TWI474361B - Ｘ射線管 - Google Patents

Description

X射線管

本發明係關於一種X射線管，係在成為真空狀態的封裝之內部，由電子源射出電子並射入於X射線靶，再將由X射線靶所產生之X射線由封裝之X射線穿透窗射出至外部。

下述專利文獻1中係揭示一種在預定方向延伸之長形X射線管之發明。該X射線管係在長形之真空容器的內部收納線圈狀之燈絲，並使來自燈絲之熱電子碰撞成為窗之陽極，藉此產生X射線並射出至外部。

先行技術文獻 專利文獻：

專利文獻1：日本特開平10-39100號公報。

但是，專利文獻1所記載之以往之X射線管中，因真空容器之一面整體以兼作陽極之窗密封，為了獲得維持真空之必要強度，而必須加大窗構件的厚度，但 另一方面，若窗構件之厚度大則所產生之X射線難以射出至外部。亦即難以兼具X射線管中之真空維持能及X射線照射能。此外，由燈絲釋出之電子有可能不均一，此時由窗射出之X射線量在照射領域內也會不均一。如此，而難以在於預定方向延伸之照射區域內以所求條件安定地照射X射線。

本發明係鑑於上述問題點進行研究而完戊者，目的為提供一種X射線管，係可在於預定方向延伸之照射區域內，以所求條件安定地照射X射線。

申請專利範圍第1項係一種X射線管，係具有：基板，係由形成開口部之金屬材料所構成；X射線穿透窗，係以塞住前述開口部之方式而設置；容器部，係裝設於前述基板且內部成為真空狀態之扁平箱型者；X射線靶，係設置於前述容器部的內部之前述開口部，並緊貼前述X射線穿透窗而設置；電子源，係設置於前述容器部之內部，並至少具有對應前述基板開口部而延伸之線狀的陰極、以及具有對應該陰極的長方向之開口的複數個控制電極，由前述陰極所釋出之電子藉由前述複數個控制電極而控制，並使電子射入前述X射線靶；且由前述X射線穿透窗射出之X射線，係成為由前述 開口部之開口形狀而擴散為放射狀之態樣。

申請專利範圍第2項係如申請專利範圍第1項所述之X射線管，其中，前述控制電極至少具有配置於前述陰極與前述X射線穿透窗之間之第1控制電極、及配置於前述第1控制電極與前述X射線穿透窗之間之第2控制電極，且前述第1控制電極及前述第2控制電極之至少一者以圍住前述陰極之方式而設置。

申請專利範圍第3項係如申請專利範圍第1項或第2項所述之X射線管，其中，前述第2控制電極係以圍住前述陰極及前述第1控制電極之方式而設置。

申請專利範圍第4項係如申請專利範圍第2項或第3項所述之X射線管，其中，前述電子源係具有面對前述第1控制電極而形成於前述容器部內面之背面電極。

申請專利範圍第5項係如申請專利範圍第2至4項中任一項所述之X射線管，其中，前述第2控制電極之開口係較前述第1控制電極之開口窄。

申請專利範圍第6項係如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之X射線管，其中，前述X射線穿透窗係使用鈦。

申請專利範圍第7項係如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之X射線管，其中，前述基板係使用426合金。

申請專利範圍第8項係如申請專利範圍第1 至7項中任一項所述之X射線管，其中，前述控制電極之前述各開口係形成格子狀或蜂巢狀之網。

根據申請專利範圍第1項所述之X射線管，在具有扁平箱型之容器部之X射線管中，以金屬材料構成基板，並以塞住其開口部之方式設置X射線穿透窗，故可使X射線管兼具真空維持能及X射線照射能。再者，在電子源具有線狀之陰極及複數之控制電極，且線狀陰極之延伸方向及控制電極之開口係對應前述基板之開口部之形狀，故可使X射線從基板開口部幾乎全部區域均一地射出。因此可在預定方向延伸之照射區域內以所求條件安定地照射X射線。

根據申請專利範圍第2項所述之X射線管，控制電極係以第1控制電極及第2控制電極構成，且第1控制電極及第2控制電極之至少一者為圍住線狀之陰極之構成，故可使陰極周圍之電位穩定並以所求條件安定地照射X射線。

根據申請專利範圍第3項所述之X射線管，第2控制電極係以圍住陰極及第1控制電極之方式設置，故可使陰極周圍之電位更為穩定並以所求條件安定地照射X射線。

根據申請專利範圍第4項所述之X射線管，具有面對第1控制電極而形成於前述容器部內面之背面電極，故可抑制電子射入面對陰極之容器內面，並可使 陰極周圍之電位更為穩定，故可以所求條件安定地照射X射線。

