KR20140043139A - 방사선 발생장치 및 방사선 촬영장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 방사선 발생장치는, 방사선이 투과하는 제1 창문(2)을 갖는 외위기(1); 상기 외위기(1)내에 수납되어, 상기 방사선이 투과하는 제2 창문(15)을 갖는 방사선 발생관(10); 상기 제2 창문(15)에 열적으로 접속되고, 상기 제2 창문(15)과 연통하는 방사선 통과 구멍(21); 및 상기 제2 창문(15)으로부터 상기 제1 창문(2)으로 돌출하는 방사선 차폐부재(16)를 구비한다. 이 장치에서, 상기 방사선 차폐부재(16)보다 열전도율이 높은 열전도부재(17)는 상기 방사선 차폐부재(16)의 상기 돌출부의 외주에 접속된다. 간단한 구성은 불필요한 방사선의 차폐와 타겟의 냉각을 가능하게 함과 아울러, 경량화를 용이하게 한다.

Description

방사선 발생장치 및 방사선 촬영장치{RADIATION GENERATING APPARATUS AND RADIATION IMAGING APPARATUS}
본 발명은, 의료기기 및 산업기기 분야에 있어서의 비파괴 X선 촬영에 적용 가능한, 방사선 발생장치 및 그것을 사용한 방사선 촬영장치에 관한 것이다.
일반적으로, 방사선 발생관은 전자방출원으로부터 방출되는 전자를 고전압으로 가속하고, 타겟에 조사해서 X선 등의 방사선을 발생시킨다. 이 때 발생한 방사선은 모든 방향으로 방사된다. 특허문헌 1에는, 불필요한 방사선을 차폐하기 위해서 타겟에 대한 전자입사측 및 X선 방출측에 X선 차폐부재를 배치한 투과형 X선 발생장치가 개시되어 있다.
방사선 촬영에 적합한 방사선을 발생시키기 위해서는, 전자방출원과 타겟의 사이에 고전압을 인가해서 고에너지의 전자빔을 그 타켓에 조사할 필요가 있다. 그러나, 일반적으로, 방사선의 발생 효율은 상당히 낮고, 소비 전력의 99％정도는 열이 된다. 발생된 열에 의해 타겟은 고온이 되기 때문에, 타겟의 열손상을 막는 유닛이 필요하게 된다. 특허문헌 2에는, X선 투과창의 주위에 냉각기구를 구비함으로써 타겟 부분의 방열 효율을 향상시키는, X선 발생관이 개시되어 있다.
일본국 공개특허공보 특개2007-265981호 일본국 공개특허공보 특개2004-235113호
의료분야에서 단시간 펄스 및 큰 관전류에 의한 촬영과, 상기 산업분야에서의 합초 전자빔에 의한 촬영에서는, 타겟의 온도를 순간적으로 상승시켜도 된다. 이러한 경우에, 종래의 방사선 차폐부재만으로는 방열이 불충분하다.
그 방사선 차폐부재는 일반적으로 중금속을 채용한다. 이에 따라, 방사선 차폐부재를 두껍게 하여 방열 특성을 향상시키는 경우, 그 방사선 발생장치의 전체 중량은 무거워진다. 그 방사선 차폐부재에 더하여 상기 냉각기구를 별도로 설치하는 경우, 방사선 발생장치 전체를 소형화하는 것이 어려워진다.
따라서, 본 발명의 목적은, 간단한 구조로 불필요한 방사선을 차폐하고 타겟을 냉각할 수 있는 방사선 발생장치, 및 그것을 사용한 방사선 발생장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 국면에 따른 방사선 발생장치는, 방사선이 투과하는 제1 창문을 갖는 외위기; 및 상기 외위기내에 수납되어, 상기 방사선이 투과하는 제2 창문을 갖는 방사선 발생관을 구비하고, 상기 제1 및 제2 창문은 서로 대향해서 배치되고, 상기 방사선 발생관은, 상기 제2 창문에 연통하는 방사선 통과 구멍을 가지며, 상기 제2 창문으로부터 상기 제1 창문측으로 돌출하는 돌출부를 갖는 방사선 차폐부재를 갖고, 상기 방사선 차폐부재보다 열전도율이 높은 열전도부재는 상기 방사선 차폐부재의 상기 돌출부의 외측에 설치된다.
