KR20130098416A - 방사선 발생장치 및 방사선 촬영장치 - Google Patents

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Abstract

방사선 발생장치(31)는, 방사선 발생관(11); 상기 방사선 발생관을 수납하는 수납 용기(12); 및 상기 수납 용기와 상기 방사선 발생관 사이의 냉각 매체(33)를 구비하고, 상기 방사선 발생관은, 개구부(14a)를 갖는 외위기(14)와, 상기 외위기의 내부에 배치된 전자방출원과, 상기 전자방출원과 마주보도록 배치되어 상기 전자방출원으로부터 방출된 전자빔의 조사에 응답하여 방사선을 발생하는 타깃(18, 19)과, 내벽 내부에 상기 타깃을 수납하고, 상기 타깃으로부터 방출된 상기 방사선의 일부를 차단하는, 관 형상의 차폐체(20)를 구비하고, 상기 차폐체는 상기 타깃이 상기 개구부의 외측에 위치되도록 상기 외위기의 외측으로 돌출하도록 배치되고, 상기 냉각 매체는 상기 차폐체의 적어도 일부에 접하여 있다.

Description

방사선 발생장치 및 방사선 촬영장치{RADIATION GENERATING APPARATUS AND RADIATION IMAGING APPARATUS}
본 발명은, 냉각 매체가 충전된 수납 용기내에, 전자방출원을 사용한 투과형 방사선 발생관을 수납하는 방사선 발생장치, 및 상기 방사선 발생장치를 구비하는 방사선 촬영장치에 관한 것이다.
일반적으로, 방사선 발생관은 전자방출원으로부터 방출된 전자를 고에너지로 가속하고, 텅스텐 등의 금속으로 구성된 타깃에 고에너지로 조사하여 X선등의 방사선을 발생한다. 그 발생된 방사선은 모든 방향으로 방출된다. 그러므로, 불필요한 방사선을 차폐하기 위해서, 용기가 방사선 발생관을 수납하도록 구성되거나, 그 방사선 발생관이 납과 같은 차폐체(방사선 차폐부재)로 둘러싸여 불필요한 방사선을 외부에 누설하지 않는다. 이 때문에, 이러한 방사선 발생관 및 그 방사선 발생관을 내부에 수납한 방사선 발생장치는, 소형 경량화에 있어서 곤란하다.
이 과제에 대한 해결책으로서, 일본국 공개특허공보 특개2007-265981호에는, 투과형 방사선 발생관에 있어서, 타깃의 방사선 방출측 및 전자입사측에 각각 차폐체를 배치하여, 간단한 구조로 불필요한 방사선을 차폐하고, 또 상기 장치의 소형 경량화를 제공하는 방법이 개시되어 있다.
그러나, 일반적으로, 타깃, 즉 양극이 고정된 상기 투과형 방사선 발생관에서, 그 타깃은, 이 타깃에서 발생된 국소열의 효과 때문에 반드시 충분히 방열하지 않아, 고에너지의 방사선을 발생시킬 때 곤란하게 된다. 이 타깃의 방열에 관하여, 특허문헌1에서는, 여기에 기재된 투과형 방사선 발생관이 타깃과 차폐체를 접합한 구조를 가짐으로써, 타깃에서 발생한 열이 상기 차폐체에 전해져 방열되어, 타깃의 온도상승을 억제 가능하게 한다고 기재되어 있다.
특허문헌1: 일본국 공개특허공보 특개2007-265981호
[기술적 과제]
그렇지만, 특허문헌1에 개시된 투과형 방사선 발생관에서는, 차폐체가 진공용기내에 배치되어 있고, 차폐체로부터 진공용기 외부로의 열전달 영역이 한정되어 있다. 따라서, 타깃은 반드시 충분히 방열하지 않으므로, 타깃 냉각능력과 장치의 소형 경량화의 양쪽을 제공하는데 과제가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 간단한 구조로 불필요한 방사선의 차폐와 타깃의 냉각을 가능하게 하고, 또 소형 경량화를 가능하게 하는 방사선 발생장치와, 이 방사선 발생장치를 구비한 방사선 촬영장치를 제공하는데 있다.
[과제의 해결 수단]
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 방사선 발생장치는, 방사선 발생관; 상기 방사선 발생관을 내부에 수납하는 수납 용기; 및 상기 수납 용기와 상기 방사선 발생관 사이에 위치된 냉각 매체를 구비한 방사선 발생장치로서, 상기 방사선 발생관은, 개구부를 갖는 외위기와, 상기 외위기의 내부에 배치된 전자방출원과, 상기 전자방출원과 반대하여 배치되어 상기 전자방출원으로부터 방출된 전자빔의 조사에 응답하여 방사선을 발생하는 타깃과, 내벽 내부에 상기 타깃을 수납하고, 상기 타깃으로부터 방출된 상기 방사선의 일부를 차단하는, 관 형상의 차폐부재를 구비하고, 상기 차폐부재는, 상기 개구부 너머 상기 외위기의 외측에 상기 타깃을 수납하도록 상기 외위기의 외측으로 돌출되고, 상기 냉각 매체는 상기 차폐부재의 적어도 일부에 접하여 있다.
