KR20160118637A - 전계 방출 엑스선 소스 장치 - Google Patents

Abstract

별도의 알루미늄 필터 장착 없이도 엑스선 출력에 관한 규격을 충족할 수 있는 구조의 전계 방출 엑스선 소스 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 전계 방출 엑스선 소스 장치는, 타 부재와 접합되어 밀폐된 진공의 내부 공간을 형성하는 튜브형의 진공 용기; 및 상기 진공 용기에서 엑스선 타겟면으로부터 외부로 엑스선 빔이 방출되는 경로를 포함하여 형성되고, 나머지 부분과 동일한 소재로 이루어지되 두께가 다른, 방출창을 포함한다. 상기 방출창은 그 두께가 상기 진공 용기에서 나머지 부분의 두께보다 얇을 수 있다.

Description

전계 방출 엑스선 소스 장치{Field Emission X-Ray Source Device}

본 발명은 전계 방출 엑스선 소스 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 냉음극으로부터 방출되어 가속된 전자를 애노드 전극에 충돌시켜 엑스선을 방출하는 전계 방출 엑스선 소스 장치에 관한 것이다.

일반적으로 질병진단을 위하여 의료기관에서 사용되는 종래의 엑스선 소스 장치는 엑스선을 발생시키기 위한 전자 방출원으로 텅스텐 소재의 열음극을 사용하고 있으며, 고전압을 적용하여 텅스텐 필라멘트를 가열하여 전자를 방출시키고 방출된 전자를 애노드 전극 측의 타켓에 충돌시켜 엑스선을 발생시키는 구조로 되어 있다.

하지만, 텅스텐 필라멘트 기반의 열음극 엑스선 소스 장치는 전자를 발생시키는 데에 많은 전력이 소모되며, 발생되는 전자가 스파이럴 구조를 갖는 텅스텐 표면에서 무작위로 방출되기 때문에 엑스선 방출 효율이 극히 낮은 실정이다. 또한 텅스텐 필라멘트의 가열 및 냉각을 위해 일정시간의 인터벌(interval)이 요구되며, 펄스형태로 엑스선을 방출시키는 것이 어려워 필요 이상의 다량의 엑스선이 조사되어 이용에 제약이 있었다.

이러한 종래의 열음극 엑스선 소스 장치의 문제점을 해결하고자 최근에는 냉음극 전자 방출원으로 탄소나노튜브(CNT) 등 나노 구조물을 이용한 엑스선 소스 장치에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 탄소나노튜브를 이용한 엑스선 소스 장치는 종래의 텅스텐 필라멘트 기반의 열음극 엑스선 소스 장치와는 달리 전자 방출 메카니즘이 전계 방출(electric field emission) 방식으로서, 기존의 열전자 방출 방식과 다르다. 탄소나노튜브 기반의 엑스선 소스 장치는 텅스텐 필라멘트 기반의 열음극 엑스선 소스 장치에 비해 낮은 전압의 인가로 전자 방출이 가능하고, 방출되는 전자가 탄소나노튜브의 길이방향을 따라 방출되기 때문에 애노드 전극 측의 타켓을 향한 전자의 방향지향성이 우수하여 엑스선 방출 효율이 매우 높다. 또한 펄스형태의 엑스선을 방출시키는 것이 용이하여 저선량으로 엑스선 영상획득이 가능할 뿐만 아니라 엑스선 동영상의 촬영이 가능하여 치과 임플란트 검사 등과 같은 치과 치료용으로 활용 가능성이 매우 높다.

이제까지 알려진 전계 방출 엑스선 소스(Field Emission X-ray Source)는 진공 용기 내에, 캐소드(cathode) 전극 상에 설치된 전자 방출원(emitter)과 그에 인접하게 설치된 게이트(gate) 전극을 구비하고, 게이트 전극과 전자 방출원 사이에 형성된 전계에 의해 전자가 방출되도록 구성된다. 게이트 전극은 메쉬(mesh) 형태나 전자 방출원의 배열에 따라 다수의 홀이 배열된 금속판 형태를 갖는다. 전자 방출원(emitter)으로부터 방출된 전자 빔(electron beam)이 이러한 메쉬 구조 또는 다수의 홀을 통과하여 진행하면, 애노드(anode)와 캐소드(cathode) 사이에 형성된 전계에 의해 전자를 수~수십 kV로 가속하여 애노드 측에 설치된 엑스선 타겟(target)에 타격시켜 엑스선이 방출되도록 한다. 한편, 애노드 전극과 게이트 전극 사이에 하나 이상의 집속(focusing) 전극을 추가하여 전자 빔이 애노드 전극의 한 영역으로 집속되도록 하기도 한다. 전계 방출 엑스선 소스 장치를 동작시키기 위해서, 캐소드 전극의 전위를 기준으로 게이트 전극에 양(positive)의 게이트 전압, 그리고 애노드 전극에 양의 가속 전압이 인가된다. 이때, 집속 전극에는 전자 빔의 집속을 위한 전압이 인가되며, 집속 전극에 인가되는 전압은 동작 조건에 따라 변경될 수 있다.

