KR20150056806A - X선 방사를 발생시키기 위한 애노드를 갖는 디바이스 - Google Patents

X선 방사를 발생시키기 위한 애노드를 갖는 디바이스 Download PDF

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KR20150056806A
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지멘스 악티엔게젤샤프트
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Abstract

x선 방사(X-radiation)를 발생시키기 위한 애노드(anode)는 홀더(holder) 및 홀더에 의해 홀딩되는 타겟층(target layer)을 갖고, 타겟층은 중간 섹션(middle section) 및 에지 섹션(edge section)을 포함한다. 애노드는 타겟층의 중간 섹션에 지향된 전자 빔(electron beam)에 노출되도록 제공된다. 에지 섹션은 전자 빔의 방향에 관하여 측방향으로 중간 섹션 다음에 배열된다. 더욱이, 에지 섹션은 전자 빔의 방향으로 중간 섹션보다 더 두껍다.

Description

X선 방사를 발생시키기 위한 애노드를 갖는 디바이스{DEVICE HAVING AN ANODE FOR GENERATING X-RADIATION}
본 발명은 특허 청구항 제 1 항에 따른 x선 방사(x-ray radiation)를 발생시키기 위한 애노드(anode) 및 특허 청구항 제 9 항에 따른 x선 방사를 발생시키기 위한 디바이스(device)에 관한 것이다.
x선 방사를 발생시키기 위한 x선 튜브(x-ray tube)들은 종래 기술로부터 알려져 있다. x선 튜브들은 전자들을 방출하기 위한 캐소드(cathode)를 갖는다. 방출된 전자들은 고전압에 의해 애노드 상으로 가속된다. 애노드에서, 전자들은 감속되고, 프로세스(process)에서, x선 제동방사(x-ray bremsstrahlung) 및 특성 x선 방사(characteristic x-ray radiation)를 발생시킨다. x선 제동방사는 넓은 스펙트럼 분포(spectral distribution)를 갖는 반면, 특성 x선 방사는 이산 라인 스펙트럼(discrete line spectrum)을 갖는다. x선 튜브에 의해 방사된 x선 방사에서, 방사의 두 유형들 모두가 중첩된다.
특정 사용 목적들을 위해서는, 이산 에너지(discrete energy)들을 갖는 특성 x선 방사가 x선 제동방사보다 더 적합하다. 제동방사 부분을 감소시키기 위해 금속 필터(metallic filter)들을 이용하여 x선 방사를 필터링하는 것이 알려져 있다. 그러나, 이러한 필터들은 또한 특성 x선 방사의 부분을 감쇠시킨다(dampen).
본 발명의 목적은 x선 방사를 발생시키기 위한 개선된 애노드를 제공하는데 있다. 이러한 목적은 청구항 제 1 항의 특징들을 포함하는 애노드에 의해 달성된다. 본 발명의 추가의 목적은 x선 방사를 발생시키기 위한 개선된 디바이스를 제공하는데 있다. 이러한 목적은 청구항 제 9 항의 특징들을 포함하는 디바이스에 의해 달성된다. 바람직한 발전들은 종속 청구항들에서 명시된다.
x선 방사를 발생시키기 위한 본 발명에 따른 애노드는 홀더(holder) 및 홀더에 의해 홀딩되는 타겟층(target layer)을 갖는다. 여기서, 타겟층은 중앙 부분(central portion) 및 에지 부분(edge portion)을 포함한다. 애노드는, 타겟층의 중앙 부분 상으로 지향된 전자 빔(electron beam)에 노출되도록 제공된다. 여기서, 에지 부분은, 전자 빔의 방향에 관하여 측방향으로 중앙 부분 다음에 배열된다. 더욱이, 에지 부분은 전자 빔의 방향으로, 중앙 부분보다 더 큰 두께를 갖는다. 유리하게, 이러한 애노드의 타겟층의 에지 부분은, 애노드의 타겟층의 중앙 부분에서 발생된 x선 방사를 필터링하도록 기능할 수 있다. 결과적으로, 애노드에 의해 발생된 x선 방사의 단색성(monochromaticity)이 유리하게 개선된다.
