WO2024029474A1 - Ｘ線撮影装置およびｘ線管 - Google Patents

Abstract

このＸ線撮影装置（１００）は、ターゲット（３０）と、電子線放出部（１１）と、真空容器（１５）と、を含むＸ線管（１）と、検出器（２）と、被写体設置部（３）と、画像処理部（５）と、を備え、ターゲットは、Ｘ線を発生するＸ線発生部（３２）と、Ｘ線発生部の電子線放出部側の表面（３２ａ）に設けられた放熱層（３３）とを含み、放熱層の面方向の熱伝導率は、放熱層の厚さ方向の熱伝導率よりも大きい。

Description

Ｘ線撮影装置およびＸ線管

　本発明は、Ｘ線撮影装置およびＸ線管に関する。

　従来、電子線放出部と、Ｘ線を発生するＸ線発生部、および、放熱層を含むターゲットと、を含むＸ線管を備えるＸ線撮影装置が知られている。このようなＸ線撮影装置は、たとえば、特開２０１９－１２６９５号公報に開示されている。

　特開２０１９－１２６９５号公報には、真空チャンバ内に、電子放出器（電子線放出部）と、Ｘ線発生材料の微細構造（Ｘ線発生部）および微細構造から熱を運ぶ放熱層を含むターゲットと、を備えるＸ線ソース（Ｘ線管）が開示されている。また、放熱層は、微細構造が設けられた基板の電子放出器側の表面において、基板の電子放出器側の表面に対して鉛直に配置されたカーボンナノチューブの堆積であっても良いことが開示されている。また、Ｘ線ソースは、製造検査や医療用の画像処理／診断システムに用いられることが開示されている。

特開２０１９－１２６９５号公報

　特開２０１９－１２６９５号公報のＸ線ソースの放熱層は、特開２０１９－１２６９５号公報には明記されていないが、微細構造の温度上昇に起因して微細構造が蒸発したり溶融したりすることを抑制するために設けられていると考えられる。しかしながら、特開２０１９－１２６９５号公報の放熱層は、カーボンナノチューブが基板の電子放出器側の表面において、基板の電子放出器側の表面に対して鉛直に配置されていることから、放熱層の厚さ方向の熱伝導率が放熱層の面方向の熱伝導率よりも高くなるように構成されていると考えられる。これにより、微細構造から放熱層へ移動した熱は、基板の電子放出器側の表面に鉛直に配置されているカーボンナノチューブにより、放熱層の面方向よりも、放熱層の厚さ方向における電子放出器側の方向に移動する。面方向に熱が逃げにくいため、放熱層の電子放出器側の真空に面した表面が高温になり、カーボンナノチューブが真空中に蒸発したり溶融したりすることに起因して、放熱層が損傷しやすくなると考えられる。放熱層が損傷した場合、微細構造からの放熱が困難となり、微細構造が損傷しやすくなる。そのため、ターゲットの放熱層の損傷を抑制することにより、ターゲットの微細構造（Ｘ線発生部）の損傷を抑制することが望まれている。

　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、ターゲットの放熱層の損傷を抑制することにより、ターゲットのＸ線発生部の損傷を抑制することが可能なＸ線撮影装置およびＸ線管を提供することである。

　この発明の第１の局面におけるＸ線撮影装置は、ターゲットと、ターゲットに電子線を照射する電子線放出部と、ターゲットおよび電子線放出部を収容する真空容器と、を含むＸ線管と、Ｘ線管から出射されたＸ線を検出する検出器と、Ｘ線管と検出器との間に配置され、被写体を支持する被写体設置部と、検出器から出力される検出信号に基づいて画像を生成する画像処理部と、を備え、ターゲットは、Ｘ線を発生するＸ線発生部と、Ｘ線発生部の電子線放出部側の表面に設けられた放熱層とを含み、放熱層の面方向の熱伝導率は、放熱層の厚さ方向の熱伝導率よりも大きい。

　この発明の第２の局面におけるＸ線管は、ターゲットと、放熱層を介してＸ線発生部に電子線を照射する電子線放出部と、ターゲットおよび電子線放出部を収容する真空容器と、を備え、ターゲットは、Ｘ線を発生するＸ線発生部と、Ｘ線発生部の電子線放出部側の表面に設けられた放熱層とを含み、放熱層の面方向の熱伝導率は、放熱層の厚さ方向の熱伝導率よりも大きい。

　上記第１の局面におけるＸ線撮影装置は、上記のように、放熱層の面方向の熱伝導率は、放熱層の厚さ方向の熱伝導率よりも大きい。これにより、Ｘ線発生部から放熱層へ移動した熱は、放熱層の厚さ方向よりも、放熱層の面方向に移動するため、放熱層の電子線放出部と対向する真空側の面が高温になることを抑制することができる。そのため、高温となったターゲットの放熱層の電子放出部側の表面が真空中に蒸発したり溶融したりすることに起因する損傷を抑制することができる。したがって、ターゲットの放熱層の損傷を抑制することにより、ターゲットのＸ線発生部の損傷を抑制することができる。

　上記第２の局面におけるＸ線管は、上記のように、放熱層の面方向の熱伝導率は、放熱層の厚さ方向の熱伝導率よりも大きい。これにより、Ｘ線発生部から放熱層へ移動した熱は、放熱層の厚さ方向よりも、放熱層の面方向に移動するため、放熱層の電子線放出部と対向する真空側の面が高温になることを抑制することができる。そのため、高温となったターゲットの放熱層の電子放出部側の表面が真空中に蒸発したり溶融したりすることに起因する損傷を抑制することができる。したがって、ターゲットの放熱層の損傷を抑制することにより、ターゲットのＸ線発生部の損傷を抑制することが可能なＸ線管を提供することができる。

一実施形態によるＸ線撮影装置の全体構成を示した模式図である。 Ｘ線管を示した模式図である。 ターゲットの斜視模式図である。 ターゲットの断面模式図である。 第１領域および第２領域を説明するための説明図である。 一実施形態による放熱層の厚さ方向の温度勾配を試算したグラフである。 変形例によるＸ線管を示した模式図である。 変形例によるターゲットの例１の断面模式図である。 変形例によるターゲットの例２の断面模式図である。 変形例によるターゲットの例３の断面模式図である。

　以下、本発明を具現化した実施形態を図面に基づいて説明する。

（Ｘ線撮影装置の全体構成）
　図１を参照して、一実施形態によるＸ線撮影装置１００の全体構成について説明する。

　図１に示すように、Ｘ線撮影装置１００は、被写体９０のＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ　Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）画像を撮影する装置である。本実施形態のＸ線撮影装置１００は、たとえば非破壊検査用途に用いられる。この場合の被写体９０は、検査対象となる試料である。