한편, 엑스선 진단용으로 사용되는 엑스선 소스 장치는 필트레이션(Filtration)을 거친 엑스선을 방출하여야 한다. 필트레이션은 엑스선 빔에서 낮은 에너지의 엑스선을 미리 거르기 위해 행해진다. 낮은 에너지의 엑스선을 미리 거르는 이유는, 낮은 에너지의 엑스선은 진단에 필요한 이미지를 형성할 정도로 피검체를 투과하지 못하면서, 불필요하게 피폭량만 증가시키고, 산란광의 증가로 이미지의 품질을 열화 시킬 수도 있기 때문이다.

이러한 필트레이션을 거쳐 방출되는 엑스선 빔은 HVL(Half-value layer) 규격을 만족해야 한다. HVL이란 엑스선 빔이 피검체를 투과할 수 있는 능력을 정량화한 값이다. 진단용 엑스선 장비 분야에서는 출력된 엑스선 빔을 50% 감쇠시키는 데 필요한 알루미늄(Al)의 두께(mm)를 그 단위로 한 규격이 사용된다. HVL 규격은 엑스선 소스 장치의 용도에 따라 다른 값으로 규정되어 있는데, 일반 의료용 진단 장비에서는 2.3 내지 5(mm) 정도이고, 통상의 치과용 진단 장비에서는 0.9(mm)이다. 이러한 규격을 맞추기 위해 종래의 열전자 튜브 방식의 엑스선 소스 장치에서는 텅스텐 타겟, 관전압 65kV, 관전류 4mA 및 0.2 sec의 엑스선 방출 조건하에서 두께 2 mm의 알루미늄 필터를 사용하여 필트레이션을 수행해 왔다.

전술한 바와 같이, 의료용 진단장비에 채용되는 엑스선 소스 장치는 HVL 규격을 충족하기 위해 필트레이션을 거치게 되는데, 본 발명은 전계 방출 엑스선 소스 장치에 있어서, 진공 용기 자체의 엑스선 감쇠 효과를 이용하여 별도의 알루미늄 필터 없이도 HVL 규격을 충족할 수 있도록 구성된 전계 방출 엑스선 소스 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

좀 더 구체적으로는, 진공 브레이징 접합을 용이하게 하는 가공성을 가지면서도 별도의 엑스선 필터 없이 엑스선 출력에 관한 HVL 규격을 충족할 수 있는 구성의 진공 용기를 갖는, 전계 방출 엑스선 소스 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

전술한 과제의 해결을 위해 본 발명에 따른 전계 방출 엑스선 소스 장치는, 타겟면을 제공하는 애노드 전극; 상기 타켓면과 대향하는 나노구조물질의 전자방출원을 제공하는 캐소드 전극; 상기 타켓면과 상기 전자방출원 사이로 진공의 내부 공간을 형성하며 상기 애노드 및 캐소드전극에 접합되는 튜브형의 진공용기; 및 상기 진공 용기에서 상기 엑스선 타겟면으로부터 외부로 엑스선 빔이 방출되는 경로를 포함하여 형성되고, 나머지 부분과 동일한 소재로 이루어지되 두께가 얇은, 방출창을 포함한다.

상기 방출창은 그 주변 보다 두께가 얇은 원형 또는 타원형의 영역으로 이루어지거나, 그 주변 보다 두께가 얇은 밴드형의 영역으로 이루어질 수 있다.

상기 진공 용기는 알루미나 세라믹스 소재로 형성될 수 있다.