애노드의 바람직한 실시예에서, 에지 부분은 전자 빔의 방향과 반대 방향으로, 중앙 부분보다 상승된다. 그 다음으로, 유리하게, 타겟층의 중앙 부분에서 발생된 x선 방사는, 전자 빔의 빔 방향에 반대하여 방출되고, 프로세스(process)에서, 애노드의 타겟층의 에지 부분의 일부분을 통과하고, 그 결과, x선 방사의 연속적인 파장 부분이 감쇠된다.
애노드의 일 실시예에서, 에지 부분은 링-형상 방식(ring-shaped manner)으로 중앙 부분 둘레에 배열된다. 그 다음으로, 유리하게, 에지 부분은 상이한 공간 방향들로 방출되는 x선 방사의 필터링을 제공할 수 있다.
애노드의 바람직한 실시예에서, 타겟층은 균일 재료를 갖는 실시예(embodiment)를 갖는다. 유리하게, 이는, 타겟층의, 및 또한 전체 애노드의 특히 단순한 셋업(setup)을 초래한다.
애노드의 편리한 실시예에서, 타겟층은 42 내지 74의 원자 번호(atomic number)를 갖는 재료를 갖는다. 유리하게, 이러한 재료들은 x선 방사를 발생시키는데 특히 적절하다.
애노드의 특히 바람직한 실시예에서, 타겟층은 텅스텐(tungsten)을 갖는다. 유리하게, 텅스텐은 x선 방사를 발생 및 필터링하는데 적절하다.
애노드의 일 실시예에서, 중앙 부분은 50 ㎚ 내지 10 ㎛의 두께를 갖는다. 유리하게, 이러한 두께 범위가 특히 적합한 것으로 밝혀졌다.
마찬가지로 애노드의 바람직한 실시예에서, 중앙 부분은, 전자 빔의 방향에 수직으로 1 ㎜ 내지 20 ㎜의 직경을 갖는다. 유리하게, 이러한 값들이 특히 적합한 것으로 밝혀졌다.
x선 방사를 발생시키기 위한 본 발명에 따른 디바이스는 전자 빔을 방출하기 위한 캐소드 및 앞서 언급된 유형의 애노드를 갖는다. 여기서, 애노드는, 캐소드에 의해 방출된 전자 빔이 타겟층의 중앙 부분 상에 입사되는 방식으로 배열된다. 유리하게, 애노드의 타겟층의 중앙 부분에서 발생된 x선 방사는, 이러한 디바이스의 애노드의 타겟층의 에지 부분에 의해 필터링될 수 있고, 그 결과, 발생된 x선 방사의 단색성이 개선된다.
디바이스의 바람직한 실시예에서, 애노드는, 캐소드에 의해 방출된 전자 빔이 타겟층의 중앙 부분 상에 수직으로 입사되는 방식으로 배열된다. 유리하게, 이는 디바이스의 대칭적이고 컴팩트한 셋업(symmetric and compact setup)을 초래한다.
디바이스의 바람직한 실시예에서, 디바이스는 타겟층에서 발생된 x선 방사를 외부로 안내하기 위한 윈도우(window)를 갖는다. 여기서, 윈도우는, 타겟층의 중앙 부분에서 발생되어 윈도우를 통해 외부로 안내되는 x선 방사가 타겟층의 에지 부분을 첫번째로 투과하는 방식으로 배열된다. 그 다음으로, 유리하게, 타겟층의 중앙 부분에서 발생된 x선 방사는, 타겟층의 에지 부분을 투과할 때 필터링되고, 그 결과, 이러한 x선 방사의 단색성이 증가된다.
디바이스의 바람직한 실시예에서, 윈도우는, 외부로 안내되는 x선 방사가, 평균 10 ㎛ 내지 100 ㎛의 길이에 걸쳐서 타겟층의 에지 부분을 투과하는 방식으로 배열된다. 이러한 투과 길이가, x선 방사의 전체적인 강도가 너무 강하게 감쇠되지 않으면서, x선 방사의 단색성의 유리한 증가를 초래한다는 것이 밝혀졌다.
디바이스의 바람직한 실시예에서, 윈도우는, 전자 빔의 방향에 관하여 후방으로(backward) 지향된 x선 방사가 윈도우를 통해 외부로 안내될 수 있는 방식으로 배열된다. 그 다음으로, 유리하게, 후방-지향 x선 방사는, 전방-지향 x선 방사보다 더 높은 부분의 특성 x선 방사를 갖고, 그러므로, 애노드의 타겟층의 에지 부분에 의한 필터링 후에 디바이스 외부로 안내되는 x선 방사는 특히 높은 단색성을 갖는다.