본 발명은, 불필요한 방사선을 차폐하는 성능을 확보하고, 타겟의 열을 효과적으로 방사할 수 있다. 또한, 방사선 차폐부재보다 저밀도의 상기 열전도부재를 사용한다. 이에 따라, 방사선 발생장치의 전체를 경량화할 수 있다. 이러한 구성에 의해 큰 관전류와 미소초점으로 방사선 촬영을 가능하게 하고, 고해상도의 촬영 화상을 취득 가능하게 한다. 게다가, 소형화 및 경량화는 가정용 의료 검사 및 응급 현장의 의료 검사를 적용 가능하게 한다.
본 발명의 또 다른 특징들은, 첨부도면을 참조하여 이하의 예시적 실시예들의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 방사선 발생장치를 나타내는 단면 모식도다.
도 2a, 2b, 2c, 2d, 2e 및 2f는, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 차폐부재 주변부를 나타내는 단면 모식도다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방사선 차폐부재의 주변부를 나타내는 단면 모식도다.
도 4는 본 발명의 방사선 발생장치를 사용한 방사선 촬영장치의 구성의 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 방사선 발생장치의 일 실시예를 나타내는 단면 모식도다. 외위기(1)는, 투과형의 방사선 발생관(10)과 전압제어부(3)(전압제어부)를 수납하고 있다. 이 외위기(1)내에 여유 공간(외위기(1)의 내벽과 방사선 발생관(10)과의 사이)에는 절연성 유체(8)가 충전되어 있다.
전압제어부(3)는, 회로기판 및 절연 트랜스를 구비하고, 방사선 발생관(10)의 전자방출원(5)에 단자(4)를 거쳐서 방사선의 발생을 제어하기 위한 신호를 출력한다. 또한, 이 전압제어부는, 단자(7)를 거쳐 양극부(12)의 전압을 제한한다.
외위기(1)는, 용기로서의 충분한 강도를 가지면 좋고, 금속과 플라스틱 재료등으로 제조된다.
절연성 유체(8)는, 전기절연성인 액체와 기체 중 한쪽이고, 냉각매체로서 배치된다. 액체일 경우에, 전기절연유를 사용하는 것이 적절하다. 전기절연유로서는, 광유와 실리콘유 중에서 어느 것이라도 사용되는 것이 적당하다. 그 밖의 사용가능한 절연성 유체(8)는, 불소계 전기절연성 액체다. 기체일 경우에는, 공기가 사용 가능함으로써, 절연성 액체와 비교하여 상기 장치를 경량화할 수 있다.
외위기(1)에는, 방사선이 투과해 외부에서 방사선을 포획하기 위한 제1 창문(2)이 구비된다. 방사선 발생관(10)으로부터 방출된 방사선은, 한층 더 상기 제1 창문(2)을 통해서 외부에 방출된다. 제1 창문(2)으로는, 유리, 알루미늄 및 베릴륨등이 사용된다.
방사선 발생관(10)은, 외부 프레임으로서 원통형 진공용기(9); 및 이 용기 내부에 설치된 전자방출원(5), 타겟 조립체(6) 및 창문부재(8)를 구비한다.
상기 진공용기(9)는, 방사선 발생관(10)의 내부를 진공으로 유지하기 위한 것이다. 유리나 세라믹 등의 절연성 재료 중 어느 것이라도 본체로서 채용된다. 음극부(11)와 양극부(12)는, 도전성 합금(코바(Kovar))으로 제조된다. 진공용기(9)내의 진공도는 10-4∼10-8Pa정도이어도 된다. 진공용기(9)의 내부에는 진공도를 유지하기 위해서, 도면에 나타내지 않은 게터(getter)를 배치해도 좋다. 진공용기(9)는, 상기 양극부(12)에 원통형 개구부를 더 구비한다. 원통형 창문부재(13)는, 상기 개구부의 벽면에 결합되어 있다. 타겟 조립체(6)로부터 발생된 방사선(본 실시예에서는 X선)의 일부가 통과 가능하게 하는 원통형 방사선 통과 구멍(이후, 간략히 통과 구멍이라고 함)(21)은, 상기 창문부재(13)에 형성된다. 상기 원통형 타겟 조립체(6)는, 상기 통과 구멍(21)의 내벽에 결합됨으로써, 상기 진공용기(9)가 밀폐된다.
