JP3717239B2 - X-ray generator - Google Patents
X-ray generator Download PDFInfo
- Publication number
- JP3717239B2 JP3717239B2 JP19070496A JP19070496A JP3717239B2 JP 3717239 B2 JP3717239 B2 JP 3717239B2 JP 19070496 A JP19070496 A JP 19070496A JP 19070496 A JP19070496 A JP 19070496A JP 3717239 B2 JP3717239 B2 JP 3717239B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ray
- optical control
- control element
- ray optical
- ray generator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- X-Ray Techniques (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、X線回折装置におけるX線源等に利用されるX線発生装置に関し、特に電子の衝突によって対陰極の表面から発生したX線束を、装置本体内であらかじめ制御した後、取出窓から出射するようにしたX線発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のX線発生装置は、電子銃(陰極)から発射した電子を対陰極(ターゲット)に衝突させることで、該対陰極の表面からX線束を発生させ、この発生したX線束を装置本体の壁面に設けた取出窓から出射する構造となっている。
一般に、この種のX線発生装置から出射したX線束は、X線光学制御素子を用いて、平行ビーム,集束ビーム,分光又は分割ビーム等、利用形態に合わせたビーム特性に制御した状態で利用に供されている。
【0003】
図6は、X線回折装置のX線源にこの種のX線発生装置を適用する場合のシステム構成例を示している。
同図に示すように、X線回折装置はゴニオメータと称する測角器2の上に、試料台3,発散スリット4,受光スリット5,およびX線検出器6を搭載しており、試料台3に装着した試料Sに対して、X線発生装置1から出射したX線束を照射してX線の回折測定を実施する構成となっている。
【0004】
ここで、X線発生装置1から出射したX線束の軌道上には、発散スリット4の手前にX線光学制御素子7が設けてあり、X線発生装置1から出射したX線束を、このX線光学制御素子7で集束して試料Sの表面へと照射している。
なお、試料SにX線束が照射されると、その表面からは結晶構造等に応じた回折角度に回折X線のピーク強度が検出される。このピーク強度をX線検出器6で検出するとともに、そのピーク強度の現われた回折角度(2θ)を測角器2で測定することによって、試料の結晶構造等を分析することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来のX線発生装置は、電子銃から発射した電子を対陰極に衝突させることで、対陰極の表面からX線束を発生させ、この発生したX線束を取出窓から出射するだけの機能を有するのみであり、対陰極の表面で発生したX線束を制御する機能を備えていない。
【0006】
したがって、X線発生装置で発生したX線束を制御するためには、X線発生装置とは別体のX線光学制御素子を大気中に配設する必要がある。
このように、大気中に配設されたX線光学制御素子は、大気に含まれる湿気や塵埃などで汚染されやすく、X線束の制御に関する性能劣化がはやい。
【0007】
また、大気中の空気分子によってX線束は抵抗を受けるため、X線発生装置の取出窓から照射目的地点(上記のX線回折装置では試料表面)に至るまでのX線光路長が長くなる程、X線強度は減衰していく。ところが、従来の使用形態では、X線発生装置と照射目的地点との間の大気中に、X線光学制御素子を配置する必要があるため、少なくともこのX線光学制御素子の配置スペースの分だけX線の光路長は長くなり、X線強度を無駄に減衰させてしまうことは避けられなかった。
【0008】
そのため、この大気中での減衰量を考慮して高強度のX線束を対陰極から発生させなければならず、それだけ電力消費量が多く稼働コストが高価格となって不経済であるという課題を有していた。
【0009】