디바이스의 바람직한 실시예에서, 디바이스는, 애노드를 투과하는 전자 빔의 전자들을 캡처(capture)하기 위해 제공된 컬렉터(collector)를 갖는다. 유리하게, 디바이스의 컬렉터와 캐소드 사이의 회로는 컬렉터에 의해 클로징(close)될 수 있고, 그 결과, 디바이스의 에너지 효율(energy efficiency)이 개선된다.
본 발명의 앞서-설명된 특성들, 특징들, 및 이점들과, 이들이 달성되는 방식은, 도면들과 함께 더 상세하게 설명되는 예시적인 실시예들의 다음의 설명과 함께 더 명백해지고, 더 명백하게 이해가능해진다. 상세하게는:
도 1은 텅스텐 타겟층(tungsten target layer)을 갖는 애노드를 포함하는 x선 튜브에 의해 방출된 x선 스펙트럼(x-ray spectrum)을 도시하고;
도 2는 텅스텐의 선형 흡수 계수(linear absorption coefficient)를 도시하고;
도 3은 x선 방사를 발생시키기 위한 디바이스의 개략도를 도시하고;
도 4는 제 1 실시예에 따른 애노드의 타겟층의 개략적인 사시도를 도시하고;
도 5는 제 2 실시예에 따른 애노드의 타겟층의 개략적인 사시도를 도시한다.
도 1은 x선 스펙트럼의 그래프(graph)(100)를 도시한다. keV 단위의 에너지(101)가 수평축 상에 플로팅(plot)된다.
Figure pct00001
단위의 광자 플럭스(photon flux)(102)가 수직축 상에 플로팅된다.
제 1 스펙트럼(110)은, x선 튜브의 애노드의 텅스텐 타겟층에 의해 방출되고 2 ㎜의 두께를 갖는 알루미늄(aluminum)으로 이루어진 필터에 의해 필터링되었던 x선 방사의 스펙트럼 분포를 명시한다. 제 1 스펙트럼(110)은 연속적인 제동방사 부분(111)을 갖는다. 더욱이, 제 1 스펙트럼(110)은 특성 x선 방사(112)에 의해 형성되는 이산 에너지 값(discrete energy value)들에서 최대치들을 갖는다.
도 2는, 그래프(200)에 기초하여, 텅스텐으로 이루어진 필터에 의한 x선 방사의 감쇠를 도시한다. 수평축은 또다시, keV 단위로 에너지(101)를 플로팅한다. 수직축은 ㎝-1 단위로 흡수 계수(202)를 플로팅한다.
도 2는 텅스텐의 선형 흡수 계수의 프로파일(profile)(210)을 도시한다. 텅스텐의 선형 흡수 계수가 에너지 증가에 따라 감소된다는 것을 식별하는 것이 가능하다. 그러나, 흡수 계수 프로파일(210)은 K-에지(K-edge)(213)를 갖고, K-에지(213)에서, 하강 흡수 계수 프로파일(falling absorption coefficient profile)(210)이 갑자기 상승된다. K-에지(213)는 텅스텐 원자들의 K-쉘(K-shell)에 배열된 전자들의 바인딩 에너지(binding energy)에 대응하는 에너지(101)에서 발생한다.
더욱이, 도 2의 다이어그램(diagram)(200)은 텅스텐의 특성 x선 방사에서 2개의 중요한 라인들의 에너지 값들을 표시한다. 이들은 라인(211) 및
Figure pct00003
라인(212)이다.
도 1에 도시된 제 1 x선 스펙트럼(110)을 갖는 x선 방사가, 텅스텐으로 이루어진 부가적인 필터에 의해 필터링되는 경우, 이러한 x선 방사의 부가적인 감쇠가 존재한다. 텅스텐의 흡수 계수 프로파일(210)의 K-에지(213)의 결과로서, 제 1 스펙트럼(110)의 더 높은 에너지 컴포넌트(energy component)들은, 프로세스에서, 제 1 스펙트럼(110)의 특성 x선 방사(112)의
Figure pct00004
라인 및
Figure pct00005
라인의 구역보다 더 강하게 감쇠된다. 결과적으로, 앞서 언급된 라인들의 상대적 강도는 필터링된 x선 방사의 스펙트럼에서 증가된다.