전자방출원(5)은, 진공용기(9)의 내부에, 타겟 조립체(6)에 대향해서 배치되어 있다. 전자방출원(5)으로는 텅스텐 필라멘트나 함침형 음극과 같은 열음극, 또는 카본 나노튜브 등의 냉음극 중 어느 것이라도 채용될 수 있다. 전자방출원(5)에는 추출전극이 배치되어 있다. 그 추출전극에서 형성된 전계에 의해 방출된 전자는, 렌즈 전극에 의해 수속되고, 상기 타겟 조립체(6)에 입사해 방사선을 방출한다. 이 때, 상기 전자방출원(5)에 전기적으로 접속된 음극부(11)와 상기 타겟(14)에 전기적으로 접속된 양극부(12) 사이에는, 40kV∼120kV정도의 가속전압이 인가되고; 그 전압은 방사선의 용도에 따라 다르다.
도 2a 내지 2f는 도 1의 창문부재(13)의 주변부를 확대한 단면 모식도다.
타겟 조립체(6)는, 상기 타겟(14)과, 제2 창문인 기판(15)을 구비한다. 상기 타겟(14)은 상기 전자방출원의 측면에 상기 제2 창문(15)의 표면에 배치되어 있다. 상기 타겟(14)을 구성하는 재료는, 융점이 높고, 방사선 발생 효율이 높은 재료가 적절하다. 이를테면, 텅스텐, 탄타르 및 몰리브덴 중에서 어느 것이라도 채용될 수 있다. 상기 발생한 방사선이 타겟(14)을 투과할 때에 생긴 흡수를 경감하기 위해서, 타겟(14)의 두께는 수 마이크로미터 내지 수십 마이크로미터 정도인 것이 적당하다.
제2 창문(15)은, 타겟(14)을 지지하여, 그 타겟(14)에서 발생한 방사선의 적어도 일부를 투과하며, 상기 창문부재(13)의 방사선 통과 구멍(21)내의 상기 제1 창문(2)과 대향하는 위치에 배치되어 있다. 제2 창문(15)을 구성하는 재료는, 타겟(14)을 지지할 수 있는 강도를 갖고, 타겟(14)에서 발생한 방사선의 흡수양이 적고, 그 타겟(14)에서 발생한 열을 재빠르게 방사할 수 있도록 열전도율이 높은 재료가 적절하다. 이를테면, 다이아몬드, 질화실리콘 및 질화알루미늄 중에서 어느 것이라도 채용될 수 있다. 제2 창문(15)에 관한 상기 요구사항을 만족시키기 위해서, 제2 창문(15)의 두께는 0.1밀리미터 내지 수 밀리미터정도가 적당하다.
도 2a에 나타낸 바와 같이, 상기 창문부재(13)는, 방사선 차폐부재(이후, 간략히, 차폐부재라고 함)(16)와, 열전도부재(17)를 구비한다. 상기 차폐부재(16)는, 제2 창문(15)에 연통하는 통과 구멍(21)을 갖고, 상기 타겟(14)으로부터 방출된 방사선 중 불필요한 방사선을 차폐한다. 그 차폐부재(16)는, 2개의 차폐부재(제1 차폐부재20과 제2 차폐부재19)를 구비한다. 상기 제1 차폐부재(20)와 제2 차폐부재(19)는 동일한 재료로 제조될 수도 있고; 상기 차폐부재는 일체형으로 형성되거나 따로따로 배치되어도 된다. 상기 차폐부재는 각기 다른 재료로 제조되어도 되고; 상기 차폐부재는 일체형으로 형성되거나 따로따로 배치되어도 된다. 상기 차폐부재(16)에 대하여 제2 창문(15)이 고정되어서, 진공용기(9)의 진공기밀이 유지 가능하다. 이에 따른 고정을 위해서는 은 경납땜이 사용될 수 있다.
상기 제1 차폐부재(20)는, 제2 창문(15)으로부터 전자방출원(5)으로(아래에 설명한 상기 제2 차폐부재(19)와 반대로) 돌출하도록 배치되고, 제2 창문(15)에 연통하는 전자빔 통과 구멍(22)을 형성한다. 전자방출원(5)으로부터 방출된 전자는 전자빔 통과 구멍(22)을 통과해서 상기 타겟(14)과 충돌한다. 타겟(14)에서 발생한 방사선 중 타겟(14)으로부터 상기 전자방출원에 산란된 방사선은, 상기 제1 차폐부재(20)에서 차폐된다.
상기 제2 차폐부재(19)는, 제2 창문(15)으로부터 제1 창문(2)으로 돌출하도록 배치되고, 제2 창문(15)에 연통하는 통과 구멍(21)을 구비한다. 제2 창문(15)을 투과한 방사선은 한층 더 상기 통과 구멍(21)을 통과한다. 불필요한 방사선은 제2 차폐부재(19)에서 차폐된다.