[발명의 효과]
본 발명은, 냉각 매체(33)에 대한 방열 면적이 넓고, 가장 온도가 높은 부분을 방열면으로 하는 구조를 제공할 수 있다. 이에 따라, 타깃의 열은 투과 기판 및 차폐체를 통해서 냉각 매체(33)에 전달되어서, 투과 기판의 온도상승을 억제해서 방사선 발생의 장시간 구동을 가능하게 하여서, 신뢰성이 높은 투과형 방사선 발생관을 사용한 방사선 발생장치를 제공하는 유용한 바람직한 효과를 제공한다.
본 발명의 또 다른 특징들은, 첨부도면을 참조하여 이하의 예시적 실시예들의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 제1의 실시예에 따른 투과형 방사선 발생관을 사용한 방사선 발생장치의 단면 모식도, 및 차폐체의 외표면의 온도분포도다.
도 2는 제2의 실시예에 따른 투과형 방사선 발생관을 사용한 방사선 발생장치의 단면 모식도, 및 차폐체의 외표면의 온도분포도다.
도 3은 제3의 실시예에 따른 투과형 방사선 발생관을 사용한 방사선 발생장치의 단면 모식도, 및 차폐체의 외표면의 온도분포도다.
도 4는 제4의 실시예에 따른 방사선 촬영장치의 모식도다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 관하여 설명하지만, 본 발명은 이것들의 실시예에 한정되지 않는다. 본 명세서에서 특히 도면에 나타내지도 기재되지도 않은 부분에는, 종래기술에서 공지되거나 공개적으로 공지된 기술을 적용한다.
<제1의 실시예>
우선, 도 1을 참조하여, 본 발명의 제1의 실시예에 따른 방사선 발생장치를 설명한다. 도 1은, 본 실시예에 따른 투과형 방사선 발생관을 사용한 방사선 발생장치의 단면 모식도 및 차폐체의 외표면의 온도분포도다. 도 1의 단면 모식도는, 전자다발의 중심선(전자다발 중심선22) 방향을 Z축방향으로 하는 Z-Y단면을 나타낸다.
도 1에 나타나 있는 바와 같이, 본 실시예에 따른 방사선 발생장치(1)는 투과형 방사선 발생관(11)을 구비하고, 이 투과형 방사선 발생관(11)은 수납 용기(12)의 내부에 수납되어 있다. 이 수납 용기(12)의 내부에 투과형 방사선 발생관(11)을 수납한 공간을 제외한 나머지 공간에는, 냉각 매체(33)가 충전되어 있다.
수납 용기(12)는, 금속판에 의해 규정되어 상자모양을 형성하는 금속용기다. 수납 용기(12)에 구비된 금속은, 전기 도전성을 갖고, 예를 들면 철, 스테인레스, 납, 황동 또는 구리이어도 되고, 상기 용기의 중량을 지지할 수 있는 구조를 제공한다. 수납 용기(12)의 일부에는, 수납 용기(12) 내부에 냉각 매체(33)를 주입하는 도면에 나타내지 않은 입구가 구비되어 있다. 투과형 방사선 발생관(11)이 구동될 때 냉각 매체(33)의 온도가 상승하므로, 냉각 매체(33)가 팽창했을 때의 수납 용기(12)의 내압상승을 피하기 위해서, 필요에 따라, 수납 용기(12)의 일부에 탄성부재를 사용한 도면에 나타내지 않은 압력조정구를 설치해도 좋다.
냉각 매체(33)는, 전기절연성을 갖는 액체이면 되고, 열에 의한 변질이 적고, 냉각능력이 높고, 저점도의 것이 바람직하고, 예를 들면 실리콘유 또는 불소계 오일, 또는 불소계 불활성 액체이어도 된다.
투과형 방사선 발생관(11)은, 원형의 개구부(14a)를 갖는 원통형 외위기(14), 전자방출원(15), 제어 전극(16), 투과 기판(19), 타깃(18) 및 차폐체(20)를 구비한다.
외위기(14)는 고진공 유지 능력뿐만 아니라 고내열성을 갖는 고전기절연성의 재료로 구성되어 있다. 여기에서는, 고전기절연성의 재료는, 예를 들면 알루미나 또는 내열 유리이어도 된다. 외위기(14)의 내부는, 후술하는 바와 같이, 소정의 진공도에 유지되어 있다.
외위기(14)의 내부에는, 외위기(14)의 개구부(14a)를 마주보도록 전자방출원(15)이 설치되어 있다. 본 실시예의 전자방출원(15)이, 예를 들면 필라멘트이지만, 전자방출원(15)은 함침형 캐소드나 전계방출형 소자등의 또 다른 전자방출원이어도 된다. 외위기(14) 내부에는, 일반적으로 전자방출원(15)을 구동할 수 있는 1×10-4Pa이하의 진공도를 유지하기 위해서, 투과형 방사선 발생관(11)을 구동했을 때에 방출된 가스를 흡수하는 도면에 나타내지 않은 게터(getter), NEG 또는 소형 이온 펌프가 탑재되어 있다.