제 2 스펙트럼(120)에 기초하여, 도 1은 50 ㎛의 두께를 갖는 텅스텐 필터(tungsten filter)를 이용한 부가적인 필터링(110) 후의 제 1 스펙트럼(110)의 x선 방사의 스펙트럼 분포를 도시한다. 제 2 스펙트럼(120)의 제동방사 부분(121)이 제 1 스펙트럼(110)의 제동방사 부분(111)에 비해 매우 감소되었다는 것을 식별하는 것이 가능하다. 제 2 스펙트럼(120)의 특성 x선 방사 부분(122)은 제 1 스펙트럼(110)의 특성 x선 방사 부분(112)보다 덜 강하게 감쇠된다. 이 결과로, 제 2 스펙트럼(120)은 제 1 스펙트럼(110)보다 더 높은 단색성을 갖는다.
도 3은 x선 방사를 발생시키기 위한 디바이스(300)를 통한 섹션(section)의 매우 간략화된 도면을 도시한다. 도 3에 도시된 x선 방사를 발생시키기 위한 디바이스(300)의 컴포넌트들은 예를 들어, 진공 튜브(vacuum tube)에 배열될 수 있다. 이러한 경우, x선 방사를 발생시키기 위한 디바이스(300)는 또한, x선 튜브로 지칭될 수 있다.
x선 방사를 발생시키기 위한 디바이스(300)는 캐소드(310)를 갖는다. 캐소드(310)는 전자 빔(320)을 발생시키기 위해 전자들을 방출하기 위해 제공된다. 예로서, 캐소드(310)는 열적 방출(thermal emission) 또는 필드 방출(field emission)에 의해 전자들을 방출할 수 있다. 캐소드(310)에 의해 방출된 전자들에 의해 형성된 전자 빔(320)은 고전압(여기서 도시되지 않음)에 의해 빔 방향(325)으로 가속된다.
x선 방사를 발생시키기 위한 디바이스(300)는 애노드(400)를 더 포함한다. 애노드(400)는 홀더(410) 및 홀더(410)에 의해 홀딩되는 타겟층(420)을 갖는다. 차례로, 타겟층(420)은 중앙 부분(430) 및 에지 부분(440)을 포함한다. 에지 부분(440)은 빔 방향(325)에 관하여 측방향으로 오프셋(offset)되어 중앙 부분(430) 다음에 배열된다.
중앙 부분(430) 및 에지 부분(440)은 바람직하게, 균일 재료를 갖는 실시예를 갖는다. 여기서, 타겟층(420)의 중앙 부분(430) 및 에지 부분(440)은 바람직하게, 42 내지 74의 원자 번호(atomic number)를 갖는 재료로 이루어진다. 타겟층(420)의 중앙 부분(430) 및 에지 부분(440)은 특히 바람직하게 텅스텐으로 이루어진다. 예로서, 홀더(410)는 다이아몬드(diamond)로 이루어질 수 있다.
애노드(400)는 전면(front side)(421) 및 후면(rear side)(422)을 갖는다. 애노드(400)의 전면(421)은 캐소드(310)에 면한다. 애노드(400)는, 캐소드(310)에 의해 방출된 전자 빔(320)이 타겟층(420)의 중앙 부분(430)의 중앙 구역 상에 거의 수직으로 입사되는 방식으로 배열된다.
애노드(400)의 타겟층(420)의 중앙 부분(430) 상에 입사되는 전자 빔(320)은 타겟층(420)의 중앙 부분(430)에서 감속되고, x선 방사(330)가 프로세스에서 발생된다. 이러한 x선 방사(330)는 몇몇 또는 모든 공간 방향들로, 그 중에서도 방출 방향(335)으로 방출된다. 방출 방향(335)은 바람직하게, 전자 빔(320)의 빔 방향(325)에 관하여 후방으로 배향된다. 이는, 애노드(400)의 타겟층(420)의 중앙 부분(430)의 방출 방향(335)이, 캐소드(310)가 배열되어 있는 절반 공간(half space)을 향한다는 것을 의미한다.
x선 방사를 발생시키기 위한 디바이스(300)는 윈도우(350)를 갖고, 윈도우(350)는 방출 방향(335)으로 방출된 x선 방사(330)를 디바이스(300) 외부로 안내하도록 기능한다. 윈도우(350)는 예를 들어, 알루미늄 또는 베릴륨(beryllium)으로 이루어질 수 있다.