외위기(1)의 외부에 방사선을 보다 많이 추출하는 관점에서, 상기 통과 구멍(21)의 개구면적이 제2 창문(15)으로부터 제1 창문(2)으로 서서히 커지고 있는 것이 적당하다. 이러한 구성은, 제2 창문(15)을 투과한 방사선이 방사형으로 확대하기 때문에 채용된다.
제1 차폐부재(20)의 전자빔 통과 구멍(22)의 중심과, 제2 차폐부재(19)의 상기 통과 구멍(21)의 중심과, 상기 타겟(14)의 중심이 같은 선상에 있는 것이 적절하다. 이러한 배치는, 투과형의 타겟(14)에 전자가 조사됨으로써 발생한 보다 많은 방사선을 더 확실하게 꺼낼 수 있게 채용된다.
상기 차폐부재(16)를 구성하는 재료로서는 방사선의 흡수율이 높고, 또 열전도율이 높은 재료를 사용하는 것이 적절하다. 예를 들면, 텅스텐, 탄타르 등의 금속재료, 또는 이것들의 합금등을 사용할 수 있다. 불필요한 방사선을 차폐하기 위해서, 제1 차폐부재(20)와 제2 차폐부재(19)의 두께는, 설정하는 전자의 가속 전압에 의존하지만 0.5mm∼5mm정도가 적당하다.
도 2a 및 2b에 나타낸 바와 같이, 열전도부재(17)는, 제2 차폐부재(19)의 둘레에 이 제2 차폐부재(19)를 둘러싸도록 배치된다. 열전도부재(17)는, 땜질(brazing), 몰딩, 납붙임(soldering), 용접(welding), 레이저 용접, 나사결합(screwing), 수축 끼워맞춤(shrink fitting), 테이퍼 끼워 넣기, 접착제, 및 기계적인 나사 결합 중에서 어느 것에 의해서도 상기 제2 차폐부재(19)에 결합된다. 열전도부재(17)와 제2 차폐부재(19)는, 동심의 원통형상을 갖는다. 열전도부재(17)의 방사방향의 두께는, 제2 차폐부재(19)보다 두껍다.
열전도부재(17)를 구성하는 재료는, 차폐부재(16)보다 열전도율이 높고 내열성이 높은 것이 적당하다. 금속재료, 카본계 재료, 세라믹 중에서 어느 것이라도 채용될 수 있다. 금속재료 중에서, 은, 구리, 알루미늄, 코발트, 니켈, 철, 및 이것들의 합금과 산화물 중에서 어느 것이라도 채용되어도 된다. 카본계 재료 중에서, 다이아몬드와 그래파이트 중에서 어느 것이라도 채용되어도 된다. 세라믹 중에서는, 질화알루미늄, 탄화실리콘, 알루미나, 및 질화실리콘 중에서 어느 것이라도 채용되어도 된다. 또한, 상기 차폐부재(16)보다 밀도가 낮은 재료가 상기 열전도부재(17)를 구성하는 재료로서 채용되는 것이 적당하다. 상기 차폐부재(16)보다 밀도가 낮은 재료가 상기 열전도부재(17)로서 채용되는 경우에, 상기 창문부재(13)가 상기 차폐부재(16)만을 구비하는 구성의 경우와 비교하여 경량화할 수 있다.
타겟(14)에서 발생한 열은 직접 또는 제2 창문(15)을 거쳐서 열전도부재(17)에 전해지거나, 상기 차폐부재(16)를 거쳐서 열전도부재(17)에 전해진다. 그 열은, 열전도부재(17)와 접촉하고 있는 절연성 유체에 한층 더 전해져서 빠르게 방열됨으로써, 타겟(14)의 온도상승을 억제한다. 열전도부재(17)의 열전도율은, 상기 차폐부재(16)보다 높다. 이에 따라서, 상기 창문부재(13)가 상기 차폐부재(16)만을 구비하는 경우에, 그 방열속도는 빨라진다.
또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 열전도부재(17)의 구조가 지느러미일 경우에, 상기 절연성 유체와 접촉하고 있는 상기 열전도부재(17)의 면적은 커진다. 이에 따라, 보다 효율적으로 방열한다.
열전도부재(17)는, 외주 또는 내주 전체를 둘러싸는 대신에, 상기 제2 차폐부재(19)의 외주 또는 내주 일부에 설치된다.
방열특성을 향상시키기 위해서, 차폐부재(16)와 열전도부재(17)는, 진공용기(9)의 끝면의 위치를 넘어서 제1 창문(2)쪽으로 상기 타겟 조립체(6)가 돌출하게 설치되도록 적절하게 구성된다.