この発明は、このようなX線発生装置とともに使用されるX線光学制御素子にかかわる課題に鑑みてなされたもので、X線発生装置にX線光学制御素子を組み込むことにより、X線光学制御素子の耐久性を向上させるとともに、X線照射目的地点までのX線光路長を短縮できるようにして、出射したX線束の空気抵抗による減衰の抑制を図り、もって消費電力の低減を実現することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、この発明は、密閉された装置本体の内部に電子銃と対陰極とを備え、電子銃から発射した電子を対陰極に衝突させ、その際に該対陰極の表面から発生するX線束を取出窓から外部へ出射するX線発生装置において、装置本体の内部でかつ対陰極から発生したX線束の出力軌道上に、該X線束を制御するX線光学制御素子を設け、該X線光学制御素子により制御されたX線束を取出窓へ導くようにした構成としてある。
【0011】
装置本体内は密閉空間となっているので、湿気や塵埃などによるX線光学制御素子の劣化を抑制することができる。また、対陰極の表面で発生したX線束を、装置本体内に設けたX線光学制御素子によって制御した後、取出窓から出射する。このため、取出窓から出射されたX線束は、すでに平行ビーム,集束ビーム,分光又は分割ビーム等、目的とする状態に制御されているため、外部の大気中にX線光学制御素子を配設する必要がない。したがって、X線発生装置の取出窓から照射目的地点に至るまでのX線光路長を必要最小限まで短縮してX線強度の大気中での減衰を低減することができる。その結果、X線発生のための消費電力を抑えることができる。
【0012】
ここで、取出窓は、X線光学制御素子の近傍位置に設けることが好ましい。このように構成することで、取出窓はX線光学制御素子により発散が抑えられたX線束を透過させるだけの小面積を確保すればよいので、装置本体内を真空状態とした場合にも、比較的薄肉で耐圧性能を保持することができる。しかも取付窓を薄肉にできる結果、取付窓を透過する際のX線束の吸収減衰損失を低減することができる。
【0013】
また、上記装置本体の内部に、少なくとも反跳電子およびX線を遮蔽する隔壁によって対陰極の配設空間と仕切られた収納室を形成するとともに、上記隔壁に対陰極の表面で発生したX線束を透過するX線透過孔を設け、X線光学制御素子をこの収納室内に配設するとともに、取出窓を該収納室の壁面に設けた構成とすることもできる。
【0014】
装置本体内、特に対陰極の電子衝突面の周辺は、電子銃から発射されて対陰極に衝突した後、その衝突面で跳ね返った反跳電子が飛散している。この反跳電子がX線光学制御素子や取出窓に当たると、同素子や取出窓の劣化が促進される等の悪影響がある。
そこで、上記のごとく隔壁で仕切られた収納室にX線光学制御素子を配設するとともに、同収納室の壁面に取出窓を設けることにより、隔壁が反跳電子を遮蔽してX線光学制御素子および取出窓の保護を図ることができる。
【0015】
さらに、上記各構成のX線発生装置に、X線透過孔を外部からの操作によって開閉するシャッタ手段を設ければ、X線束を外部に発射しない待機動作中、このシャッタ手段でX線透過孔を遮蔽することにより、X線束やX線透過孔から僅かに漏れ出てくる反跳電子のX線光学制御素子への入射を無くすことができ、同素子の劣化を抑制することができる。
【0016】
また、この発明のX線発生装置は、装置本体が、少なくとも電子銃および対陰極を装着するX線発生ブロックと、少なくともX線光学制御素子を装着するX線光学制御ブロックとを含んだ構成とし、かつX線光学制御ブロックを、X線発生ブロックに対して着脱自在なユニット構造にすることもできる。
【0017】
X線光学制御ブロックをこのようなユニット構造とすることで、必要に応じてX線光学制御素子を装置本体内に内蔵することができ、ユーザの幅広い使用形態に対応した仕様のX線発生装置を提供でき、汎用性が広がる。
【0018】
さらに、この発明のX線発生装置は、装置本体に、X線光学制御素子の取付交換窓を形成するとともに、該取付交換窓を開閉する蓋体を着脱自在に装着してもよい。これによりX線光学制御素子を簡単に取付,交換できるようになり、X線光学制御素子の保守,管理が容易となる。
【0019】
さて、上述したように装置本体内は、電子銃から発射されて対陰極に衝突した後、その衝突面で跳ね返った反跳電子が飛散している。このような環境下にX線光学制御素子を配置するようにした本発明においては、反跳電子によるX線光学制御素子の劣化防止が重要となる。
そこで、この発明のX線発生装置は、X線光学制御素子への反跳電子の衝突を回避するための対反跳電子防護手段を装置本体内に設けることが好ましい。この対反跳電子防護手段は、例えば、対陰極から発生したX線束の出力軌道の周囲に配設した、電子銃と同電位の金属部材で構成することができる。
【0020】
電子銃と同電位の金属部材をX線束の出力軌道の周囲に配設することで、X線束と同様の軌道を描いてX線光学制御素子に入射しようとする反跳電子と金属部材との間に反発力が生まれ、反跳電子を当該軌道から逸らせることができる。
【0021】