타겟층(420)의 중앙 부분(430)은 빔 방향(325)에 수직으로 직경(432)을 갖는다. 예로서, 직경(432)은 1 ㎜ 내지 20 ㎜에 놓일 수 있다. 빔 방향(325)에서, 타겟층(420)의 중앙 부분(430)은 두께(431)를 갖는다. 예로서, 두께(431)는 50 ㎚ 내지 10 ㎛에 놓일 수 있다. 도시된 예에서, 중앙 부분(430) 둘레에 외부적으로 배열된, 타겟층(420)의 에지 부분(440)은, 중앙 부분(430)의 직경(432)보다 더 큰 직경(442)을 갖는다. 더욱이, 타겟층(420)의 에지 부분(440)은, 빔 방향(325)으로, 중앙 부분(430)의 두께(431)보다 더 큰 두께(441)를 갖는다. 여기서, 에지 부분(440)은 전면(421) 상에서 (즉, 빔 방향(325)에 반대하여) 타겟층(420)의 중앙 부분(430)보다 상승된다.
타겟층(420)의 에지 부분(440)의 두께(441) 및 직경(442), 타겟층(420)의 중앙 부분(430)의 직경(432), 및 윈도우(350)의 포지션(position)은, 애노드(400)의 타겟층(420)의 중앙 부분(430)에 의해 방출 방향(335)으로 방출된 x선 방사(330)가 윈도우(350)로 가는 도중에, 필터 구역(450)으로서 기능하는 타겟층(420)의 에지 부분(440)의 일부분을 통과하는 방식으로, 서로 매칭(match)된다. 여기서, x선 방사(330)는, 예를 들어, 평균 10 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있는 투과 길이(455)에 걸쳐서 에지 부분(440)의 필터 구역(450)을 통과한다. 필터 구역(450)의 투과 동안, x선 방사(330)는, 도 1 및 도 2에 기초하여 설명된 바와 같이, x선 방사(330)의 단색성이 증가되도록 필터링된다.
x선 방사를 발생시키기 위한 디바이스(300)는, 빔 방향(325)으로 애노드(400) 뒤에 배열되는 컬렉터(340)를 더 포함한다. 컬렉터(340)는 애노드(400)를 통과하는 전자 빔(320)의 전자들을 컬렉팅하도록 기능한다. 컬렉터(340)에 의해 컬렉팅된 전자들은 전자 회로로 되돌려질 수 있고, 그 결과, x선 방사를 발생시키기 위한 디바이스(300)의 에너지 효율이 개선된다.
도 4는, 도 3으로부터의 x선 방사를 발생시키기 위한 디바이스(300)의 애노드(400)의 타겟층(420)의 개략적인 사시도를 도시한다. 에지 부분(440)이 링-형상 방식으로 타겟층(420)의 중앙 부분(430) 둘레에 배열되는 것을 식별하는 것이 가능하다. 타겟층(420)의 이러한 실시예는, x선 방사를 발생시키기 위한 디바이스(300)의 애노드(400)가 전자 빔(320)에 평행한 회전축을 중심으로 회전될 수 있다는 점에서 유리하다. 이는, x선 방사를 발생시키기 위한 디바이스(300)의 동작 동안 애노드(400)의 타겟층(420)의 균일한 가열 및 마모를 초래한다. 그러나, 애노드(400)를 회전시키는 것을 생략하는 것이 또한 가능하다.
도 5는 제 2 실시예에 따른 타겟층(1420)의 개략적인 사시도를 도시한다. 도 5의 타겟층(1420)은, 도 3의 x선 방사를 발생시키기 위한 디바이스(300)의 애노드(400)의 타겟층(420)을 대체할 수 있다. 타겟층(1420)은 또다시, 중앙 부분(1430) 및 에지 부분(1440)을 포함한다. 타겟층(1420)은 전면(1421) 및 후면(1422)을 갖는다. 타겟층(1420)은, 캐소드(310)에 의해 발생된 전자 빔(320)이 중앙 부분(1430)의 전면(1421) 상에 입사되는 방식으로, 애노드(400)의 홀더(410)에 의해 홀딩되도록 제공된다.