가속전압을 인가하는 방식으로서는, 양극접지 방식과 중점접지 방식중에서 어느 방식이라도 채용될 수 있다. 양극접지 방식은, 타겟(14)과 전자방출원(5)과의 사이에 인가된 전압을 Va[V]로 하는 경우, 양극인 타겟(14)의 전위를 그라운드(0[V])로 설정하고, 전자방출원(5)의 그라운드에 대한 전위를 -Va[V]로 설정하는 방식이다. 한편, 중점접지 방식은, 타겟(14)의 그라운드에 대한 전위를 +(Va-α)[V]로 설정하고, 전자방출원(5)의 그라운드에 대한 전위를 -α[V](단, Va>α>0)로 설정하는 방식이다. α의 값은 Va>α>0의 범위내의 임의의 값이다. 일반적으로, 그 값은 Va/2에 가깝다. 중점접지 방식을 채용하는 경우에, 그라운드에 대한 전위의 절대치를 작게 할 수 있고, 연면거리를 짧게 할 수 있다. 연면거리는, 여기에서는 전압제어부(3)와 외위기(1)간의 거리이고, 방사선 발생관(10)과 외위기(1)간의 거리다. 그 연면거리를 짧게 할 수 있으면, 외위기(1)의 사이즈를 작게 할 수 있다. 따라서, 그에 따라 절연성 유체(8)의 중량도 작게 할 수 있으므로, 방사선 발생장치를 보다 소형 및 경량화하는 것이 가능해진다.
예시1
텅스텐을, 도 2a에 나타낸 것과 같이 제1 차폐부재(19)와 제2 차폐부재(20)를 일체형으로 형성한 상기 차폐부재(16)로 선택한다. 구리를 열전도부재(17)로 선택한다. 열전도부재(17)는, 차폐부재(16)의 제2 창문(15)으로부터 제1 창문(2)으로 돌출하는 부분의 외주에 땜질에 의해 고정된다. 절연성 유체(8)로서는, 광유로 이루어진 절연유를 채용한다. 전압제어에는 중점접지 방식을 사용한다. 전자방출원(5)으로서 텅스텐 필라멘트를 사용하고, 도면에 나타내지 않은 가열부에 의해 가열하고, 전자를 방출한다. 방출된 전자를, 상기 추출전극과 상기 렌즈 전극에 인가한 전압에 의해 생긴 전위분포에 의한 전자빔 궤도 제어와, 전자방출원(5)과 타겟(14) 사이에 인가된 전압Va에 의해, 고에너지로 가속함으로써, 타겟에 충돌시켜, 방사선을 발생시킨다. 타겟(14)으로서 박막형의 텅스텐을 채용한다. 추출전극이 50[V], 렌즈 전극이 1000[V], 및 중점접지 방식에 있어서 Va를 100[kV]이도록, 타겟(14)의 전압을 +50[kV]로 설정하고, 전자방출원(5)의 전압을 -50[kV]로 설정했다.
예시2
도 2b에 나타낸 바와 같이, 본 예시에서는, 제1 차폐부재(19)와 제2 차폐부재(20)를 따로따로 설치한다. 열전도부재(17)는, 열전도부재(17)의 일부가 제2 창문(15)과 직접 접촉하고 있도록 상기 제1 차폐부재(19)의 외주에 설치된다. 본 예시는, 제1 차폐부재(19)의 개재없이 상기 제2 창문(15)에서 발생한 열의 일부가 열전도부재(17)에 직접 전해져서 방열속도가 더욱 빨라진다는 것을 제외하고는 구성에 있어서 예시1과 같다.
예시3
도 2c에 나타낸 바와 같이, 본 예시에서는, 열전도부재(17)를, 상기 차폐부재(16)의 돌출부의 외주의 일부에 접속하고, 또한 상기 진공용기(9)의 개구부의 벽면과 상기 차페부재(16)와의 사이에 설치한다. 이러한 점을 제외하고 본 예시는, 구성에 있어서 예시1과 같다.
예시4
도 2d에 나타낸 바와 같이, 본 예시에서는, 열전도부재(17)를, 상기 차폐부재(16)의 외주 전체에 설치한다. 이러한 점을 제외하고 본 예시는, 구성에 있어서 예시1과 같다.
예시5
도 2e에 나타낸 바와 같이, 본 예시에서는, 열전도부재(17)를, 상기 제2 창문(15)과 직접 접촉되도록 상기 제1 차폐부재(19)의 외주 전체에 설치한다. 이러한 점을 제외하고 본 예시는, 구성에 있어서 예시2와 같다.