また、対反跳電子防護手段は、X線光学制御素子の周囲に設けた、電子銃と同電位の金属部材で構成してもよい。このようにすれば、X線光学制御素子に向かって入射しようとする反跳電子を、金属部材との間に生じる反発力によって軌道変更させることができ、X線光学制御素子への衝突を有効に回避できる。
【0022】
また、X線光学制御素子は、X線束の照射によって発熱する。この発明は、狭小な装置本体内にX線光学制御素子を配設するため、この発熱に対するX線光学制御素子の保護も重要となる。そこで、この発明は、X線光学制御素子を取付台に固定するとともに、該取付台に冷却手段を設けた構成とすることが好ましい。
【0023】
さらに、X線光学制御素子を有効に機能させるため、入射X線束に対する同素子の位置および角度を外部からの操作によって調整可能とする調整手段を設けることが好ましい。
【0024】
なお、この発明のX線発生装置に組み込まれるX線光学制御素子は、入射したX線束を平行ビーム,集束ビーム,分光又は分割ビーム等、目的とする状態のX線束に変換する各種の素子が適用できる。ただし、当該X線光学制御素子は、装置本体内に収納できる大きさであることが適用の条件となる。
【0025】
この種のX線光学制御素子として、例えば、集光高効率用多層膜ミラ−がある。この集光高効率用多層膜ミラ−は、表面が楕円筒内面形状のシリコン基板上に、重元素W(タングステン)等と、軽元素Si(シリコン)等とを交互に積層してなる多層膜の楕円筒ミラ−であり、この多層膜によってX線束を線状に集束させることができる。
また、特表平7−504491号公報に開示されたような、束管を通してX線を平行ビーム,集束ビーム,分光又は分割ビームとする構造のX線光学制御素子も、この発明に適用することができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1はこの発明の一実施形態に係るX線発生装置の外観を示す斜視図、図2は同装置の平断面図である。また、図3は同装置のX線光学制御ブロックを図2の左方向から見た側断面図である。
【0027】
これらの図に示すように、本実施形態のX線発生装置は、装置本体100内に電子銃(陰極)200、回転式の対陰極(ロータリターゲット)201、およびX線光学制御素子300を備えている。
【0028】
装置本体100は、X線を発生させるために必要な構成要素を装着するX線発生ブロック101と、発生したX線を制御するために必要な構成要素を装着するX線光学制御ブロック102とに分かれている。そして、X線光学制御ブロック102は、X線発生ブロック101に対して着脱自在なユニット構造となっており、例えばボルト等の締結具103を用いてX線発生ブロック101に装着することにより、一体の装置本体100を構成する。なお、X線発生ブロック101とX線光学制御ブロック102との間の接続部は、パッキン等のシール部材(図示せず)を介在させて密閉構造とすることが好ましい。
【0029】
X線発生ブロック101には、電子銃200および対陰極201が装着してある。電子銃200は、碍子で形成した支持台202の上に搭載し、X線光学制御ブロック102の中央部に入り込むようにして配設してある。X線発生ブロック101の背面部には、高電圧ケーブル203aを接続する高電圧導入管203が設けてあり、この高電圧導入管203を介して電子銃200のフィラメント204と対陰極201との間に高電圧を印加する。
なお、電子銃200は、フィラメント204から発射された電子を集束して対陰極201に向け発射する構造となっている。
【0030】
対陰極201は、図3に示すように電子銃200と対向して設けてあり、X線発生ブロック101の外壁に装着した駆動モータ205によって高速回転する。この対陰極201は周面が銅箔等からなるターゲット面201aとなっており、このターゲット面201aに電子銃200から発射した電子(熱電子)を衝突させることにより、同面201aからX線が発生する。
【0031】
一般に、対陰極201へ法線方向から電子を衝突させたとき、図2に示すように、対陰極201の接線に対してα=6〜10°の角度方向(二方向)にX線を取り出せばよいことが知られている。そこで、この実施形態では、対陰極201の接線に対しα=6〜10°の角度方向に取り出したX線束の出力軌道a上にX線光学制御素子300を配置するようにしている。
【0032】
なお、対陰極201は電子の衝突によって発熱するため、内部に冷却水の循環経路(図示せず)が形成してあり、図示しない冷却ポンプで循環経路に冷却水を送り対陰極201を冷却する構造が付加されている。
また、X線発生ブロック101には、装置本体100の内部を真空雰囲気とするために、真空ポンプ206が設けてある。
【0033】
X線光学制御ブロック102の内部は、対陰極201からX線を取り出す二方向にそれぞれX線光学制御素子300の収納室104,104が形成してある。この収納室104は、隔壁105により対陰極201の配置空間と仕切ってある。隔壁105は、X線および反跳電子を遮蔽する特性を有する金属部材等で形成してある。
