서 게이트부에 해당하는 그리드 전극을 오목한 구조로 하여 전자빔의 집속을 증대시킴으로써 고효율, 고분해능의 방사선 영상을 얻을 수 있는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 탄소나노튜브로 이루어져 있으며, 전자를 방출하는 음극부와, 전자의 방출을 유도하는 게이트부 및 방출된 전자를 가속하며 전자의 충돌로 X-선을 발생하는 양극부를 구비하는 탄소나노튜브 기반의 3극 X-선관에 있어서,

   상기 게이트부에 해당하는 그리드는 소정 곡률의 오목한 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 오목한 그리드 구조의 X-선관.
2. 제1항에 있어서,

   상기 탄소나노튜브가 성장되는 금속 기판 위에는 탄소나노튜브를 금속 기판 위에 직접 성장시키는 것을 가능하게 하기 위해 니켈(Ni) 막이 촉매로 증착되어 있는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브를 이용한 오목한 그리드 구조의 X-선관.

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