예시6
도 2f에 나타낸 바와 같이, 본 예시에서는, 상기 차폐부재(16)를, 열전도부재(17)의 외주이고 열전도부재(17)가 타겟(14)과 직접 접촉하고 있는 위치와 대향하는 위치인 일부분에도 설치한다. 이러한 점을 제외하고 본 예시는, 구성에 있어서 예시5와 같다. 열전도부재(17)를 투과하고 타겟(14)에서 발생하는 방사선 중 외부에 산란된 방사선이 차단될 수 있다. 따라서, 불필요한 방사선 차폐 성능은 한층 더 향상될 수 있다.
예시7
본 예시는, 차폐부재(16)로서 몰리브덴을 선택하고, 열전도부재(17)로서 알루미늄을 선택하고, 타겟(14)으로서 박막형의 몰리브덴을 채용한 것을 제외하고는 예시1과 같다. 이때, 본 예시는, 전압제어에 양극접지 방식을 사용한다는 점에서 예시1과 다르다. 추출전극이 50[V], 렌즈 전극이 3000[V], 및 양극접지 방식에 있어서 Va가 50[kV]이도록, 타겟(14)의 전압을 +50[kV]로 설정하고, 전자방출원(5)의 전압을 0[kV]로 설정한다.
예시8
본 예시는, 차폐부재(16)로서 텅스텐을 선택하고, 열전도부재(17)로서 SiC와 그래파이트 시트(sheet) 중 한쪽을 선택하는 것을 제외하고는 예시1과 같다.
예시9
본 예시는, 차폐부재(16)로서 텅스텐과 몰리브덴의 합금(성분비: 텅스텐 90％, 몰리브덴 10％)을 선택하고, 열전도부재(17)로서 구리와 알루미늄의 합금(성분비: 구리 90％, 알루미늄 10％)을 선택한 것을 제외하고는 예시1과 같다.
예시10
본 예시는, 차폐부재(16)로서 텅스텐을 선택하고, 열전도부재(17)로서 도 3에 나타낸 상기 지느러미 형상의 구리를 선택한 것을 제외하고는 예시1과 같다.
상기 예시 중에서 어느 예시라도, 방사선 발생장치를 양호하게 취급할 수 있다. 상기 조건하에서는, 방사선을 방출하였고, 발생하는 방사선의 선량을 측정하였다. 안정한 방사선량을 취득한 것을 확인했다. 이 경우에, 불필요한 방사선을 누설하지 않았고, 타겟을 손상하지 않았다.
예시11
다음에, 도 4를 참조하여, 본 발명의 방사선 발생장치를 사용한 방사선 촬영장치에 관하여 이하에서 설명한다. 본 예시의 방사선 촬영장치는, 방사선 발생장치(30), 방사선 검출기(31), 신호처리부(32), 장치제어부(33) 및 표시부(34)를 구비하고 있다. 방사선 발생장치(30)로서는, 예를 들면 예시1∼10의 방사선 발생장치 중 어느 것이라도 적합하게 채용된다. 방사선 검출기(31)는, 신호처리부(32)를 거쳐서 장치제어부(33)에 접속된다. 장치제어부(33)는 표시부(34) 및 전압제어부(3)에 접속된다. 방사선 발생장치(30)에 있어서의 처리는, 장치제어부(33)에 의해 총괄 제어된다. 장치제어부(33)는 방사선 발생장치(30)와 방사선 검출기(31)를 서로 상관되도록 제어한다. 방사선 발생장치(30)로부터 방출된 방사선은, 피검체(35)를 투과하여, 방사선 검출기(31)에서 검출된다. 피검체(35)의 방사선 투과 화상이 촬영된다. 촬영된 방사선 투과 화상은 표시부(34)에 표시된다. 장치제어부(33)는 방사선 발생장치(30)의 구동을 제어하고, 전압제어부(3)를 거쳐서 방사선 발생관(10)에 인가되는 전압신호를 제어한다.
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, 2011년 8월 5일에 제출된 일본국 특허출원번호 2011-171610의 이점을 청구한다.