　Ｘ線撮影装置１００は、Ｘ線管１と、検出器２と、被写体設置部３と、回転機構４と、画像処理部５と、撮影制御部６と、を備える。

　Ｘ線管１は、被写体設置部３に配置された被写体９０にＸ線１０を照射するように構成されている。Ｘ線管１は、高電圧が印加されることによりＸ線１０を発生させるように構成されている。Ｘ線管１は、被写体設置部３を介して、検出器２と対向する。本実施形態では、Ｘ線管１と被写体設置部３と検出器２とが、水平方向に並んで配置されている。なお、Ｘ線管１の詳細は後述する。

　検出器２は、Ｘ線管１から出射されたＸ線１０を検出するように構成されている。Ｘ線管１から出射されたＸ線１０は、被写体９０を透過して、検出器２の検出面に入射する。検出器２は、検出されたＸ線１０を電気信号に変換するように構成されている。これにより、被写体９０におけるＸ線１０の透過を反映したＸ線画像が得られる。検出器２は、たとえば、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ　Ｐａｎｅｌ　Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）である。検出器２は、複数の変換素子（図示せず）と複数の変換素子上に配置された画素電極（図示せず）とにより構成されている。複数の変換素子および画素電極は、所定の周期（画素ピッチ）で、検出面内で行列状に並んで配置されている。検出器２の検出信号（画像信号）は、画像処理部５に送られる。

　被写体設置部３は、Ｘ線管１と検出器２との間に配置され、被写体９０を支持するように構成されている。本実施形態では、被写体設置部３は、被写体９０が設置される被写体ステージにより構成されている。被写体９０は、被写体９０を保持するための保持具（図示せず）などを介して被写体設置部３に設置されることがある。

　回転機構４は、Ｘ線管１および検出器２と、被写体設置部３とを相対的に回転させる。これにより、回転機構４は、被写体９０の撮影角度を変化させるように構成されている。回転機構４は、被写体ステージである被写体設置部３を回転させるためのモータ（図示せず）および減速機（図示せず）などを含む。本実施形態では、被写体設置部３と回転機構４とにより、被写体９０の回転ステージが構成されている。

　画像処理部５は制御装置２０に設けられている。制御装置２０は、たとえばＰＣ（パーソナルコンピュータ）により構成される。制御装置２０は、主制御部２１、画像処理部５、記憶部２２および入出力部２３を備える。制御装置２０は、表示装置２４および入力装置２５と接続されている。

　主制御部２１は、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）などのプロセッサにより構成され、記憶部２２に記憶されたアプリケーションプログラムを実行することにより、Ｘ線撮影装置１００における撮影条件の設定や、撮影開始および撮影停止の制御を行う。

　画像処理部５は、たとえば、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）または画像処理用に構成されたＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）などのプロセッサにより構成されている。

　画像処理部５は、複数の撮影角度の各々における複数の投影画像データを検出器２から取得する。投影画像データは、撮影角度毎に取得されるＸ線画像のデータである。画像処理部５は、取得した複数の投影画像データに基づいてＣＴ画像を生成するように構成されている。画像処理部５は、３６０度分の撮影角度毎の複数の投影画像データのセットに対して、再構成処理を実行することにより、ＣＴ画像を生成する。ＣＴ画像とは、被写体９０の３次元構造を反映する画像であり、様々な撮影角度で撮影された複数のＸ線画像（投影画像データ）から演算処理によって再構成される。ＣＴ画像は、被写体９０の断層画像、３次元立体画像などの形態でありうる。

　記憶部２２は、揮発性記憶装置および不揮発性記憶装置を含んで構成される。記憶部２２は、プログラム、Ｘ線撮影装置１００のＣＴ撮影に関する各種の設定情報などを記憶している。記憶部２２は、取得された複数の投影画像データと、それらの投影画像データに基づいて生成されたＣＴ画像とを記憶する。

　入出力部２３は、制御装置２０に対する信号の入出力を行うための各種のインターフェースにより構成されている。入出力部２３は、表示装置２４および入力装置２５と接続されている。表示装置２４は、たとえば液晶表示装置などである。入力装置２５は、キーボードおよびマウスなどを含む。画像処理部５は、入出力部２３を介して、検出器２からの検出信号（画像信号）を取得する。主制御部２１は、入出力部２３を介して、撮影制御部６に対して撮影開始または撮影停止の指示などを送信する。

　撮影制御部６は、Ｘ線管１の動作制御を行う。また、撮影制御部６は、回転機構４の動作制御を行う。撮影制御部６は、Ｘ線管１の制御機器、回転機構４の制御機器などから構成されている。

　（Ｘ線管の構成）
　図２に示すように、本実施形態では、Ｘ線管１は、カソードとしての電子線放出部１１と、グリッド電極１２と、アノード１３と、電子レンズ１４と、ターゲット３０と、真空容器１５と、を含む。電子線放出部１１と、グリッド電極１２と、アノード１３と、電子レンズ１４と、ターゲット３０とは、真空容器１５中に収容されている。

　Ｘ線管１は、陰極である電子線放出部１１と陽極であるターゲット３０との間に電圧を印加することによって電子線放出部１１から電子を放出させ、放出した電子をターゲット３０に衝突させることによって、ターゲット３０からＸ線１０を発生させるように構成されている。

　電子線放出部１１は、ターゲット３０に電子線９を照射するように構成されている。電子線放出部１１は、電源装置（不図示）から電流が印加されることにより、電子を発生させる。電子線放出部１１は、発生させた電子を、ターゲット３０に対して放出する。電子線放出部１１から照射された電子の衝突によって、ターゲット３０からＸ線１０が発生する。電子線放出部１１は、熱電子放出型の電子源により構成されている。電子線放出部１１は、たとえば、重金属がコイル状または箔状に形成されたフィラメントを含む。フィラメントは、たとえば、タングステンなどによって構成されている。

　グリッド電極１２は、放出される電子線９の電流量を制御するように構成されている。グリッド電極１２は、電子線放出部１１の近傍に設けられている。

　アノード１３は、電圧が印加されることによって、電子線放出部１１から照射された電子を加速させるように構成されている。アノード１３は、電子線放出部１１とターゲット３０との間に設けられている。