根據申請專利範圍第5項所述之X射線管，藉由第2控制電極之開口較第1控制電極之開口狹窄，而可限制電子之射出位置，並以電子集中於X射線靶之方式限制由第2控制電極之電子之射出位置，故可防止電子於基板不必要之範圍碰撞，並可以所求條件安定地照射X射線。

根據申請專利範圍第6項所述之X射線管，因未在X射線穿透窗使用鈹之類產生毒性之物質，故可得安全之效果。

根據申請專利範圍第7項所述之X射線管，可得提昇基板強度之效果。尤其因基板形成開口部而難以獲得強度，但藉由使用426合金而即使在開口部也可得充分強度。

根據申請專利範圍第8項所述之X射線管，因在控制電極之開口設置格子狀或蜂巢狀之網，故可提昇控制電極之強度，並獲得安定電子源內之電位之效果。

1‧‧‧X射線管

3‧‧‧容器部

4‧‧‧基板

5‧‧‧X射線穿透窗

6‧‧‧開口

7‧‧‧X射線靶

9‧‧‧陰極

10‧‧‧控制電極(第1控制電極)

11‧‧‧控制電極(第2控制電極)

12‧‧‧開口

13‧‧‧網

第1圖係本發明之實施型態之截面圖。

第2圖係本發明之實施型態之正面圖。

第3圖係表示本發明之實施型態之電極構造之分解擴散斜視圖。

參照第1至3圖說明本發明之一實施型態。

如第1圖所示，X射線管1係以扁平箱型之封裝2作為主體。該封裝2係於將玻璃板組合為扁平箱型之容器部3，並在其開放側邊緣部裝設設置有後述X射線穿透窗5之基板4並密封者，並排氣使其內部為真空狀態。基板4係426合金所成之矩形板。426合金係42%Ni、6%Cr、剩餘為Fe等之合金，與構成容器部3之鈉鈣玻璃(soda-limeglass)之熱膨脹係數大略相等。

另外，前述容器部3之材質為鈉鈣玻璃以外之玻璃板時，前述基板4可使用與前述容器部3之熱膨脹係數大略相等之其他材質之金屬板。

如第2圖所示，在基板4中央沿著長方向形成細長之矩形之開口部6。該開口部6係圖中所例示之寬長的矩形，但也可形成更細之狹縫狀。

如第1圖所示，在基板4一邊的面(成為封裝2外側之面)中以塞住開口部6之方式設置X射線穿透窗5。X射線穿透窗5係使用鈦箔。鈦不會如鈹般產生毒性，且以X射線穿透性良好之觀點，係適於X射線穿透窗5之材料。

如第1圖所示，在位於基板4之容器部3內之另一面(成為封裝2內側之面)之開口部6設置有X射線靶7。X射線靶7係以從前述開口部6之內側緊貼於前述X射線穿透窗5之內面之方式，而藉由蒸鍍而形成鎢 膜。此外，X射線靶7可使用鉬等鎢以外之金屬。

如第1及3圖所示，在容器部3之內部，亦即在封裝2之內部之面對X射線穿透窗5之內面，設置有用以防止因電子射入玻璃而帶電之背面電極8。背面電極8之下方(X射線穿透窗5側)拉伸有供給射入X射線靶7之電子之線狀陰極9，在陰極9及X射線穿透窗5之間照順序配設有用以由該陰極9引出電子之控制電極(第1控制電極10)、以及在第1控制電極10及X射線穿透窗5之間加速第1控制電極10所引出之電子之控制電極(第2控制電極11)。

另外，線狀之陰極9係在鎢等所構成之線狀芯線表面施以碳酸鹽者，故藉由將芯線通電加熱而釋出熱電子。此外，背面電極8係以挾著線狀之陰極9並面對第1控制電極10之方式而設置之板狀電極。

此外，第1控制電極10及第2控制電極11係面對線狀之陰極9並具有延伸之平面部的電極，在平面部對應於陰極9之位置具有網狀開口。更具體來說第1控制電極10係直接面對陰極9之控制電極，其中，設置有網狀之開口部之平面部，其覆蓋範圍係較由X射線穿透窗5側所見之線狀之陰極9廣。另一方面，第2控制電極11其在與線狀之陰極9對應之平面部中，係比第1控制電極10之開口狹窄(由X射線穿透窗5來看係第1控制電極10之開口所含之大小)且延著長方向之細長狹縫狀開口12處設置有網13。第2控制電極11之開口12及網13之構成， 係對應前述基板4之開口部6及設於其旁邊之X射線靶7，並限制由陰極9所釋出之電子之放射範圍，藉由電子碰撞於X射線靶7而有效率地產生X射線並射出至封裝2外。此外，第2控制電極11係具有由該平面部向著陰極9側之容器部3平面而略垂直地延伸之側壁部，藉此成為側邊四周以板體圍住之箱型形狀，並使其內部空間收納背面電極8、陰極9、第1控制電極10之方式將該等圍住。