타겟층(420)의 에지 부분(440)과 대조적으로, 도 5의 타겟층(1420)의 에지 부분(1440)은, 타겟층(1420)의 전체 중앙 부분(1430) 둘레에 링-형상 방식으로 배열되지 않는다. 오히려, 에지 부분(1440)은, 단지 한정된 각도 범위에 걸쳐서만, 측방향으로 타겟층(1420)의 중앙 부분(1430) 다음에 배열되는 원형 링 섹터(circular ring sector)의 형태를 갖는다. 여기서, 에지 부분(1440)은, 타겟층(1420)의 중앙 부분(1430)에서 발생된 x선 방사(330)가 방출 방향(335)으로 타겟층(1420)의 에지 부분(1440)을 투과하는 방식으로, 타겟층(1420)의 중앙 부분(1430) 다음에 배열된다. 애노드(400)는, x선 방사를 발생시키기 위한 디바이스(300)의 애노드(400)에서 타겟층(1420)을 이용할 때, 회전되지 않는다.
본 발명이 바람직한 예시적인 실시예들에 의해 상세하게 설명되고 더 밀접하게 예시되었지만, 본 발명은 개시된 예들로 한정되지 않는다. 당업자는, 본 발명의 보호의 범주로부터 벗어남이 없이, 본 발명으로부터 다른 변형들을 도출할 수 있다.

Claims (14)

  1. x선 방사(x-ray radiation)(330)를 발생시키기 위한 애노드(anode)(400)로서,
    홀더(holder)(410) 및 상기 홀더(410)에 의해 홀딩되는 타겟층(target layer)(420, 1420)
    을 포함하고,
    상기 타겟층(420, 1420)은 중앙 부분(central portion)(430, 1430) 및 에지 부분(edge portion)(440, 1440)을 포함하고,
    상기 애노드(400)는, 상기 타겟층(420, 1420)의 상기 중앙 부분(430, 1430) 상으로 지향된 전자 빔(electron beam)(320)에 노출되도록 제공되고,
    상기 에지 부분(440, 1440)은, 상기 전자 빔(320)의 방향(325)에 관하여 측방향으로 상기 중앙 부분(430, 1430) 다음에 배열되고,
    상기 에지 부분(440, 1440)은 상기 전자 빔(320)의 방향(325)으로, 상기 중앙 부분(430, 1430)보다 더 큰 두께를 갖는,
    x선 방사를 발생시키기 위한 애노드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 에지 부분(440, 1440)은 상기 전자 빔(320)의 방향(325)과 반대 방향으로, 상기 중앙 부분(430, 1430)보다 상승되는,
    x선 방사를 발생시키기 위한 애노드.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 에지 부분(440)은 링-형상 방식(ring-shaped manner)으로 상기 중앙 부분(430) 둘레에 배열되는,
    x선 방사를 발생시키기 위한 애노드.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타겟층(420, 1420)은 균일 재료를 갖는 실시예(embodiment)를 갖는,
    x선 방사를 발생시키기 위한 애노드.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타겟층(420, 1420)은 42 내지 74의 원자 번호(atomic number)를 갖는 재료를 갖는,
    x선 방사를 발생시키기 위한 애노드.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 타겟층(420, 1420)은 텅스텐(tungsten)을 갖는,
    x선 방사를 발생시키기 위한 애노드.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중앙 부분(430, 1430)은 50 ㎚ 내지 10 ㎛의 두께(431)를 갖는,
    x선 방사를 발생시키기 위한 애노드.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중앙 부분(430, 1430)은, 상기 전자 빔(320)의 방향(325)에 수직으로 1 ㎜ 내지 20 ㎜의 직경(432)을 갖는,
    x선 방사를 발생시키기 위한 애노드.