　電子レンズ１４は、電子線放出部１１から照射された電子線９を集束させるように構成されている。また、電子レンズ１４は、電子線放出部１１から照射された電子線９を、ターゲット３０の表面に対して略垂直に入射させるように構成されている。電子レンズ１４は、電子線放出部１１とターゲット３０との間に設けられている。本実施形態において、電子レンズ１４は電磁レンズである。電磁レンズは、コイルを利用した電磁石であり、コイルの孔の中心に向かって突き出すように形成された図示しない磁極（ポールピース）を有する。電子線放出部１１から照射された電子はポールピースで囲まれた範囲（孔）を通り抜けてターゲット３０に衝突する。なお、電子線９を集束させるための電子レンズ１４は、電磁レンズでなく、静電レンズであっても良いし、他の公知のレンズであっても良い。

　ターゲット３０は、本実施形態において、反射型ターゲットである。反射型ターゲットは、表面により電子線９の飛来方向とは異なる方向へＸ線１０が反射するように出射するタイプのターゲットである。

　図３に示すように、ターゲット３０は、基材３１と、Ｘ線発生部３２と、放熱層３３とを含む。基材３１には、Ｘ線発生部３２および放熱層３３が接合されている。Ｘ線発生部３２に対して、電子線放出部１１から電子線９が照射される。照射された電子がＸ線発生部３２に衝突することにより、Ｘ線１０が放射される。なお、図３において、基材３１に形成された孔３４に嵌め込まれている部分を破線にて図示している。

　基材３１は、Ｘ線発生部３２を支持するように構成されている。基材３１の電子線放出部１１側の面３１ａには、孔３４が形成されている。Ｘ線発生部３２は、基材３１に形成された孔３４に嵌め込まれることにより、基材３１に支持されている。基材３１は、熱伝導率の高い金属材料により形成されている。一例として、基材３１は、銅により形成されている。なお、基材３１の材料は、銅ではなく、熱伝導率の高い他の金属材料であっても良い。

　図４に示すように、Ｘ線発生部３２は、電子線９が照射されることによりＸ線１０を発生するように構成されている。Ｘ線発生部３２に電子線放出部１１から照射された電子が衝突することにより、Ｘ線１０が放射される。Ｘ線発生部３２の一方の表面には基材３１が設けられ、Ｘ線発生部３２の他方の表面には放熱層３３が設けられている。

　Ｘ線発生部３２は、高融点であり、かつ、原子番号の大きい元素により構成される金属材料により形成されている。一例として、Ｘ線発生部３２は、タングステンにより形成されている。タングステンの融点は、３４２０℃である。タングステンの原子番号は、７４である。なお、Ｘ線発生部３２の材料は、タングステンではなく、たとえばモリブデン（融点：２６２０℃、原子番号：４２）などであっても良い。Ｘ線発生部３２の電子線放出部１１側の面３２ａには、放熱層３３が設けられている。

　放熱層３３は、電子線放出部１１から放出された電子がＸ線発生部３２に衝突することによりＸ線発生部３２において発生した熱を放熱するように構成されている。放熱層３３の一方の表面にはＸ線発生部３２が設けられ、放熱層３３の他方の表面は真空領域５０（図２参照）に面している。

　放熱層３３は、熱伝導率の異方性を有する材料により形成されている。放熱層３３において、放熱層３３の面方向の熱伝導率は、放熱層３３の厚さ方向の熱伝導率よりも大きくなるように構成されている。放熱層３３の面方向の熱伝導率は、放熱層３３の厚さ方向の熱伝導率に対して１０倍以上であるように構成されている。なお、放熱層３３の面方向とは、放熱層３３の一方の表面および他方の表面が広がる方向のことであり、Ｘ方向のことである。また、放熱層３３の厚さ方向とは、放熱層３３の一方の表面および他方の表面と垂直な方向のことであり、Ｙ方向のことである。

　一例として、放熱層３３は、放熱層３３の厚さ方向にグラフェンが積層されたグラファイトにより形成されている。グラファイトは、層状の結晶構造を有する。グラファイトは、層の面方向の熱伝導率は非常に高いが、層の厚さ方向の熱伝導率は非常に低い。一例として、放熱層３３の面方向の熱伝導率は１７００Ｗ／ｍ・Ｋであり、放熱層３３の厚さ方向の熱伝導率は７Ｗ／ｍ・Ｋである。そのため、Ｘ線発生部３２から放熱層３３に移動した熱の大部分は、放熱層３３の厚さ方向よりも放熱層３３の面方向に移動することにより、放熱される。これにより、Ｘ線発生部３２において局所領域に発生した熱を、この局所領域と接していない放熱層３３の面方向の領域に移動させることにより、放熱することができる。また、Ｘ線発生部３２から放熱層３３に移動した熱の放熱層３３の厚さ方向への移動は抑制される。そのため、放熱層３３の電子線放出部側の面４０における温度上昇が抑制される。

　また、放熱層３３を構成する元素の原子番号は、Ｘ線発生部３２を構成する元素の原子番号よりも小さい。一例であるグラファイトは炭素から構成されているため、原子番号は６である。グラファイトの原子番号は、Ｘ線発生部３２を構成する一例であるタングステンの原子番号よりも小さい。

　放熱層３３は、少なくともＸ線発生部３２における電子線９の実焦点の範囲のすべてを覆うように設けられている。実焦点とは、電子線９がＸ線発生部３２に照射された領域をＸ線発生部３２に対して垂直な方向から観察した部分である。また、放熱層３３は、Ｘ線発生部３２における電子線９の実焦点の範囲のすべてを、放熱層３３と電子線放出部１１との間の真空領域５０（図２参照）に対して隙間なく覆うように設けられている。すなわち、放熱層３３は、少なくともＸ線発生部３２における電子線９の実焦点の範囲のすべてが、真空領域５０に露出しないように蓋をするように構成されている。

　本実施形態では、Ｘ線発生部３２は、直径１０ｍｍのタングステンの箔である。放熱層３３は、直径１０ｍｍのグラファイトである。Ｘ線発生部３２における電子線９の実焦点径は、３０μｍ以下である。タングステン箔の電子線放出部１１側の面３２ａに、グラファイトがタングステンの箔を覆うように固相接合されている。なお、Ｘ線発生部３２と放熱層３３との接合方法は、特に限定されない。