전자방출원(15)의 주위에는, 제어 전극(16)이 배치되어 있다. 이 제어 전극(16)의 전위에 의해, 전자방출원(15)으로부터 방출된 열전자는, 타깃(18)을 향해서 가속된 전자를 포함하는 전자다발(17)을 형성한다. 전자다발(17)의 온/오프 제어는, 제어 전극(16)의 전압제어에 의해 행해진다. 제어 전극(16)은, 예를 들면 스테인레스, 몰리브덴 또는 철등의 재료로 구성된다. 타깃(18)의 전위는, 전자방출원(15)에 대해서 정전위가 되어 있기 때문에, 전자다발(17)은 타깃(18)에 끌어 당겨져 타깃(18)과 충돌하여, 방사선을 발생하게 된다. 본 실시예에 따른 방사선 발생장치(1)는, 타깃(18)에 전자다발(17)을 조사하고, 방사선으로서 X선을 발생시키는 X선 발생장치로서 구성되어 있다.
이때, 제어 전극(16)의 전자 조사방향 전방에 렌즈 전극을 설치하면, 전자다발의 지름을 보다 수속시킬 수 있다.
외위기(14)의 개구부(14a)에는, 외위기(14)의 외측에 차폐체(20)가 돌설되어 있고, 외위기(14)와 차폐체(20) 사이의 접합부가 밀폐 구조로 되어 있다. 차폐체(20)는 원통형상을 갖고, 외위기(14)의 개구부(14a)와 통하는 통로(20a)를 가지고 있다. 이 차폐체(20)는, 텅스텐, 몰리브덴, 무산소구리 또는 납등의 X선 흡수 능력이 높은 금속으로 구성되어도 된다.
차폐체(20)의 통로(20a)에서의 어떤 위치에는, 방사선을 투과하는 투과 기판(19)이 설치된다. 타깃(18)은, 투과 기판(19)의 전자방출원측의 면에 배치되어 있다. 투과 기판(19)은, 타깃(18)으로부터 방출된 원하지 않는 방향으로 X선을 흡수하는 기능과, 타깃(18)의 열확산판으로서의 기능을 가진다. 투과 기판(19)은, 열전도율이 높고, X선 감쇠량이 낮은 재료로 구성되고, 판모양을 갖고, 예를 들면 SiC, 다이아몬드, 박막 무산소 구리가 그 재료에 적합하다. 투과 기판(19)은, 차폐체(20)의 통로(20a)에 예를 들면 은 경납땜으로 접합되어 있다. 차폐체(20)의 통로(20a)에 있어서의 투과 기판(19)의 배치에 대해서는, 후술한다.
X선을 발생시킬 경우, 타깃(18)에는, 예를 들면 텅스텐, 몰리브덴, 구리 또는 금을 사용한다. 타깃(18)은, 금속박막으로 구성되고, 투과 기판(19)의 전자방출원측의 면에 설치되어 있다. 인체를 X선 촬영하는 경우, 타깃(18)은, 전자방출원(15)의 전위보다 높은 +30KV∼150KV정도의 전위를 갖는다. 이 전위차는, 타깃(18)으로부터 방출된 X선이 인체를 투과하여, 효과적으로 촬영에 기여하기 위해서 필요한 가속 전위차다.
텅스텐을 사용하는 경우에는, 타깃(18)은, 예를 들면 3 내지 15㎛정도의 막두께를 갖는다. 막두께 3㎛일 경우에는, 타깃(18)의 전자의 전위가 전자방출원(15)의 전위보다 높은 +30KV의 전압을 인가함으로써, 소정의 X선 발생량을 얻을 수 있다. 또한, 막두께 15㎛일 경우에는, 타깃(18)의 전위가 전자방출원(15)의 전위보다 높은 +150KV정도의 전압을 인가 함에 의해, 소정의 X선 발생량을 얻을 수 있다.
차폐체(20)의 통로(20a)에 있어서, 투과 기판(19)은, 외위기(14)의 외벽면에 대해 외측의 위치에 배치되어 있다. 차폐체(20)의 통로(20a)의 일부는, 투과 기판(19)이 배치된 위치까지는 원통형 구멍이지만, 투과 기판(19)의 전자방출원과 반대측에 있어서 상기 통로(20a)의 일부는 내경이 점점 증가하는 형상을 갖는다. 본 실시예에서는, 차폐체(20)의 통로(20a)에 설치된 투과 기판(19) 및 타깃(18)의 전체가, 외위기(14)의 외벽면에 대하여 외측의 위치에 배치되어 있다.
차폐체(20)의 통로(20a)에서의 위치에 투과 기판(19)이 접합되어 있으므로, 이에 따라서, 투과 기판(19)에 대하여 외위기(14)측의 진공은 유지되어 있다. 게다가, 수납 용기(12)의 내부에 충전된 냉각 매체(33)는, 투과 기판에 대하여 외측의 차폐체(20)의 통로(20a) 일부에 들어가, 투과 기판(19)에 접촉하고 있다.