  9. x선 방사(330)를 발생시키기 위한 디바이스(device)(300)로서,
    전자 빔(320)을 방출하기 위한 캐소드(cathode)(310), 및
    제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 애노드(400)
    를 포함하고,
    상기 애노드(400)는, 상기 캐소드(310)에 의해 방출된 전자 빔(320)이 타겟층(420, 1420)의 중앙 부분(430, 1430) 상에 입사되는 방식으로 배열되는,
    x선 방사를 발생시키기 위한 디바이스.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 애노드(400)는, 상기 캐소드(310)에 의해 방출된 전자 빔(320)이 상기 타겟층(420, 1420)의 상기 중앙 부분(430, 1430) 상에 수직으로 입사되는 방식으로 배열되는,
    x선 방사를 발생시키기 위한 디바이스.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 디바이스(300)는 상기 타겟층(420, 1420)에서 발생된 x선 방사(330)를 외부로 안내하기 위한 윈도우(window)(350)를 갖고,
    상기 윈도우(350)는, 상기 타겟층(420, 1420)의 상기 중앙 부분(430, 1430)에서 발생되어 상기 윈도우(350)를 통해 외부로 안내되는 x선 방사(330)가 상기 타겟층(420, 1420)의 에지 부분(440, 1440)을 첫번째로 투과하는 방식으로 배열되는,
    x선 방사를 발생시키기 위한 디바이스.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 윈도우(350)는, 외부로 안내되는 x선 방사(330)가, 평균 10 ㎛ 내지 100 ㎛의 길이(455)에 걸쳐서 상기 타겟층(420, 1420)의 상기 에지 부분(440, 1440)을 투과하는 방식으로 배열되는,
    x선 방사를 발생시키기 위한 디바이스.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 윈도우(350)는, 상기 전자 빔(320)의 방향(325)에 관하여 후방으로(backward) 지향된 x선 방사(330)가 상기 윈도우(350)를 통해 외부로 안내될 수 있는 방식으로 배열되는,
    x선 방사를 발생시키기 위한 디바이스.
  14. 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스(300)는, 상기 애노드(400)를 투과하는 상기 전자 빔(320)의 전자들을 캡처(capture)하기 위해 제공된 컬렉터(collector)(340)를 갖는,
    x선 방사를 발생시키기 위한 디바이스.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3751594A1 (de) * 2019-06-11 2020-12-16 Siemens Healthcare GmbH Röntgenröhre

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE654089C (de) * 1935-10-15 1937-12-16 Boris Rajewsky Dr Hochleistungsroentgenroehre mit rotierender Antikathode und mehrfacher Ausnutzung des Prinzips der projektiven Brennfleckverkuerzung
CH494520A (de) * 1968-12-16 1970-07-31 Siemens Ag Röntgengerät
DE2203403A1 (de) * 1972-01-25 1973-08-09 Siemens Ag Roentgen-strahlenquelle
GB2044985A (en) * 1979-03-15 1980-10-22 Emi Ltd X-ray tube
DE3117726A1 (de) * 1981-05-05 1982-12-02 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Drehanoden-roentgenroehre
JPS6421850A (en) * 1987-07-15 1989-01-25 Japan Aviation Electron X-ray target
JP2747693B2 (ja) * 1987-09-08 1998-05-06 バブコツク日立株式会社 微小焦点x線装置
US4975621A (en) * 1989-06-26 1990-12-04 Union Carbide Corporation Coated article with improved thermal emissivity
DE3923571A1 (de) * 1989-07-17 1991-01-24 Licentia Gmbh Roentgenroehre und verfahren zu deren herstellung
US5204891A (en) * 1991-10-30 1993-04-20 General Electric Company Focal track structures for X-ray anodes and method of preparation thereof
DE19510047C2 (de) * 1995-03-20 1998-11-05 Siemens Ag Anode für eine Röntgenröhre
JPH09213248A (ja) * 1995-12-05 1997-08-15 General Electric Co <Ge> 炭素−炭素複合体を製造する方法
US6052434A (en) * 1996-12-27 2000-04-18 Toth; Thomas L. X-ray tube target for reduced off-focal radiation
US6163593A (en) * 1998-08-21 2000-12-19 Varian Medical Systems, Inc. Shaped target for mammography
US6021174A (en) * 1998-10-26 2000-02-01 Picker International, Inc. Use of shaped charge explosives in the manufacture of x-ray tube targets
DE19900468A1 (de) * 1999-01-08 2000-07-20 Siemens Ag Röntgenröhre mit optimiertem Elektronenauftreffwinkel
US6584172B2 (en) * 2000-04-03 2003-06-24 General Electric Company High performance X-ray target
US7649981B2 (en) * 2003-10-15 2010-01-19 Varian Medical Systems, Inc. Multi-energy x-ray source
US20090154649A1 (en) * 2006-05-22 2009-06-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. X-ray tube whose electron beam is manipulated synchronously with the rotational anode movement
US7983394B2 (en) * 2009-12-17 2011-07-19 Moxtek, Inc. Multiple wavelength X-ray source

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