　ここで、本実施形態では、Ｘ線発生部３２と放熱層３３とは、中間部材を介さず、直接接合されている。Ｘ線発生部３２と放熱層３３とを中間部材を介して接合した場合、ターゲット３０に入射した電子線９が、Ｘ線発生部３２に到達する前に中間部材に吸収されたり、Ｘ線発生部３２に到達する前に中間部材において拡散したりすることがある。電子線９がＸ線発生部３２に到達する前に中間部材に吸収されると、Ｘ線発生部３２から発生するＸ線量が減少する可能性がある。また、電子線９がＸ線発生部３２に到達する前に中間部材において拡散すると、Ｘ線発生部３２において得られる実焦点が大きく拡がってしまい、投影されるＸ線画像の分解能が低下する可能性がある。また、Ｘ線発生部３２と放熱層３３とを中間部材を介して接合した場合、Ｘ線発生部３２で発生したＸ線１０が、Ｘ線管１の外部に取り出される前に中間部材に吸収される可能性がある。また、中間部材の融点が低い場合は、高融点のＸ線発生部３２や放熱層３３を選択したとしても入射する電子線９のパワーが中間部材の融点により制約される。以上の理由から、本実施形態では、Ｘ線発生部３２と放熱層３３とは、中間部材を介さず、直接接合されている。

　なお、本明細書において、「中間部材」とは、Ｘ線発生部３２と放熱層３３との接合の際に、Ｘ線発生部３２と放熱層３３とが接合するのを補助するためにＸ線発生部３２と放熱層３３との間に設けられる部材である。「中間部材」として、たとえば、セラミックスや、チタンやクロムなどの金属が挙げられる。これに対して、「中間部材」には、Ｘ線発生部３２と放熱層３３とが直接接合された際に、接合により結果的に生成された物質は含まれない。一例として、Ｘ線発生部３２としてのタングステン箔と、放熱層３３としてのグラファイトとが直接接合された際に、接合により結果的に生成された炭化タングステン、珪化タングステンおよび炭珪化タングステンなどは、「中間部材」に含まれない。

　放熱層３３の厚さｔ１について説明する。放熱層３３の厚さｔ１が大きすぎると、電子線放出部１１から照射された電子線９が、Ｘ線発生部３２に到達する前に放熱層３３において拡散してしまう場合がある。この場合、電子レンズ１４により電子線９をミクロンオーダーに絞ったとしても、Ｘ線発生部３２において得られる実焦点が大きく拡がってしまい、投影されるＸ線画像の分解能が低下する可能性がある。

　ここで、電子線９が任意物質８０内に入射した際の電子拡散領域深さについて、下記のＫａｎａｙａ－Ｏｋａｙａｍａの式（１）～（４）および図５に示す模式図が知られている。

　ここで、Ｒは電子の侵入深さ［ｎｍ］、Ａは原子量、Ｅ_０は入射電子エネルギー［ｋｅＶ］、Ｚは原子番号、ρは密度［ｇ／ｃｍ^３］である。

　上記式（１）～（４）によれば、任意物質８０内への電子線９の入射直後はエネルギーが高いため前方散乱し、その後等方散乱する、という簡易モデルにより電子拡散領域を試算することができる。

　また、任意物質８０内へ入射した電子線９の横方向への拡散範囲８１についても、ＭｕｒａｔａらやＮｉｇａｎらによる式（５）、（６）により試算することが可能である。

　図５に示すように、任意物質８０内に入射した電子線９の散乱に関し、任意物質８０の第１領域Ｒ１の深さにおいて等方散乱よりも前方散乱が優位となり、第１領域Ｒ１よりも深い位置の第２領域Ｒ２の深さにおいて前方散乱よりも等方散乱が優位となる。すなわち、第１領域Ｒ１では、電子線９が、側方や後方へ拡散するよりも、前方に拡散する。電子線９は、第１領域Ｒ１の深さと第２領域Ｒ２の深さとを併せた領域Ｒの深さまで進入する。

　ここで、電子拡散領域に関する上記説明および上記式（１）～（６）は、放熱層３３にも当てはまる。放熱層３３の材料がグラファイトの場合について、上記の計算式を用いて計算すると、たとえば電子線９のエネルギーが９０ｋｅＶのとき、第１領域Ｒ１の深さは、約２５μｍであり、第１領域Ｒ１の最も深い部分の横方向の拡散範囲８１は、約３．６μｍである。また、たとえば電子線９のエネルギーが１６０ｋｅＶのとき、第１領域Ｒ１の深さは、約５３μｍであり、第１領域Ｒ１の最も深い部分の横方向の拡散範囲８１は、約６．７μｍである。

　目標とするＸ線１０の焦点サイズにもよるが、放熱層３３の厚さｔ１は、放熱層３３に適用された任意物質８０の第１領域Ｒ１の深さに基づく厚さよりも小さくすることが好ましい。すなわち、放熱層３３における電子線９の拡散に起因するＸ線発生部３２における実焦点の拡がりを抑制するために、放熱層３３の厚さｔ１は、放熱層３３の電子線放出部側の面４０に入射した電子線９の散乱において、等方散乱よりも前方散乱が優位となる範囲（第１領域Ｒ１）内の厚さにすることが好ましい。したがって、本実施形態では、放熱層３３の厚さｔ１は、５０μｍ以下である。なお、放熱層３３の厚さｔ１は、２０μｍ以下にすることがさらに好ましい。

　また、放熱層３３の厚さｔ１は、１μｍ以上である。放熱層３３の厚さｔ１を１μｍ以上とすることにより、放熱層３３において、放熱層３３の厚さ方向に温度分布の差を生じさせることができる。

　図６は、放熱層３３に電子線９を入射させたときの放熱層３３の厚さ方向（深さ方向）の温度勾配を試算したグラフである。図６において、放熱層３３の材料はグラファイトであり、Ｘ線発生部３２の材料はタングステンである。放熱層３３の面方向の熱伝導率は１７００Ｗ／ｍ・Ｋであり、放熱層３３の厚さ方向の熱伝導率は７Ｗ／ｍ・Ｋである。

　また、電子線９のエネルギーは９０ｋｅＶである。放熱層３３の厚さｔ１は１０μｍである。上述したように、電子線９のエネルギーが９０ｋｅＶのときの第１領域Ｒ１の深さは約２５μｍであるため、第１領域Ｒ１の深さに対して１０μｍは小さい。そのため、電子線９は、放熱層３３でほとんどエネルギーを失わず、かつ、側方散乱や後方散乱により拡散せずに、Ｘ線発生部３２へ入射する。電子線９は、Ｘ線発生部３２への入射直後にＸ線１０および熱を発生するため、Ｘ線発生部３２と放熱層３３との界面近くがターゲット３０内の最大温度となる。