달리 말하면, 본 실시예에서는, 냉각 매체(33)가 투과 기판(19), 차폐체(20)의 외면의 대부분, 및 투과 기판에 대하여 외측의 통로(20a) 내면에 접하고 있다. 투과 기판(19)은 차폐체(20)의 통로(20a)에 접합되어 있으므로, 이에 따라서, 타깃(18)에 전자다발(17)이 충돌한 결과 X선을 발생했을 때, 타깃(18)에서의 발열은 투과 기판(19) 및 차폐체(20)를 통해 냉각 매체(33)에 전달된다.
상술한 열전달을 달성하기 위해서는, 투과 기판(19)의 적어도 일부가, 외위기(14)의 외벽면에 대해 외측의 위치에 배치되면 좋다. 또한, 투과 기판(19)의 타깃 설치면은 타깃(18)에 접하기 때문에 고온이 되므로, 이 타깃 설치면이 외위기(14)의 외벽면에 대해 상기 외측에 위치될 수 있다. 게다가, 냉각 매체(33)는, 차폐체(20)의 적어도 일부에 접하고 있으면 좋다.
다음에, 도 1의 상부에서의 온도분포도를 참조하여, 본 실시예에 따른 방사선 발생장치(1)를 구동시켰을 경우의 작용에 관하여 설명한다. 본 실시예에 따른 방사선 발생장치(1)의 투과형 방사선 발생관(11)을 구동하면, 차폐체(20)의 외표면에는 온도분포가 생긴다. 도 1에서의 온도분포도에 나타나 있는 바와 같이, Z축방향에 있어서, 투과 기판(19)의 위치를 중심으로 하여, 거의 대칭인 볼록형상(마운드(mound) 형상)의 온도분포가 생긴다. 일례로서, 투과형 방사선 발생관(11)을 150W정도의 출력으로 구동했을 경우, 차폐체(20)의 외표면의 최고온도는 200℃이상으로 되는 것이라고 추정된다.
본 실시예와 같이, 투과 기판(19)이 외위기(14)의 외벽면에 대해 외측의 위치에 배치되어 있는 경우와, 투과 기판(19)이 외위기(14)의 외벽면의 내측에 배치되어 있는 경우를 비교한다. 투과 기판(19)의 전자방출원측의 면에 타깃(18)이 설치되어 있으므로, 투과 기판(19)에 대해 전자방출원측의 부위는 고온이다. 이에 따라, 본 실시예에 의하면, 투과 기판(19)에 대해 전자방출원측의 상기 고온 부위가 차폐체(20)를 거쳐서 냉각 매체(33)에 접하므로, 투과 기판(19)이 외위기(14)의 내측에 배치되어 있는 경우에 비하여, 냉각 매체(33)에 방열하는 면적이 넓어진다.
보다 구체적으로, 도 1의 차폐체(20)에 있어서, 투과 기판(19)의 외면에서 차폐체(20) 선단까지의 길이를 a(mm)라고 하고 투과 기판(19)의 외면에서 외위기(14) 외벽까지의 길이를 b(mm)라고 한다. 투과 기판(19)이 외위기(14)의 외벽면의 내측에 배치되어 있는 경우와 비교하여, 차폐체(20)의 냉각 매체(33)에 접촉하는 면적의 증가량에 해당하는 차폐체(20)의 냉각 매체(33)에의 방열량을 증가시킨다. 따라서, 차폐체(20)의 냉각능력은 (a+b)/a배정도 증가하고, 타깃(18) 및 투과 기판(19)의 온도상승을 억제할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 방사선 발생장치(1)는, 냉각 매체(33)에 대해 방열 면적이 넓고, 가장 온도가 높은 부분을 방열면이라고 하는 구조를 제공할 수 있고, 방열 능력이 높은 구조를 제공할 수 있다.
따라서, 투과형 방사선 발생관(11)의 구동시에 있어서의 타깃(18) 및 투과 기판(19)의 단위시간당의 온도상승이 보다 작아지므로, 구동시에 타깃(18) 및 투과 기판(19)이 그들의 각각의 사용 상한온도에 도달하는 시간이 길어진다. 이에 따라, X선 발생을 장시간 구동하는 것이 가능한 신뢰성이 높은 투과형 방사선 발생관(11)을 사용한 방사선 발생장치(1)를 제공할 수 있다.
<제2의 실시예>
다음에, 도 2를 참조하여, 본 발명의 제2의 실시예에 따른 방사선 발생장치를 설명한다. 도 2는, 본 실시예에 따른 투과형 방사선 발생관을 사용한 방사선 발생장치의 단면 모식도 및 차폐체의 외표면의 온도분포도다. 상기 제1의 실시예에 따른 방사선 발생장치(1)와 동일한 구성요소에 관해서는, 상기 제1의 실시예와 동일한 참조번호를 사용한다.