Claims (17)

  1. 방사선이 투과하는 제1 창문을 갖는 외위기; 및
    상기 외위기내에 수납되어, 상기 방사선이 투과하는 제2 창문을 갖는 방사선 발생관을 구비하고, 상기 제1 및 제2 창문은 서로 대향해서 배치되고, 상기 방사선 발생관은, 상기 제2 창문에 연통하는 방사선 통과 구멍을 가지며, 상기 제2 창문으로부터 상기 제1 창문측으로 돌출하는 돌출부를 갖는 방사선 차폐부재를 갖고,
    상기 방사선 차폐부재보다 열전도율이 높은 열전도부재는 상기 방사선 차폐부재의 상기 돌출부의 외측에 설치된, 방사선 발생장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방사선 차폐부재가, 상기 방사선 발생관의 외부 프레임인 진공용기의 개구부에 배치되고,
    상기 열전도부재가, 상기 개구부의 벽면과 상기 방사선 차폐부재와의 사이에도 배치되는, 방사선 발생장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 방사선 차폐부재는, 상기 제2 창문으로부터 상기 제1 창문측으로 돌출하는 제1 방사선 차폐부와 상기 제1 방사선 차폐부와 반대측으로 돌출하는 제2 방사선 차폐부를 구비하여, 상기 제1 창문과 연통하여 전자빔 통과 구멍을 형성하고,
    상기 열전도부재가 상기 제2 방사선 차폐부의 외주측에 배치되는, 방사선 발생장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 열전도부재가 상기 제2 방사선 차폐부의 외주측 전체에 배치되는, 방사선 발생장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    절연성 유체는 상기 외위기와 상기 방사선 발생관과의 사이에 충전되는, 방사선 발생장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열전도부재의 밀도가 상기 방사선 차폐부재보다 작은, 방사선 발생장치.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열전도부재와 상기 방사선 차폐부재는 동심의 원통형으로 이루어지고,
    상기 열전도부재의 두께가, 방사방향으로 상기 방사선 차폐부재보다 두꺼운, 방사선 발생장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 절연성 유체가 전기 절연유인, 방사선 발생장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 방사선 차폐부재가 은 경납땜에 의해 상기 제2 창문에 접속되는, 방사선 발생장치.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사선 발생관은,
    상기 방사선 발생관의 내측에 배치된 전자방출원과,
    상기 전자방출원으로부터 방출된 전자의 조사에 따라 방사선을 방출하는 타겟과,
    상기 전자방출원과 대향해서 표면을 갖는 기판을 구비하고, 상기 타겟은 상기 표면에 형성되고, 상기 제2 창문은 상기 기판 내에 형성되는, 방사선 발생장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 열전도부재는, 상기 열전도부재의 외주에 있어서, 상기 열전도부재가 상기 타겟과 접촉하는 위치와 대향하는 위치를 포함하는 일부분에 배치되는, 방사선 발생장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전도부재와 상기 방사선 차폐부재가 서로 다른 금속이나 합금재료로 형성된, 방사선 발생장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전도부재가 세라믹인, 방사선 발생장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전도부재가 지느러미 구조를 갖는, 방사선 발생장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전도부재가 카본계 재료로 형성된, 방사선 발생장치.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 타겟과 상기 방사선 차폐부재가 텅스텐으로 형성되고, 상기 열전도부재가 구리로 형성된, 방사선 발생장치.
  17. 청구항 1 내지 16 중 어느 한 항에 따른 방사선 발생장치;
    상기 방사선 발생장치로부터 방출되어 피검체를 투과한 방사선을 검출하는 방사선 검출기; 및
    서로 상관되도록, 상기 방사선 발생장치와 상기 방사선 검출기를 제어하는 제어부를 구비한, 방사선 촬영장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017034092A1 (ko) * 2015-08-24 2017-03-02 (주)선재하이테크 X선관에서 방사되는 x선 차폐를 위한 방호 장치

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
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
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
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
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
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
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
JP6407591B2 (ja) * 2014-07-09 2018-10-17 東芝電子管デバイス株式会社 固定陽極型ｘ線管
JP6552289B2 (ja) 2014-07-18 2019-07-31 キヤノン株式会社 Ｘ線発生管、ｘ線発生装置、ｘ線撮影システム
DE102014222164A1 (de) * 2014-10-30 2016-05-04 Smiths Heimann Gmbh Kühlkörper, insbesondere für die Anode eines Röntgenstrahlungserzeugers
JP6532233B2 (ja) 2015-01-07 2019-06-19 キヤノン株式会社 絶縁トランス及びそれを備えた放射線発生装置、放射線撮影システム
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
JP2017168216A (ja) * 2016-03-14 2017-09-21 株式会社島津製作所 Ｘ線ターゲットおよびそれを備えたｘ線発生装置
JP6938926B2 (ja) * 2017-01-30 2021-09-22 株式会社Ihi プラズマ光源
KR101966794B1 (ko) * 2017-07-12 2019-08-27 (주)선재하이테크 전자 집속 개선용 엑스선관