　グラファイトは、常圧下では、固体から気体に昇華し、昇華温度は約３６２７℃である。図６に示すように、放熱層３３とＸ線発生部３２との界面（放熱層３３のＸ線発生部側の面４１）が３６２７℃であるときでも、放熱層３３の電子線放出部側の面４０の温度は、約１３００℃である。このとき、放熱層３３の電子線放出部側の面４０の温度が、放熱層３３の昇華温度の１／２以下である。この場合において、放熱層３３の電子線放出部側の面４０は蒸発したり溶融したりすることが抑制されている。そのため、Ｘ線発生部３２における電子線９の実焦点の範囲のすべてにおいて、真空領域５０（図２参照）に露出しないように放熱層３３によりＸ線発生部３２の実焦点の範囲が蓋をされた状態を維持することができるため、Ｘ線発生部３２の蒸発を防ぐことができる。その結果、Ｘ線発生部３２の蒸発に起因して、Ｘ線発生部３２の電子線放出部側の面４０が荒れることを抑制することができるため、Ｘ線発生部３２の焦点サイズが大きくなることを抑制することができる。また、Ｘ線発生部３２の蒸発に起因するＸ線発生部３２の損傷を抑制することができる。

　したがって、放熱層３３は、放熱層３３のＸ線発生部側の面４１の温度が、Ｘ線発生部３２の融点よりも大きく、放熱層３３の昇華温度よりも小さい状態において、放熱層３３の電子線放出部側の面４０の温度が、放熱層３３の昇華温度の１／２以下になるように構成されている。

　また、図４に示すＸ線発生部３２の厚さｔ２は、２０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。

　一般的な反射型のＸ線管のＸ線発生部は、蒸発しても継続使用できる十分な厚みが必要となるが、上述したように、本発明においては、放熱層３３の電子線放出部側の面４０が蒸発したり溶融したりすることが抑制されている。そのため、Ｘ線発生部３２の厚さｔ２は、電子線９がＸ線発生部３２内に入射した際の電子拡散領域を包含する最小限の厚みにすることができる。Ｘ線発生部３２の厚さｔ２を、電子拡散領域を包含する最小限の厚みにすることにより、Ｘ線発生部３２において発生した熱を基材３１に効率良く移動させることができる。その結果、入射する電子線９のパワーを上げることができるため、Ｘ線発生部３２において発生するＸ線量を増やすことができる。例えば、Ｘ線発生部３２の材質をタングステンとし、前述のＫａｎａｙａ－Ｏｋａｙａｍａの式（１）～（４）を用いて電子拡散領域を計算すると、電子線９のエネルギー１６０ｋｅＶのとき、電子拡散領域（図５に示す第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とを包含する領域）は、約２４μｍとなる。そのため、実使用で余裕を見たとしても、Ｘ線発生部３２の厚さｔ２は１００μｍ以下が好ましい。また、Ｘ線発生部３２においてＸ線１０を適切に発生させるため、Ｘ線発生部３２の厚さｔ２は２０μｍ以上であることが好ましい。

　（本実施形態の効果）
　本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

　本実施形態では、上記のように、Ｘ線撮影装置１００は、ターゲット３０と、ターゲット３０に電子線９を照射する電子線放出部１１と、ターゲット３０および電子線放出部１１を収容する真空容器１５と、を含むＸ線管１と、Ｘ線管１から出射されたＸ線１０を検出する検出器２と、Ｘ線管１と検出器２との間に配置され、被写体９０を支持する被写体設置部３と、検出器２から出力される検出信号に基づいて画像を生成する画像処理部５と、を備え、ターゲット３０は、Ｘ線１０を発生するＸ線発生部３２と、Ｘ線発生部３２の電子線放出部側の表面３２ａに設けられた放熱層３３とを含み、放熱層３３の面方向の熱伝導率は、放熱層３３の厚さ方向の熱伝導率よりも大きい。

　また、本実施形態のＸ線管１は、上記のように、ターゲット３０と、放熱層３３を介してＸ線発生部３２に電子線９を照射する電子線放出部１１と、ターゲット３０および電子線放出部１１を収容する真空容器１５と、を備え、ターゲット３０は、Ｘ線１０を発生するＸ線発生部３２と、Ｘ線発生部３２の電子線放出部側の表面３２ａに設けられた放熱層３３とを含み、放熱層３３の面方向の熱伝導率は、放熱層３３の厚さ方向の熱伝導率よりも大きい。

　本実施形態では、放熱層３３の面方向の熱伝導率は、放熱層３３の厚さ方向の熱伝導率よりも大きい。これにより、Ｘ線発生部３２から放熱層３３へ移動した熱は、放熱層３３の厚さ方向よりも、放熱層３３の面方向に移動するため、放熱層３３の電子線放出部１１と対向する真空側の面４０が高温になることを抑制することができる。そのため、高温となったターゲット３０の放熱層３３の電子放出部側の表面４０が真空中に蒸発したり溶融したりすることに起因する損傷を抑制することができる。したがって、ターゲット３０の放熱層３３の損傷を抑制することにより、ターゲット３０のＸ線発生部３２の損傷を抑制することができる。

　また、本実施形態では、上記のように、放熱層３３を構成する元素の原子番号は、Ｘ線発生部３２を構成する元素の原子番号よりも小さい。ここで、原子番号が大きい元素により構成される物質と比べて、原子番号が小さい元素により構成される物質のほうが電子線を吸収しにくい。放熱層３３を構成する元素の原子番号を、Ｘ線発生部３２を構成する元素の原子番号よりも小さくすることにより、放熱層３３における電子線９の吸収に起因する放熱層３３の熱の発生を抑制することができる。そのため、放熱層３３の高温化を抑制することができるため、放熱層３３の電子線放出部側の面４０が高温になることをより抑制することができる。

　また、本実施形態では、上記のように、放熱層３３は、熱伝導率の異方性を有する材料を、放熱層３３の面方向の熱伝導率が放熱層３３の厚さ方向の熱伝導率よりも大きくなるように配置することにより形成されている。これにより、放熱層３３を、簡易な構成により、放熱層３３の面方向の熱伝導率を放熱層３３の厚さ方向の熱伝導率よりも大きくなるように形成することができる。そのため、Ｘ線発生部３２から放熱層３３へ移動した熱を、放熱層３３の厚さ方向よりも放熱層３３の面方向に容易に移動させることができる。

　また、本実施形態では、上記のように、放熱層３３は、放熱層３３の厚さ方向にグラフェンが積層されたグラファイトにより形成されている。これにより、放熱層３３を、単一の材料により形成することができるため、より簡易な構成により、放熱層３３の面方向の熱伝導率を放熱層３３の厚さ方向の熱伝導率よりも大きくなるように形成することができる。