도 2에 나타나 있는 바와 같이, 본 실시예에 따른 방사선 발생장치(2)는, 차폐체(20)의 통로(20a)에 대하여, 투과 기판(19)이 수직이 아니고 경사져서 면에 배치된 점에 있어서 상기 제1의 실시예와 다르다. 보다 구체적으로, 전자다발(17)의 중심선인 전자다발 중심선(22)과, 투과 기판(19)의 타깃 설치면(투과 기판(19)의 내면의 연장인 기판면 방향 23)이 이룬 각도에 해당한 기판 경사각(24)은, 90도미만, 바람직하게는 90도미만 8도이상의 범위다. 그 경사각이 8도미만이면, 투과 기판(19)의 길이가 길어, 투과형 방사선 발생관(21)에는 실용적이지 않다. 타깃 기판(19)이 차폐체(20)에 대해 특정한 각도로 접합되어 있는 경우, 접합면이 타원형 링 모양을 가져, 그 접합 면적이 증가하기 때문에, 타깃 기판(19)으로부터 차폐판(20)에의 전열량이 증가한다.
다음에, 도 2 상부의 온도분포도를 참조하여, 본 실시예에 따른 방사선 발생장치(2)를 구동시켰을 경우의 작용에 관하여 설명한다. 본 실시예에 따른 방사선 발생장치(2)의 투과형 방사선 발생관(21)을 구동하면, 차폐체(20)의 외표면에는, Z축방향에 있어서, 투과 기판(19)의 위치를 중심으로 한 볼록형상(마운드 형상)의 온도분포가 생긴다. 차폐체(20)의 통로(20a)에 대해 특정한 각도로 투과 기판(19)이 접합되어 있으므로, 투과 기판(19)의 위치를 중심으로 한 볼록형상의 온도분포의 정점부가 차폐체(20)의 원주방향으로 타원 형상으로 연장되어 있다.
도 2의 예에서, 차폐체(20)의 외표면의 온도분포는, 상기 면의 상부와 상기 면의 하부가 최고의 온도 위치에서 Z축방향으로 서로 다른 것을 나타낸다. 여기에서, 전자다발 중심선(22)과 투과 기판(19)의 타깃 설치면 사이의 교점으로부터 상기 차폐체 선단까지의 거리를 C(mm), 전자다발 중심선(22)과 투과 기판(19)의 타깃 설치면 사이의 교점으로부터 외위기(14)의 외표면까지의 거리를 D(mm)라고 가정한다. 차폐체(20)의 외주 전체의 온도분포를 고려하면, 투과 기판(19)이 외위기(14)의 내측에 배치되어 있는 경우와 비교하여, 차폐체(20)가 냉각 매체(33)에 접촉하는 면적의 증가에 거의 해당하는 냉각 매체(33)에의 방열량의 증가의 효과를 제공한다. 따라서, 차폐체(20)의 냉각능력이, 약 (C+D)/C만큼 증가되고, X선 발생시의 타깃(18) 및 투과 기판(19)의 온도상승을 보다 억제하는 것이 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 방사선 발생장치(2)는, 기본적으로 상기 제1의 실시예와 같은 작용 및 효과를 제공한다. 특히, 본 실시예에 따른 방사선 발생장치(2)에 있어서, 투과 기판(19)이 경사져 있으므로, 투과 기판(19)이 냉각 매체(33)에 접하는 면적도 증가하기 때문에, 투과 기판(19)이 냉각 매체(33)에 방열하는 열량이 증가한다. 따라서, 타깃(18) 및 투과 기판(19)의 온도상승을 더욱 억제할 수 있다.
<제3의 실시예>
다음에, 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 방사선 발생장치의 제3의 실시예에 관하여 설명한다. 도 3은, 본 실시예에 따른 투과형 방사선 발생관을 사용한 방사선 발생장치의 단면 모식도, 및 차폐체의 외표면의 온도분포도다. 또한, 제1의 실시예와 같은 구성요소에 대해서는 상기 제1의 실시예에 따른 방사선 발생장치(1)와 동일한 구성요소인 참조번호를 사용하여 설명한다.
도 3에 나타나 있는 바와 같이, 본 실시예에 따른 방사선 발생장치(3)는, 차폐체(20)의 내부에 냉각 매체(33)를 이끄는 냉각 매체(33) 도입부(32)가 설치되어 있는 점이 상기 제1의 실시예와 다르다. 이 냉각 매체(33) 도입부(32)는, 차폐체(20)의 온도가 높은 부위에 냉각 매체(33)를 접촉시키도록, 투과 기판(19)에 대해 전자방출원측의 위치에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로는, 투과 기판(19)과 동일평면상 부근에, 외표면의 온도가 가장 높은 차폐체(20)의 상기 외표면의 전체 원주둘레의 위치에 홈형의 냉각 매체(33) 도입부(32)를 형성한다. 냉각 매체(33) 도입부(32)의 저부와 투과 기판(19)간의 차폐체(20)의 일부는, 2mm이상의 두께로 설정될 수 있다. 이것은, 타깃(18)에서 발생하고, 전체 방향으로 방사되는 X선을, 차폐체(20)에서 차폐하고, 방사선 발생장치(3)의 조작원을 피폭시키지 않기 위해서 적당한 하한두께다. 이 두께가 2mm미만인 경우에는, 수납 용기(12)의 외부에 X선 차폐 기능을 갖는 구조가 필요하게 되는 경우가 있다.