接著藉由背面電極8、陰極9、第1控制電極10、第2控制電極11而構成電子源。因此陰極9係其周圍成為被施加特定電位之電極包圍之構成，故不會受到容器部3內面帶電之影響，可使陰極9周圍之電位安定。

再者，第2控制電極11係在其內部空間收納背面電極8、陰極9、第1控制電極10而將該等圍住，故其本身亦具有抑制下述情形之機能：藉由第1控制電極10而由陰極9所引出之電子射入X射線靶7以外之處，例如射入容器部3之內面等而使容器3內面帶電。

另外，背面電極8若與容器部3及線狀之陰極9保持充分距離，則少有因射入容器部3之電子的帶電所影響，故可無背面電極8。此外，控制電極係除了第1控制電極10、第2控制電極11以外，可因應線狀陰極9與X射線靶7之距離、管電壓、或由X射線穿透窗5射出之X射線之聚焦度(focusing degree)而追加。

此外，為了與前述基板4相同地使第1控制電極10及第2控制電極11之熱膨脹係數略等於容器部3， 故較佳為使用426合金。

根據本實施型態之X射線管1，以第1控制電極10而由陰極9引出之電子，係在第2控制電極11之電場下使其照射範圍被限制在X射線靶7附近，使電子射入X射線靶7並產生X射線，該X射線係由以基板4之開口部6所限制之X射線穿透窗5而射出。此時如第1圖之雙點虛線所示般，由X射線穿透窗5起以由開口部6之開口形狀而擴散為放射狀之態樣而射出X射線。亦即使X射線之照射範圍變為廣範圍，如第2圖所示般，若開口部6為寬長之矩形，則該照射即成為面狀。因此，根據X射線管1，可適合使用於將X射線照射於例如空氣等而生成離子化之氣體，並以該氣體將帶電之抗靜電體進行抗靜電處理之目的。

此外，若以所求尺寸、形狀而形成開口部6，則可形成所求之X射線照射區域，例如使用在消除帶電用之X射線照射等之目的時，可對應對象物之大小、範圍等而以較高之自由度容易地設定照射區域。

以上說明之實施型態之X射線管1，係說明於對象物照射X射線並進行抗靜電之用途所使用者，但當然並不限定用途，也可使用於例如殺菌等其他用途。

1‧‧‧X射線管

3‧‧‧容器部

4‧‧‧基板

5‧‧‧X射線穿透窗

6‧‧‧開口

7‧‧‧X射線靶

9‧‧‧陰極

10‧‧‧控制電極(第1控制電極)

11‧‧‧控制電極(第2控制電極)

12‧‧‧開口

13‧‧‧網

Claims (6)

1. 一種X射線管，係具有：基板，係由形成開口部之金屬材料所構成；X射線穿透窗，係以塞住前述開口部之方式而設置；容器部，係裝設於前述基板且內部成為真空狀態之扁平箱型者；X射線靶，係設置於前述容器部的內部之前述開口部，並緊貼前述X射線穿透窗而設置；以及電子源，係設置於前述容器部之內部，並至少具有對應前述基板開口部而延伸之線狀的陰極、以及具有對應該陰極的長方向之開口的複數個控制電極，由前述陰極所釋出之電子藉由前述複數個控制電極而控制，並使電子射入前述X射線靶；由前述X射線穿透窗射出之X射線，係成為由前述開口部之開口形狀而擴散為放射狀之態樣，前述控制電極係至少具備：配置於前述陰極與前述X射線穿透窗之間之第1控制電極、及配置於前述第1控制電極與前述X射線穿透窗之間之第2控制電極，前述第1控制電極及前述第2控制電極之至少一者係以圍住前述陰極之方式而設置，前述第2控制電極之開口係較前述第1控制電極之開口窄。
2. 如申請專利範圍第1項所述之X射線管，其中，前述 第2控制電極係以圍住前述陰極及前述第1控制電極之方式而設置。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之X射線管，其中，前述電子源係具有面對前述第1控制電極而形成於前述容器部內面之背面電極。
4. 如申請專利範圍第1項所述之X射線管，其中，前述X射線穿透窗係使用鈦。
5. 如申請專利範圍第1項所述之X射線管，其中，前述基板係使用426合金。
6. 如申請專利範圍第1項所述之X射線管，其中，前述控制電極之前述各開口係形成格子狀或蜂巢狀之網。