　また、本実施形態では、上記のように、放熱層３３は、少なくともＸ線発生部３２における電子線９の実焦点の範囲のすべてを覆うように設けられている。これにより、Ｘ線発生部３２における電子線９の実焦点の範囲のすべてにおいて、放熱層３３によりＸ線発生部３２の実焦点の範囲が蓋をされた状態を維持することができるため、Ｘ線発生部３２の蒸発を効果的に抑制することができる。そのため、Ｘ線発生部３２の蒸発に起因して、Ｘ線発生部３２の電子線放出部側の面３２ａが荒れることを抑制することができる。したがって、Ｘ線発生部３２の焦点サイズが大きくなることを抑制することができるとともに、Ｘ線発生部３２の蒸発に起因するＸ線発生部３２の損傷を効果的に抑制することができる。

　また、本実施形態では、上記のように、放熱層３３は、Ｘ線発生部３２における電子線９の実焦点の範囲のすべてを、放熱層３３と電子線放出部１１との間の真空領域５０に対して隙間なく覆う。これにより、Ｘ線発生部３２における電子線９の実焦点の範囲のすべてにおいて、真空領域５０に露出しないように放熱層３３によりＸ線発生部３２の実焦点の範囲が蓋をされた状態を維持することができるため、Ｘ線発生部３２の蒸発をより効果的に抑制することができる。そのため、Ｘ線発生部３２の蒸発に起因するＸ線発生部３２の電子線放出部側の面３２ａが荒れることをより抑制することができる。したがって、Ｘ線発生部３２の焦点サイズが大きくなることをより抑制することができるとともに、Ｘ線発生部３２の蒸発に起因するＸ線発生部３２の損傷をより効果的に抑制することができる。

　また、本実施形態では、上記のように、放熱層３３の面方向の熱伝導率は、放熱層３３の厚さ方向の熱伝導率に対して１０倍以上である。これにより、Ｘ線発生部３２から放熱層３３に移動した熱の大部分を、放熱層３３の厚さ方向よりも放熱層３３の面方向に移動させることができる。そのため、放熱層３３の電子線放出部側の面４０における温度上昇が抑制されるため、ターゲット３０の放熱層３３における蒸発や溶融に起因する損傷をより抑制することができる。

　また、本実施形態では、上記のように、放熱層３３の厚さｔ１は、放熱層３３の電子線放出部側の面４０に入射した電子線９の散乱において、等方散乱よりも前方散乱が優位となる範囲内の厚さである。これにより、放熱層３３の電子線放出部側の面４０に入射した電子線９を、放熱層３３における側方への散乱による拡散を抑制しながら、Ｘ線発生部３２へ入射させることができる。そのため、Ｘ線発生部３２において得られる実焦点の拡大を抑制することができるため、投影されるＸ線画像の分解能の低下を抑制することができる。

　また、本実施形態では、上記のように、放熱層３３の厚さｔ１は、１μｍ以上５０μｍ以下である。放熱層３３の厚さｔ１を１μｍ以上とすることにより、放熱層３３において放熱層３３の厚さ方向に温度分布の差を生じさせることができるため、放熱層３３の電子線放出部側の面４０と放熱層３３のＸ線発生部３２側の面４１との温度差を大きくすることができる。そのため、放熱層３３のＸ線発生部３２側の面４１が高温となった場合であっても、放熱層３３の電子線放出部側の面４０における温度上昇を抑制することができる。また、放熱層３３の厚さｔ１を５０μｍ以下とすることにより、放熱層３３における電子線９の拡散に起因するＸ線発生部３２の実焦点の拡大を抑制することができる。

　また、本実施形態では、上記のように、放熱層３３は、放熱層３３のＸ線発生部３２側の面４１の温度が、Ｘ線発生部３２の融点よりも大きく放熱層３３の昇華温度よりも小さい状態において、放熱層３３の電子線放出部側の面４０の温度が、放熱層３３の昇華温度の１／２以下になるように構成されている。これにより、放熱層３３によりＸ線発生部３２の実焦点の範囲が蓋をされた状態を確実に維持することができるため、Ｘ線発生部３２の蒸発をより抑制することができる。そのため、Ｘ線発生部３２の蒸発に起因して、Ｘ線発生部３２の電子線放出部側の面３２ａが荒れることをより抑制することができる。したがって、Ｘ線発生部３２の焦点サイズが大きくなることをより抑制することができるとともに、Ｘ線発生部３２の蒸発に起因するＸ線発生部３２の損傷をより抑制することができる。

　また、本実施形態では、上記のように、Ｘ線発生部３２と放熱層３３とが、中間部材を介さず直接接合されている。ここで、Ｘ線発生部３２と放熱層３３とが中間部材を介して接合されている場合、ターゲット３０に入射した電子線９が、Ｘ線発生部３２に到達する前に中間部材に吸収されることにより、Ｘ線発生部３２から発生するＸ線量が減少したり、Ｘ線発生部３２に到達する前に中間部材において拡散することにより、Ｘ線発生部３２において得られる実焦点が大きく拡がってしまい、投影されるＸ線画像の分解能が低下したりする可能性がある。Ｘ線発生部３２と放熱層３３とが中間部材を介さず直接接合されていることにより、中間部材を介して接合されている場合と比べて、Ｘ線発生部３２から発生するＸ線量の減少を抑制できるとともに、投影されるＸ線画像の分解能の低下を抑制できる。

　また、本実施形態では、上記のように、Ｘ線発生部の厚さｔ２は、１００μｍ以下である。これにより、Ｘ線発生部３２において発生した熱を基材３１に効率良く移動させることができる。その結果、入射する電子線９のパワーを上げることができるため、Ｘ線発生部３２において発生するＸ線量を増加することができる。

　［変形例］
　なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

　たとえば、上記実施形態では、反射型ターゲットを備えるＸ線管である例を示したが、本発明はこれに限定されない。本発明では、図７に示すように、透過型ターゲット３５を備えるＸ線管１であっても良い。透過型ターゲット３５は、電子線９に対して直交する一対（表裏）の表面を有し、一方表面への電子の衝突により、Ｘ線１０がターゲットを透過するように他方表面から出射するタイプのターゲットである。

　また、上記実施形態では、電子線放出部から照射される電子線は、ターゲットの表面に対して略垂直に入射するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限定されない。本発明では、電子線放出部から照射される電子線は、ターゲットの表面に対して斜めに入射するように構成されていても良い。

　また、上記実施形態では、電子線放出部は、熱電子放出型の電子源により構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、電子線放出部は、電界放出型の電子源により構成されていても良い。たとえば、電子線放出部は、電界が印加されたエミッタからトンネル効果によって電子を放出させる熱電界放出型や冷陰極型の電子源により構成されていても良い。たとえば、冷陰極電子源は、タングステンを先鋭化した物でもよいし、半導体プロセスで形成した、例えばスピント型電子源のような電子源でもよい。