다음에, 도 3 상부의 온도분포도를 참조하여, 본 실시예에 따른 방사선 발생장치(3)를 구동시켰을 경우의 작용에 관하여 설명한다. 본 실시예에 따른 방사선 발생장치(3)의 투과형 방사선 발생관(31)을 구동하면, 차폐체(20)의 외표면에는, Z축방향에 있어서, 투과 기판(19)의 위치를 중심으로 하여, 거의 대칭인 볼록형상(마운드 형상)의 온도분포가 생긴다. 일례로서 투과형 방사선 발생관(31)을 150W정도의 출력으로 구동했을 경우, 차폐체(20)의 외표면의 최고온도는 200℃ 이상이라고 추정될 수 있다. 상술한 것처럼, 투과 기판(19)이 외위기(14)의 외벽에 대해 외측의 위치에 배치되어 있는 경우에는, 투과 기판(19)이 외위기(14)의 내측에 배치되어 있는 경우와 비교하여, 투과 기판(19)에 대해 전자방출원측의 고온부위가 냉각 매체(33)에 접하고, 방열하는 면적을 넓게 할 수 있다. 따라서, X선 발생시의 타깃(18) 및 투과 기판(19)의 온도상승을 보다 억제할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 방사선 발생장치(3)는, 기본적으로 상기 제1의 실시예와 같은 작용 및 효과를 제공한다. 특히, 본 실시예에 따른 방사선 발생장치(3)는, 차폐체(20)의 외표면에 홈형의 냉각 매체 도입부(32)를 형성 함에 의해, 냉각 매체(33)가 상기 냉각 매체 도입부(32)에 들어가게 하므로, 냉각 매체(33)와 차폐체(20)간의 접촉 면적이 증가한다. 따라서, 타깃(18) 및 투과 기판(19)의 온도상승을 보다 억제할 수 있다.
<제4의 실시예>
다음에, 도 4를 참조하여, 상기 방사선 발생장치를 사용한 제4의 실시예에 따른 방사선 촬영장치에 관하여 설명한다. 도 4는, 본 실시예에 따른 방사선 촬영장치를 나타내는 모식도다. 여기에서는, 도 1의 방사선 발생장치(1)를 사용하고 있지만, 도 2의 방사선 발생장치2 또는 도 3의 방사선 발생장치3을 사용하여 X선 촬영장치를 제공할 수 있다. 따라서, 도 4에 있어서, 제1의 실시예에 따른 방사선 발생장치(1)의 참조번호만을 부착하고 있다.
도 4에 나타나 있는 바와 같이, 본 실시예에 따른 방사선 촬영장치(4)는, 투과형 방사선 발생관(11)의 X선 방사 방향으로, 도면에 나타내지 않은 피검체를 거쳐서 방사선 검출부(X선 검출기)(41)가 배치되도록 구성되어 있다.
X선 검출기(41)는, 신호 처리부(X선 검출 신호 처리부)(42)를 거쳐서 X선 촬영장치 제어부(43)에 접속되어 있다. X선 촬영장치 제어부(43)로부터의 출력 신호는, 전자방출원 구동부(44), 전자방출원 히터 제어부(45), 및 제어 전극 전압제어부(46)를 거쳐서, 투과형 방사선 발생관(11)의 전자방출원측의 각각의 단자에 접속되어 있다. 또한, X선 촬영장치 제어부(43)로부터의 출력 신호는, 타깃 전압제어부(47)를 거쳐서, 투과형 방사선 발생관(11)의 타깃(18)의 단자에 접속되어 있다.
방사선 발생장치(1)의 투과형 방사선 발생관(11)에서의 X선을 발생하면, 대기중에 방사된 X선의 피검체를 투과한 방사선이 방사선 검출부(41)에 의해 검출되고, 방사선 검출부(41)에 의한 검출 결과로부터 신호 처리부(42)가 방사선 화상(X선 화상)을 형성한다.
본 실시예에 따른 방사선 촬영장치(4)는, X선 발생의 장시간 구동이 가능해서, 신뢰성이 높은 투과형 방사선 발생관(11)을 사용한 방사선 발생장치(1)를 사용하므로, X선 발생의 장시간 구동이 가능해서, 신뢰성이 높은 X선 촬영장치를 제공할 수 있다.
이상, 본 발명의 예시적 실시예들을 설명하긴 했지만, 이들 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 예시일 뿐이며, 본 발명의 범위 및 사상을 일탈하지 않는 한 상기 실시예들과는 다른 여러 가지의 형태로 본 발명을 실시할 수 있다.
본 발명을 예시적 실시예들을 참조하여 기재하였지만, 본 발명은 상기 개시된 예시적 실시예들에 한정되지 않는다는 것을 알 것이다. 아래의 청구항의 범위는, 모든 변형예와 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 폭 넓게 해석해야 한다.