또한, 상기 방출창은 상기 진공 용기의 외주면 또는 내부면 적어도 일부가 함입되어 상대적으로 얇은 두께를 갖도록 형성된 것일 수 있다.

본 발명에 따른 전계 방출 엑스선 소스 장치는, 진공 용기 자체의 엑스선 감쇠 효과를 이용하여 별도의 알루미늄 필터 없이도 HVL 규격을 충족할 수 있도록 하는 효과가 있다. 이를 통해 전계 방출 엑스선 소스 장치 자체의 구성을 단순화하고 경량화 및 소형화하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전계 방출 엑스선 소스 장치를 개략적으로 보인다.
도 2는 본 발명에 따른 전계 방출 엑스선 소스 장치에서 진공 용기의 한 예를 보인다.
도 3은 본 발명에 따른 전계 방출 엑스선 소스 장치에서 진공 용기의 한 예를 보인다.
도 4는 본 발명에 따른 전계 방출 엑스선 소스 장치에서 진공 용기의 한 예를 보인다.
도 5는 본 발명에 따른 전계 방출 엑스선 소스 장치에서 진공 용기의 한 예를 보인다.
도 6은 본 발명에 따른 전계 방출 엑스선 소스 장치에서 진공 용기의 한 예를 보인다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 살펴본다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 기술적 사상을 명확히 전달하기 위하여 제공된다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 전계 방출 엑스선 소스 장치를 개략적으로 보인다.

본 실시예에 따른 전계 방출 엑스선 소스 장치(100)는 튜브형의 진공 용기(10)와 상기 진공 용기(10)의 일단에 접합된 애노드 전극(20)을 포함한다. 상기 진공 용기(10)를 사이에 두고 상기 애노드 전극(20)의 반대편에는 캐소드 전극(40)이 배치된다. 상기 캐소드 전극(40) 상에 전자 방출원(41)이 배치되는데, 전자 방출원(41)은 별도의 기판에 마련되어 캐소드 전극(40)에 결합 될 수도 있고, 캐소드 전극(40) 표면에 직접 형성될 수도 있다. 상기 전자 방출원(41)은 예컨대 탄소나노튜브와 같은 다수의 나노 구조물을 이용한 것일 수 있다. 탄소나노튜브를 이용한 전자 방출원(41)의 경우 상기 기판 또는 캐소드 전극(40) 표면에 화학기상증착법(CVD)을 이용하여 다수의 탄소나노튜브를 직접 성장시키거나, 탄소나노튜브 페이스트를 도포한 후 소성하는 등의 방법으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 캐소드 전극(40)에 인접하게 게터(getter) 전극(45)이 구비될 수 있다. 게터 전극(45)는 에이징 또는 작동 중에 상기 진공 용기(10) 내부에서 발생한 가스를 포집하여 진공도를 유지하는 기능을 한다.

진공 용기(10)는 세라믹, 유리 또는 실리콘 등의 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 알루미나 세라믹스와 같은 소재로 만들어질 수 있다. 상기 진공 용기(10)가 절연 물질로 이루어짐에 따라 전계 방출 엑스선 소스 장치(100)는 상기 애노드 전극(20) 및 상기 캐소드 전극(40)이 서로 전기적으로 절연된다. 한편, 상기 진공 용기(10)의 일 측, 좀 더 구체적으로 상기 애노드 전극(20)에 가까운 쪽에는 상기 진공 용기(10) 내부에서 발생한 엑스선(XB)이 그 외부로 원활하게 방출되도록 하는 방출창(11)이 마련될 수도 있다. 상기 방출창(11)은 상기 진공 용기(10)의 다른 부분과 동일한 소재로 이루어지되, 그 두께는 다른 부분과 다르게 형성될 수 있다. 알루미나 세라믹스와 같은 소재는 알루미늄 등과 마찬가지로 엑스선을 투과시키되 그 두께에 따라 엑스선을 감쇠시키는데, 이러한 성질을 이용하여 방출창(11)의 두께를 조절함으로써 방출되는 엑스선의 출력을 조절할 수 있다. 방출창(11) 부분의 두께는 전계 방출 엑스선 소스 장치(100)가 사용될 엑스선 진단 장비의 주된 용도에 따라, 즉 요구되는 HVL 규격에 따라 다른 부분보다 얇을 수도 있고, 두꺼울 수도 있다.