　また、上記実施形態では、Ｘ線管は、グリッド電極とアノードと電子レンズとを含む例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、Ｘ線管は、グリッド電極、アノードおよび電子レンズを含んでいなくても良い。

　また、上記実施形態では、放熱層は、熱伝導率の異方性を有する材料により形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、放熱層は、熱伝導率が互いに異なる材料を放熱層の厚さ方向に交互に積層した積層体により構成されていても良い。たとえば、図８に示す反射型のターゲット３０や図９に示す透過型のターゲット３５のように、熱伝導率が大きい材料６０の層と、熱伝導率が大きい材料６０よりも熱伝導率が小さい材料６１の層とを、放熱層３３の厚さ方向に交互に積層した積層体により構成されていても良い。熱伝導率が大きい材料６０の層および熱伝導率が小さい材料６１の層の数は、特に限定されない。また、熱伝導率が大きい材料６０の層および熱伝導率が小さい材料６１の層の積層の順も、特に限定されない。また、熱伝導率が異なる材料の種類数も、特に限定されない。熱伝導率が大きい材料６０としては、たとえばベリリウムやアルミニウムが挙げられる。また、熱伝導率が大きい材料６０の層として、銅や金など熱伝導率が大きな金属材料をミクロンオーダーに薄膜化して使用しても良い。また、熱伝導率が小さい材料６１としては、たとえば二酸化ケイ素が挙げられる。

　また、上記実施形態では、ターゲットは、基材、Ｘ線発生部および放熱層により構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ターゲットは、各層の間に、接合時の応力緩和層などの別の層を挟んでいても良い。

　また、上記実施形態では、放熱層は、グラファイトにより形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、放熱層は、放熱層の面方向の熱伝導率が放熱層の厚さ方向の熱伝導率よりも大きくなるように構成されていれば、放熱層の材料は特に限定されない。たとえば、放熱層は、Ｘ線発生部の表面に対して平行に積層されたカーボンナノチューブであっても良い。

　また、上記実施形態では、放熱層は、Ｘ線発生部における電子線の実焦点の範囲のすべてを含むＸ線発生部の電子線放出部側の表面を覆うように設けられている例を示したが、本発明はこれに限定されない。本発明では、放熱層は、Ｘ線発生部における電子線の実焦点の範囲の一部を覆うように設けられていても良い。また、本発明では、放熱層は、Ｘ線発生部の電子線放出部側の表面のすべてと、基材上におけるＸ線発生部の範囲の近傍とを含む範囲を覆うように設けられていても良い。

　また、上記実施形態では、放熱層は、放熱層の面方向の熱伝導率が放熱層の厚さ方向の熱伝導率に対して１０倍以上である例を示したが、本発明はこれに限定されない。本発明では、放熱層の面方向の熱伝導率が放熱層の厚さ方向の熱伝導率よりも大きければ、放熱層の面方向の熱伝導率が放熱層の厚さ方向の熱伝導率に対して１０倍未満であっても良い。

　また、上記実施形態では、放熱層の厚さは、任意物質の第１領域の深さに基づく厚さよりも小さい例を示したが、本発明はこれに限定されない。本発明では、放熱層の厚さは、第１領域の深さよりも大きく、かつ、第１領域と第２領域とを併せた領域の深さよりも小さくても良い。これにより、電子線は、第１領域と第２領域とを併せた領域の深さまで進入可能であるため、放熱層に入射した電子線を確実にＸ線発生部まで到達させることができる。

　また、上記実施形態では、放熱層の厚さは、１μｍ以上５０μｍ以下である例を示したが、本発明はこれに限定されない。本発明では、放熱層の厚さは、１μｍ未満であっても良いし、５０μｍを超えていても良い。

　また、上記実施形態では、放熱層のＸ線発生部側の面の温度が、Ｘ線発生部の融点よりも大きく放熱層の昇華温度よりも小さい状態において、放熱層の電子線放出部側の面の温度が、放熱層の昇華温度の１／２以下になるように構成されている例を示したが、本発明はこれに限定されない。本発明では、放熱層のＸ線発生部側と反対側の面の温度が、放熱層の昇華温度の１／２よりも大きくても良い。

　また、上記実施形態では、基材に形成された孔にＸ線発生部および放熱層が嵌め込まれている例を示したが、本発明はこれに限定されない。本発明では、基材上にＸ線発生部が積層され、Ｘ線発生部の基材と反対側に放熱層が積層されていても良い。すなわち、基材の平坦な表面上にＸ線発生部と放熱層とが突出するように接合されていても良い。

　また、上記実施形態では、複数の投影画像データに基づいてＣＴ画像を生成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、投影画像データに基づいて単純Ｘ線画像を生成しても良い。

　また、上記実施形態では、Ｘ線発生部と放熱層とが、中間部材を介さず直接接合されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図１０に示すように、Ｘ線発生部３２と放熱層３３とは、中間部材３６を介して接合されていても良い。中間部材３６の材料として、Ｘ線発生部３２として用いられる材料の熱膨張係数と、放熱層３３として用いられる材料の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有する材料が用いられる。中間部材３６として、たとえば、セラミックスや、チタンやクロムなどの金属が用いられる。ただし、上述した理由により、Ｘ線発生部３２と放熱層３３とは、中間部材３６を介さずに直接接合されている方が好ましい。

　また、上記実施形態では、Ｘ線発生部の厚さは１００μｍ以下である例を示したが、本発明はこれに限定されない。本発明では、Ｘ線発生部の厚さは１００μｍを超えていても良い。また、上記実施形態では、Ｘ線発生部の厚さは２０μｍ以上である例を示したが、本発明はこれに限定されない。本発明では、Ｘ線発生部によりＸ線を適切に発生させることができれば、Ｘ線発生部の厚さは２０μｍより小さくても良い。

［態様］
　上記した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

（項目１）
　ターゲットと、前記ターゲットに電子線を照射する電子線放出部と、前記ターゲットおよび前記電子線放出部を収容する真空容器と、を含むＸ線管と、
　前記Ｘ線管から出射されたＸ線を検出する検出器と、
　前記Ｘ線管と前記検出器との間に配置され、被写体を支持する被写体設置部と、
　前記検出器から出力される検出信号に基づいて画像を生成する画像処理部と、を備え、
　前記ターゲットは、Ｘ線を発生するＸ線発生部と、前記Ｘ線発生部の前記電子線放出部側の表面に設けられた放熱層とを含み、
　前記放熱層の面方向の熱伝導率は、前記放熱層の厚さ方向の熱伝導率よりも大きい、Ｘ線撮影装置。