본 출원은, 여기서 전체적으로 참고로 포함된, 2010년 12월 10일에 제출된 일본국 특허출원번호 2010-275620의 이점을 청구한다.

Claims (9)

  1. 방사선 발생관;
    상기 방사선 발생관을 내부에 수납하는 수납 용기; 및
    상기 수납 용기와 상기 방사선 발생관 사이에 위치된 냉각 매체를 구비한 방사선 발생장치로서, 상기 방사선 발생관은, 개구부를 갖는 외위기와,
    상기 외위기의 내부에 배치된 전자방출원과,
    상기 전자방출원과 반대하여 배치되어 상기 전자방출원으로부터 방출된 전자빔의 조사에 응답하여 방사선을 발생하는 타깃과,
    내벽 내부에 상기 타깃을 수납하고, 상기 타깃으로부터 방출된 상기 방사선의 일부를 차단하는, 관 형상의 차폐부재를 구비하고,
    상기 차폐부재는, 상기 개구부 너머 상기 외위기의 외측에 상기 타깃을 수납하도록 상기 외위기의 외측으로 돌출되고,
    상기 냉각 매체는 상기 차폐부재의 적어도 일부에 접하여 있는, 방사선 발생장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 타깃은, 상기 전자방출원을 마주보는 측에 배치된 타깃 박막을 갖고, 상기 타깃 박막을 지지하기 위해, 상기 타깃 박막의 반대측에 배치된 지지 기판을 갖는, 방사선 발생장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 지지 기판은 다이아몬드로 형성된, 방사선 발생장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타깃은 상기 타깃의 수직축에 상기 전자빔 조사의 방향에 관해 경사지게 배치된, 방사선 발생장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차폐부재는 냉각 매체가 도입되는 냉각매체 도입 구멍을 갖는, 방사선 발생장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 차폐부재의 상기 냉각매체 도입 구멍이, 상기 지지 기판보다 상기 전자방출원에 더 가까운 측에 있는, 방사선 발생장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 냉각매체는 전기절연유 또는 불소계 불활성 액체인, 방사선 발생장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전기절연유는 실리콘유 또는 불소계 오일인, 방사선 발생장치.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 따른 방사선 발생장치;
    상기 방사선 발생장치에서 발생되고 피검체를 투과한 방사선을 검출하는 방사선 검출부; 및
    상기 방사선 검출부의 검출 결과에 의거하여 방사선 투과 화상을 형성하는 신호처리부를 구비한, 방사선 촬영장치.
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Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2649634B1 (en) 2010-12-10 2018-07-04 Canon Kabushiki Kaisha Radiation generating apparatus and radiation imaging apparatus
JP6039282B2 (ja) 2011-08-05 2016-12-07 キヤノン株式会社 放射線発生装置及び放射線撮影装置
CN103733734B (zh) 2011-08-05 2016-04-27 佳能株式会社 放射线发生装置和放射线成像装置
JP5875297B2 (ja) 2011-08-31 2016-03-02 キヤノン株式会社 放射線発生管及びそれを用いた放射線発生装置、放射線撮影システム
JP5896649B2 (ja) 2011-08-31 2016-03-30 キヤノン株式会社 ターゲット構造体及びｘ線発生装置
JP2013109902A (ja) * 2011-11-18 2013-06-06 Canon Inc 透過型放射線発生装置及びそれを用いた放射線撮影装置
JP5984367B2 (ja) 2011-12-02 2016-09-06 キヤノン株式会社 放射線発生装置及びそれを用いた放射線撮影システム
JP6308714B2 (ja) 2012-08-28 2018-04-11 キヤノン株式会社 放射線発生管および該放射線発生管を備えた放射線発生装置
JP6051379B2 (ja) * 2012-09-12 2016-12-27 株式会社 システムスクエア Ｘ線検査装置
JP6061692B2 (ja) * 2013-01-18 2017-01-18 キヤノン株式会社 放射線発生管及び放射線発生装置及びそれらを用いた放射線撮影装置
JP6116274B2 (ja) * 2013-02-13 2017-04-19 キヤノン株式会社 放射線発生装置および該放射線発生装置を備える放射線撮影装置
JP6316019B2 (ja) 2013-03-06 2018-04-25 キヤノン株式会社 Ｘ線発生管、該ｘ線発生管を備えたｘ線発生装置及びｘ線撮影システム
JP6230389B2 (ja) 2013-06-05 2017-11-15 キヤノン株式会社 Ｘ線発生管及びそれを用いたｘ線発生装置とｘ線撮影システム
JP6327802B2 (ja) 2013-06-12 2018-05-23 キヤノン株式会社 放射線発生管及びそれを用いた放射線発生装置と放射線撮影システム
JP6338341B2 (ja) 2013-09-19 2018-06-06 キヤノン株式会社 透過型放射線管、放射線発生装置及び放射線撮影システム
JP6272043B2 (ja) * 2014-01-16 2018-01-31 キヤノン株式会社 Ｘ線発生管及びこれを用いたｘ線発生装置、ｘ線撮影システム
JP6598538B2 (ja) * 2014-07-18 2019-10-30 キヤノン株式会社 陽極及びこれを用いたｘ線発生管、ｘ線発生装置、ｘ線撮影システム
JP6441015B2 (ja) * 2014-10-06 2018-12-19 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 Ｘ線診断装置及びｘ線管制御方法