진공 용기(10)에서 상기 방출창(11)의 위치는 애노드 전극(20)에 가까운 부분으로, 엑스선 타겟면(21)을 포함하는 빗면이 바라보는 쪽에 배치되는 것이 바람직하다. 엑스선 타겟면(21)이 바라보는 쪽으로 엑스선 방출 경로가 형성되기 때문이다. 한편, 상기 방출창(11)은 엑스선 방출 경로를 포함하는 영역에 형성되기만 하면 그보다 더 크게 형성되어도 무방하다.

치과용 엑스선 진단 장비에 대해서는, 텅스텐 타겟, 관전압 65kV, 관전류 4mA 및 0.2 sec의 엑스선 방출 조건하에서 0.9의 HVL 값을 갖는 엑스선 빔을 방출할 것이 요구된다. 동일한 조건 하에서 열전자 튜브 방식의 엑스선 소스 장치는, 요구되는 HVL 값을 충족하기 위해 열전자 튜브의 엑스선 방출 경로 상에 2mm 두께의 알루미늄 필터를 필요로 한다. 그런데, 본 발명에 따른 전계 방출 방식의 엑스선 소스 장치에는 엑스선 방출 경로 상에 알루미나 세라믹스 등의 재질로 형성된 진공 용기(10)가 게재되므로, 그 방출 경로를 포함하는 영역의 두께를 조절함으로써 별도의 알루미늄 필터 없이도 요구되는 HVL 값을 맞출 수 있다.

알루미늄(Al)과 알루미나(Al2O3)는 엑스선 감약 계수에 차이가 있다. 실험 및 시뮬레이션을 통해 확인된 바에 따르면, 전술한 엑스선 방출 조건 하에서 알루미늄 2mm 두께는 엑스선 감쇠 측면에서 알루미나 세라믹 1.5mm 두께와 동일한 효과를 보인다. 따라서, 상기 방출창(11)의 두께를 약 1.5mm로 형성함으로써 본 발명에 따른 전계 방출 엑스선 소스 장치에서는 별도의 알루미늄 필터를 생략할 수 있다.

한편, 도시된 바와 같이 상기 진공 용기(10)는 그 상단부가 애노드 전극(20)과 접합되고, 그 하단부가 집속 전극(60)과 접합되는 등 타 부재와 진공 브레이징 등의 공정에 의해 접합된다. 세라믹 소재의 진공 용기(10)와 금속 전극 또는 타 세라믹 부재를 진공 브레이징 접합할 때 진공 용기(10)의 적절한 두께는 약 2.5 내지3.5mm 정도인 것으로 실험적으로 확인되다. 따라서, 상기 진공 용기(10)에서 상기 방출창(11)을 제외한 나머지 부분은 그 두께가 방출창(11)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 이와 같이, 진공 용기(10)에서 방출창(11) 부분의 두께는 전계 방출 엑스선 소스 장치에 요구되는 HVL 값에 따라 선택될 수 있고, 이를 제외한 나머지 부분의 두께는 진공 내력, 절연 내력 및 접합 가공성 등을 고려하여 결정될 수 있다.

상기 전자 방출원(41)과 상기 애노드 전극(20)의 사이에는 게이트 전극(50)이 배치될 수 있다. 게이트 전극(50)은 전자 방출원(41)에 가깝게 배치되어 전자 방출을 개시하는 전계를 형성한다. 게이트 전극(50)은 전자 빔(E)이 통과할 수 있도록 다수의 구멍(51)이 형성된 얇은 금속판 또는 금속 메쉬(mesh)의 형태로 구비될 수 있다. 또한 게이트 전극(50)과 애노드 전극(20) 사이에는 전자 빔(E)을 집속하기 위한 전계를 형성하는 집속 전극(60)이 배치될 수 있다.

애노드 전극(20)은 전자 방출원(41)이 배치된 캐소드 전극(40)과 수십에서 수백 kV에 달하는 높은 전위차를 형성하여 가속 전극으로서의 역할을 수행함과 동시에 상기 전자 방출원(41)으로부터 방출되어 가속된 전자의 충돌에 의해 엑스선을 방출하는 엑스선 타켓의 역할을 겸한다. 이를 위해 애노드 전극(20)은 진공 용기(10)의 내부에서 전자 빔(E)이 진행하는 방향에 대해 비스듬하게 경사진 엑스선 타겟면(21)을 갖는다. 상기 엑스선 타겟면(21)에는 별도의 타겟 부재가 배치될 수 있다. 이러한 타겟 부재는 일 예로 브레이징 등을 통해 애노드 전극(20)의 몸체를 이루는 부재에 접합 될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 타겟 부재는 가속된 전자 빔(E)의 타격에 의해 엑스선을 방출하는 텅스턴(w), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 코발트(Co), 크롬(Cr), 철(Fe), 은(Ag), 탄탈륨(Ta) 또는 이트륨(Y) 등으로 이루어질 수 있는데, 융점이 높고 엑스선 방출 효율이 우수한 텅스텐(w)이주로 적용된다.