JP2019050123A (ja) 2017-09-11 2019-03-28 株式会社島津製作所 Ｘ線発生装置、ｘ線透視像撮影装置およびｃｔ像撮影装置
JP2019129023A (ja) * 2018-01-23 2019-08-01 株式会社島津製作所 Ｘ線発生装置およびｘ線撮影装置
US10727023B2 (en) * 2018-05-07 2020-07-28 Moxtek, Inc. X-ray tube single anode bore
US11315751B2 (en) * 2019-04-25 2022-04-26 The Boeing Company Electromagnetic X-ray control
WO2020249820A2 (de) * 2019-06-14 2020-12-17 Sms Group Gmbh Vorrichtung und verfahren zum berührungslosen ermitteln von zumindest einer eigenschaft eines metallprodukts
JP2022112958A (ja) * 2021-01-22 2022-08-03 浜松ホトニクス株式会社 Ｘ線モジュール
US11961694B2 (en) 2021-04-23 2024-04-16 Carl Zeiss X-ray Microscopy, Inc. Fiber-optic communication for embedded electronics in x-ray generator
US11864300B2 (en) 2021-04-23 2024-01-02 Carl Zeiss X-ray Microscopy, Inc. X-ray source with liquid cooled source coils
CN115241028A (zh) * 2021-04-23 2022-10-25 卡尔蔡司有限公司 用于液冷隔离的x射线透射靶的方法及系统
KR102561049B1 (ko) 2021-06-17 2023-07-31 (주)이림전자 고체몰딩 방식의 휴대용 및 ct용 엑스선 발생장치

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB762375A (en) 1953-10-27 1956-11-28 Vickers Electrical Co Ltd Improvements relating to x-ray generators
FR2415876A1 (fr) * 1978-01-27 1979-08-24 Radiologie Cie Gle Tube a rayons x, notamment pour tomodensitometre
CN2134771Y (zh) * 1992-09-02 1993-05-26 成都地质学院 一种便携式x射线荧光仪的激发源
JP3594716B2 (ja) * 1995-12-25 2004-12-02 浜松ホトニクス株式会社 透過型ｘ線管
US6965661B2 (en) * 2001-06-19 2005-11-15 Hitachi, Ltd. Radiological imaging apparatus and radiological imaging method
US6661876B2 (en) 2001-07-30 2003-12-09 Moxtek, Inc. Mobile miniature X-ray source
US6707882B2 (en) * 2001-11-14 2004-03-16 Koninklijke Philips Electronics, N.V. X-ray tube heat barrier
JP2004235113A (ja) 2003-01-31 2004-08-19 Tadahiro Omi 軟ｘ線発生管
JP3999179B2 (ja) 2003-09-09 2007-10-31 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 放射線断層撮影装置
JP5128752B2 (ja) * 2004-04-07 2013-01-23 日立協和エンジニアリング株式会社 透過型ｘ線管及びその製造方法
US20060008057A1 (en) 2004-07-12 2006-01-12 General Electric Company Structure and method for shielding radiation in an x-ray generator
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
US7376218B2 (en) * 2006-08-16 2008-05-20 Endicott Interconnect Technologies, Inc. X-ray source assembly
US7949099B2 (en) 2007-07-05 2011-05-24 Newton Scientific Inc. Compact high voltage X-ray source system and method for X-ray inspection applications
JP2009043651A (ja) 2007-08-10 2009-02-26 Toshiba Corp 回転陽極型ｘ線管装置
JP5294653B2 (ja) 2008-02-28 2013-09-18 キヤノン株式会社 マルチｘ線発生装置及びｘ線撮影装置
DE102008038582A1 (de) * 2008-08-21 2010-02-25 Siemens Aktiengesellschaft Röntgenstrahler
JP2011171610A (ja) 2010-02-19 2011-09-01 Seiko Epson Corp 圧電セラミックス膜の製造方法、圧電素子、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置並びに圧電セラミックス膜形成用組成物
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
JP5455880B2 (ja) 2010-12-10 2014-03-26 キヤノン株式会社 放射線発生管、放射線発生装置ならびに放射線撮影装置
CN103250225B (zh) 2010-12-10 2016-05-25 佳能株式会社 放射线产生装置和放射线成像装置
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
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
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
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
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
JP5911283B2 (ja) 2011-12-09 2016-04-27 キヤノン株式会社 放射線発生装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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