JP2016110744A (ja) 2014-12-03 2016-06-20 株式会社東芝 Ｘ線管装置
JP6611490B2 (ja) * 2015-07-02 2019-11-27 キヤノン株式会社 Ｘ線発生装置及びこれを用いたｘ線撮影システム
JP6573380B2 (ja) * 2015-07-27 2019-09-11 キヤノン株式会社 Ｘ線発生装置及びｘ線撮影システム
CN105702544A (zh) * 2016-01-21 2016-06-22 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种金刚石射线靶、制备方法及应用
KR101966794B1 (ko) * 2017-07-12 2019-08-27 (주)선재하이테크 전자 집속 개선용 엑스선관
US11011341B2 (en) * 2018-05-21 2021-05-18 Varex Imaging Corporation Transmission target for a high power electron beam
US11315751B2 (en) * 2019-04-25 2022-04-26 The Boeing Company Electromagnetic X-ray control
JP7414640B2 (ja) 2020-05-27 2024-01-16 キヤノン電子管デバイス株式会社 固定陽極ｘ線管
CN115884489A (zh) * 2021-09-26 2023-03-31 中硼(厦门)医疗器械有限公司 中子捕获治疗系统

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2098315A (en) * 1934-07-14 1937-11-09 Westinghouse Electric & Mfg Co X-ray tube
US3867637A (en) * 1973-09-04 1975-02-18 Raytheon Co Extended monochromatic x-ray source
JPS546881U (ko) * 1977-06-17 1979-01-17
US4400824A (en) * 1980-02-12 1983-08-23 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha X-Ray tube with single crystalline copper target member
US4455504A (en) * 1981-04-02 1984-06-19 Iversen Arthur H Liquid cooled anode x-ray tubes
DE4228559A1 (de) * 1992-08-27 1994-03-03 Dagang Tan Röntgenröhre mit einer Transmissionsanode
JPH0757668A (ja) 1993-08-10 1995-03-03 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Ｘ線ターゲット
JP3191554B2 (ja) 1994-03-18 2001-07-23 株式会社日立製作所 Ｘ線撮像装置
JP2002343290A (ja) * 2001-05-21 2002-11-29 Medeiekkusutekku Kk Ｘ線管ターゲット、ｘ線発生器、ｘ線検査装置およびｘ線管ターゲットの製造方法
US6661876B2 (en) 2001-07-30 2003-12-09 Moxtek, Inc. Mobile miniature X-ray source
EP1488441A2 (en) * 2002-01-31 2004-12-22 The Johns Hopkins University X-ray source and method for more efficiently producing selectable x-ray frequencies
JP2004235113A (ja) * 2003-01-31 2004-08-19 Tadahiro Omi 軟ｘ線発生管
US7428298B2 (en) * 2005-03-31 2008-09-23 Moxtek, Inc. Magnetic head for X-ray source
DE102005053386A1 (de) * 2005-11-07 2007-05-16 Comet Gmbh Nanofocus-Röntgenröhre
JP4878311B2 (ja) 2006-03-03 2012-02-15 キヤノン株式会社 マルチｘ線発生装置
DE102006040852A1 (de) * 2006-08-31 2008-03-13 Siemens Ag Verfahren zur Streustrahlungskorrektur bei der Röntgenbildgebung sowie dafür ausgebildetes Röntgenbildgebungssystem
US7593509B2 (en) * 2007-09-27 2009-09-22 Varian Medical Systems, Inc. Analytical x-ray tube for close coupled sample analysis
JP5416006B2 (ja) 2010-03-23 2014-02-12 キヤノン株式会社 Ｘ線発生装置及びその制御方法
JP5800578B2 (ja) 2011-05-31 2015-10-28 キヤノン株式会社 Ｘ線管
JP5804777B2 (ja) 2011-06-01 2015-11-04 キヤノン株式会社 Ｘ線発生管及び、ｘ線発生装置
JP5825892B2 (ja) 2011-07-11 2015-12-02 キヤノン株式会社 放射線発生装置及びそれを用いた放射線撮影装置
JP5791401B2 (ja) 2011-07-11 2015-10-07 キヤノン株式会社 放射線発生装置及びそれを用いた放射線撮影装置
JP2013020792A (ja) 2011-07-11 2013-01-31 Canon Inc 放射線発生装置及びそれを用いた放射線撮影装置
JP5713832B2 (ja) 2011-08-03 2015-05-07 キヤノン株式会社 放射線発生装置及びそれを用いた放射線撮影装置
JP5911283B2 (ja) 2011-12-09 2016-04-27 キヤノン株式会社 放射線発生装置

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