（項目２）
　前記放熱層を構成する元素の原子番号は、前記Ｘ線発生部を構成する元素の原子番号よりも小さい、項目１に記載のＸ線撮影装置。

（項目３）
　前記放熱層は、熱伝導率の異方性を有する材料を、前記放熱層の面方向の熱伝導率が前記放熱層の厚さ方向の熱伝導率よりも大きくなるように配置することにより形成されている、項目２に記載のＸ線撮影装置。

（項目４）
　前記放熱層は、前記放熱層の厚さ方向にグラフェンが積層されたグラファイトにより形成されている、項目３に記載のＸ線撮影装置。

（項目５）
　前記放熱層は、少なくとも前記Ｘ線発生部における前記電子線の実焦点の範囲のすべてを覆うように設けられている、項目１に記載のＸ線撮影装置。

（項目６）
　前記放熱層は、前記Ｘ線発生部における前記電子線の実焦点の範囲のすべてを、前記放熱層と前記電子線放出部との間の真空領域に対して隙間なく覆う、項目１に記載のＸ線撮影装置。

（項目７）
　前記放熱層の面方向の熱伝導率は、前記放熱層の厚さ方向の熱伝導率に対して１０倍以上である、項目１～６のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。

（項目８）
　前記放熱層の厚さは、前記放熱層の前記電子線放出部側の面に入射した前記電子線の散乱において、等方散乱よりも前方散乱が優位となる範囲内の厚さである、項目１～６のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。

（項目９）
　前記放熱層の厚さは、１μｍ以上５０μｍ以下である、項目１～６のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。

（項目１０）
　前記放熱層は、前記放熱層の前記Ｘ線発生部側の面の温度が、前記Ｘ線発生部の融点よりも大きく前記放熱層の昇華温度よりも小さい状態において、前記放熱層の前記電子線放出部側の面の温度が、前記放熱層の昇華温度の１／２以下になるように構成されている、項目１～６のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。

（項目１１）
　前記Ｘ線発生部と前記放熱層とが、中間部材を介さず直接接合されている、項目１～６のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。

（項目１２）
　前記Ｘ線発生部の厚さは、１００μｍ以下である、項目１～６のいずれか１項に記載のＸ線撮影装置。

（項目１３）
　ターゲットと、放熱層を介してＸ線発生部に電子線を照射する電子線放出部と、前記ターゲットおよび前記電子線放出部を収容する真空容器と、を備え、
　前記ターゲットは、Ｘ線を発生する前記Ｘ線発生部と、前記Ｘ線発生部の前記電子線放出部側の表面に設けられた前記放熱層とを含み、
　前記放熱層の面方向の熱伝導率は、前記放熱層の厚さ方向の熱伝導率よりも大きい、Ｘ線管。

　１　Ｘ線管
　２　検出器
　３　被写体設置部
　５　画像処理部
　９　電子線
　１０　Ｘ線
　１１　電子線放出部
　１４　電子レンズ
　１５　真空容器
　３０　ターゲット
　３２　Ｘ線発生部
  ３２ａ　表面
　３３　放熱層
　９０　被写体
　１００　Ｘ線撮影装置
　ｔ１　放熱層の厚さ
　ｔ２　Ｘ線発生部の厚さ

Claims (13)

1. 　ターゲットと、前記ターゲットに電子線を照射する電子線放出部と、前記ターゲットおよび前記電子線放出部を収容する真空容器と、を含むＸ線管と、
   　前記Ｘ線管から出射されたＸ線を検出する検出器と、
   　前記Ｘ線管と前記検出器との間に配置され、被写体を支持する被写体設置部と、
   　前記検出器から出力される検出信号に基づいて画像を生成する画像処理部と、を備え、
   　前記ターゲットは、Ｘ線を発生するＸ線発生部と、前記Ｘ線発生部の前記電子線放出部側の表面に設けられた放熱層とを含み、
   　前記放熱層の面方向の熱伝導率は、前記放熱層の厚さ方向の熱伝導率よりも大きい、Ｘ線撮影装置。
2. 　前記放熱層を構成する元素の原子番号は、前記Ｘ線発生部を構成する元素の原子番号よりも小さい、請求項１に記載のＸ線撮影装置。
3. 　前記放熱層は、熱伝導率の異方性を有する材料を、前記放熱層の面方向の熱伝導率が前記放熱層の厚さ方向の熱伝導率よりも大きくなるように配置することにより形成されている、請求項２に記載のＸ線撮影装置。
4. 　前記放熱層は、前記放熱層の厚さ方向にグラフェンが積層されたグラファイトにより形成されている、請求項３に記載のＸ線撮影装置。
5. 　前記放熱層は、少なくとも前記Ｘ線発生部における前記電子線の実焦点の範囲のすべてを覆うように設けられている、請求項１に記載のＸ線撮影装置。
6. 　前記放熱層は、前記Ｘ線発生部における前記電子線の実焦点の範囲のすべてを、前記放熱層と前記電子線放出部との間の真空領域に対して隙間なく覆う、請求項１に記載のＸ線撮影装置。
7. 　前記放熱層の面方向の熱伝導率は、前記放熱層の厚さ方向の熱伝導率に対して１０倍以上である、請求項１に記載のＸ線撮影装置。
8. 　前記放熱層の厚さは、前記放熱層の前記電子線放出部側の面に入射した前記電子線の散乱において、等方散乱よりも前方散乱が優位となる範囲内の厚さである、請求項１に記載のＸ線撮影装置。
9. 　前記放熱層の厚さは、１μｍ以上５０μｍ以下である、請求項１に記載のＸ線撮影装置。
10. 　前記放熱層は、前記放熱層の前記Ｘ線発生部側の面の温度が、前記Ｘ線発生部の融点よりも大きく前記放熱層の昇華温度よりも小さい状態において、前記放熱層の前記電子線放出部側の面の温度が、前記放熱層の昇華温度の１／２以下になるように構成されている、請求項１に記載のＸ線撮影装置。
11. 　前記Ｘ線発生部と前記放熱層とが、中間部材を介さず直接接合されている、請求項１に記載のＸ線撮影装置。
12. 　前記Ｘ線発生部の厚さは、１００μｍ以下である、請求項１に記載のＸ線撮影装置。
13. 　ターゲットと、放熱層を介してＸ線発生部に電子線を照射する電子線放出部と、前記ターゲットおよび前記電子線放出部を収容する真空容器と、を備え、
    　前記ターゲットは、Ｘ線を発生する前記Ｘ線発生部と、前記Ｘ線発生部の前記電子線放出部側の表面に設けられた前記放熱層とを含み、
    　前記放熱層の面方向の熱伝導率は、前記放熱層の厚さ方向の熱伝導率よりも大きい、Ｘ線管。

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