상기 애노드 전극(20)과 튜브형의 상기 진공 용기(10)의 일단부 사이의 경계면(B)은 진공 브레이징 등을 통해 기밀성을 갖도록 접합 된다. 전술한 바와 같이, 상기 진공 용기(10)는 알루미나 세라믹스 등의 비금속 소재로 이루어졌기 때문에 금속 전극인 애노드 전극(20)과의 접합이 용이하지 않다. 기밀성의 안정적인 접합을 위해서는 상기 진공 용기(10)의 경계면(B) 부분을 메탈라이징하는 하는 등 접합성을 향상시키는 것 외에도, 상기 애노드 전극(20)에서 적어도 상기 경계면(B)과 접하는 일부분을 공정 온도 범위에서 진공 용기(10)의 소재와 열팽창 정도가 유사한 재료로 형성하는 것이 유리하다. 본 도면상의 애노드 전극(20)에는 구체적으로 표시되지 않았으나, 상기 경계면(B)과 접하는 일부분은 알루미나 세라믹스 또는 유리 등의 비금속 소재와 열팽창율이 유사하여 접합 가능한 코바(Kovar) 등의 소재로 이루어질 수 있다. 이 부분을 제외한 나머지 부분은 도전성 금속 재료로서 상대적으로 열전도율이 더 높은 재료로 형성될 수도 있다. 이와 같은 구성을 통해 상기 엑스선 타겟면(21)으로부터 그 반대편의 애노드 전극(20) 외측의 방열면으로의 열확산 및 방열 효율을 높일 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 전계 방출 엑스선 소스 장치에서 진공 용기의 한 예를 보인다.

본 실시예에 따르면, 상기 진공 용기(10a)는 알루미나 세라믹스 등의 세라믹 소재로 튜브 형상으로 형성될 수 있다. 진공 용기(10a)의 상부 즉, 전계 방출 엑스선 소스 장치의 완성 시에 애노드 전극과 가까운 쪽에는 원형 또는 타원형의 방출창(11a)이 배치된다. 상기 방출창(11a) 부분의 두께(tw)는 그 주변부를 포함하여 상기 방출창(11a)을 제외한 나머지 부분의 두께(ti)보다 얇게 형성될 수 있다. 상기 방출창(11a) 부분과 나머지 부분의 두께 차이는 사시도의 우측에 표시된 부분 단면도를 통해 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 전계 방출 엑스선 소스 장치에서 진공 용기의 한 예를 보인다.

본 도면은 이해를 돕기 위해 방출창(11b)의 일부를 포함하는 부분을 부분 절개하여 그 단면을 보인다. 도시된 바와 같이, 방출창(11b)은 진공 용기(10b)의 일측에, 예컨대 애노드 전극이 결합되는 상측에, 그 외주면이 오목하게 함입된 밴드 형태의 영역으로 형성될 수 있다. 이러한 구조는 진공 용기(10b)의 가공성 향상에 유리하다. 방출창(11b)을 이루는 밴드형 영역의 폭(wb)은 상기 도 1을 참조하여 설명한, 엑스선 타겟면(21)으로부터 엑스선이 방출되는 경로를 포함하는 것이어야 하나, 엑스선이 방출되는 범위보다 넓어도 무방하다. 상기 방출창(11b) 부분의 두께(tw)는 그 주변부를 포함하여 상기 방출창(11b)을 제외한 나머지 부분의 두께(ti)보다 얇게 형성될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 전계 방출 엑스선 소스 장치에서 진공 용기의 한 예를 보인다.

본 실시예에 따르면, 진공 용기(10c)에서 방출창(11c)을 이루는 밴드형 영역은 진공 용기(10c)의 내주면이 오목하게 함입된 밴드 형태의 영역으로 형성될 수 있다. 이러한 구조는 진공 용기(10c)의 외주면에 단차가 형성되지 않는다는 점에서 표면 코팅 등 후가공 공정의 가공성 향상에 유리하다. 방출창(11c) 부분의 두께(tw)와 나머지 부분의 두께(ti) 및 밴드형 영역의 폭(wc)에 관한 사항은 전술한 도 3의 실시예와 동일하다.

도 5는 본 발명에 따른 전계 방출 엑스선 소스 장치에서 진공 용기의 한 예를 보인다.

본 실시예에 따르면, 진공 용기(10d)에서 방출창(11d)은 주변보다 더 얇은 두께로 함입된 밴드형 영역의 폭(wd)이 크게 확대된 형태로 형성될 수 있다. 방출창(11d)은 상기 진공 용기(10d)가 전극 등 타 부재와 접합되는 상단부와 하단부를 제외한 거의 대부분의 영역을 차지할 수 있다. 본 실시예의 경우 방출창(11d)은 전술한 도 3의 실시예에서의 방출창(11b)과 마찬가지로 진공 용기의 외주면이 함입된 형태로 형성되었으나, 도 4의 실시예와 같이 진공 용기의 내주면이 합입된 형태로 형성될 수도 있다.

도 6은 본 발명에 따른 전계 방출 엑스선 소스 장치에서 진공 용기의 한 예를 보인다.

본 실시예에 따르면, 진공 용기는 상대적으로 더 얇은 두께를 갖는 밴드 형태의 방출창 파트(11e)와 나머지 부분, 예컨대 상기 방출창 파트(11ed) 상측의 상부 파트(10eu) 및 상기 방출창 파트(11ed) 하측의 하부 파트(10ed)가 서로 두께가 다른 별개의 원통형 파트로 이루어지고, 서로 접합됨으로써 형성될 수도 있다. 상기 방출창 파트(11e)와 상부 파트(10eu) 사이의 경계면(B1)과 상기 방출창 파트(11e)와 하부 파트(10ed) 사이의 경계면(B2)은 브레이징 필러를 이용한 진공 브레이징에 의해 접합되어 접합부를 형성할 수 있다. 그 결과 전술한 도 3의 실시예와 같은 폭(we)을 갖는 방출창이 제공될 수 있다.

한편, 이상의 도면 및 설명은 본 발명의 몇 가지 예시에 지나지 않으며 본 발명의 기술사상을 한정하지 않는다. 즉, 본 발명은 다양한 변형을 내포하며, 이들 변형이 본 발명의 기술사상 내에 있다면 본 발명의 권리범위에 속한다 해야 할 것인바, 본 발명의 권리범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 따라 해석되어야 할 것이다.

100: 전계 방출 엑스선 소스 장치
10, 10a, 10b, 10c, 10d: 진공 용기
11, 11a, 11b, 11c, 11d: 방출창
20: 애노드 전극 21: 엑스선 타겟면
40: 캐소드 전극 41: 전자 방출원
50: 게이트 전극 60: 집속 전극
B1,B2: 경계면

Claims (4)

1. 타겟면을 제공하는 애노드 전극;
   상기 타켓면과 대향하는 나노구조물질의 전자방출원을 제공하는 캐소드 전극;
   상기 타켓면과 상기 전자방출원 사이로 진공의 내부 공간을 형성하며 상기 애노드 및 캐소드전극에 접합되는 튜브형의 진공용기; 및
   상기 진공 용기에서 상기 엑스선 타겟면으로부터 외부로 엑스선 빔이 방출되는 경로를 포함하여 형성되고, 나머지 부분과 동일한 소재로 이루어지되 두께가 얇은, 방출창을 포함하는,
   전계 방출 엑스선 소스 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 방출창은 그 주변 보다 두께가 얇은 원형 또는 타원형의 영역으로 이루어지거나, 그 주변 보다 두께가 얇은 밴드형의 영역으로 이루어진,
   전계 방출 엑스선 소스 장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 진공 용기는 알루미나 세라믹스 소재로 형성되는
   전계 방출 엑스선 소스 장치.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 방출창은 상기 진공 용기의 외주면 또는 내부면 적어도 일부가 함입되어 상대적으로 얇은 두께를 갖도록 형성된,
   전계 방출 엑스선 소스 장치.

Images