なお、この収容室104,104もX線発生ブロック101と同様、真空雰囲気とするために、隔壁105の反跳電子が最も通りにくい適宜箇所にX線発生ブロック101との連通孔(図示せず)が形成してある。
【0034】
隔壁105には、対陰極201で発生したX線束の出力軌道aを開放するようにX線透過孔105aが形成してある。さらに、隔壁105にはロータリー式の開閉シャッタ106が組み込んであり、この開閉シャッタ106によりX線透過孔105aを開閉する構成となっている。開閉シャッタ106の回転駆動は、ソレノイド107等の駆動手段によって行なう。この開閉シャッタ106も隔壁105と同様に、X線および反跳電子を遮蔽する特性を有した材料で形成してあり、X線発生装置が待機状態の場合等、対陰極201で発生したX線束を外部に出力させてはならないときに閉塞状態とされる。
【0035】
各収納室104内には、X線光学制御素子300の取付台301が配設してある。
図4はこの取付台301の構造を示す断面図である。同図に示すように、取付台301は、基板302、旋回テーブル303、Y移動テーブル304、X移動テーブル305、煽りテーブル306、および素子ホルダ307の各部を備えており、素子ホルダに装着されるX線光学制御素子300の位置および角度を調整する調整手段が組み込まれた構成となっている。
【0036】
すなわち、旋回テーブル303は、コロベアリング308を介して基板302に対して回動自在となっており、モータ309の回転駆動力をウオーム機構310を介して伝達され、軸中心に回動する。Y移動テーブル304は、横方向(Y方向)に延在するYスライダ311を介して旋回テーブル303上に搭載してあり、モータ312の回転駆動力をボールねじ機構313を介して伝達され、Yスライダ311に沿って移動する。
【0037】
X移動テーブル305は、縦方向(X方向)に延在するXスライダ314を介してY移動テーブル304上に搭載してあり、モータ315の回転駆動力をボールねじ機構316を介して伝達され、Xスライダ314に沿って移動する。煽りテーブル306は、X移動テーブル305上に搭載してあり、モータ317の回転駆動力をウオーム機構318を介して素子ホルダ307に伝え、同ホルダ307を縦方向に首振り(煽り)動作させる。
【0038】
X線光学制御素子300は、素子ホルダ307の正面に装着され、これら各テーブルの動作によって、回転,X−Y移動,および縦方向に首振り(煽り)動作をし、対陰極201から入射するX線束に対する位置および角度を調整される。各モータ309,312,315,317は、外部のコントローラ(図示せず)によって制御されており、したがってX線光学制御素子300の調整操作は装置の外部において行なうことができる。
【0039】
また、素子ホルダ307には、冷却水の循環通路(冷却手段)301aが形成してあり、図示しない循環ポンプによってこの循環通路301a内に冷却水を送り込み、素子ホルダ307に装着したX線光学制御素子300を冷却する構造を備えている。これにより、X線束の入射によって発熱するX線光学制御素子300を効果的に冷却でき、同素子300の劣化を抑制することができる。
【0040】
ところで、X線光学制御ブロック102の正面には、図1に示すように取付台301と対向する位置にX線光学制御素子300の取付交換窓108が形成してあり、この取付交換窓108を介して素子ホルダ307へのX線光学制御素子300の取付や、同素子300の交換を行なえるようになっている。取付交換窓108には、ねじ等の締結具を用いて蓋体109が装着でき、通常はこの蓋体109により閉塞されている。
【0041】
さらに、X線光学制御ブロック102の正面には、電子銃200と対向する位置にフィラメント204の取付交換窓110が形成してあり、この取付交換窓110を介して電子銃200へのフィラメント204の取付や、交換を行なえるようになっている。この取付交換窓110も、通常は蓋体111により閉塞されている。
【0042】
また、X線光学制御ブロック102の収納室104を形成する壁面には、X線束の取出窓112が設けてある。この取出窓112は、X線光学制御素子300の近傍に位置しており、X線光学制御素子300で制御されたX線束を外部に出射する。この取出窓112を通過するX線束は、すでにX線光学制御素子300によって発散が抑えられている。したがって、比較的小さな面積に形成しても充分にX線束を通過させることができる。しかも、小さな面積に対応して薄肉としても、充分な強度を確保することができる。なお、取出窓112は、X線の吸収が少ないベリリウム等の材料によって構成する。
【0043】
一方、対陰極201で発生したX線束の出力軌道aには、図2に示すように一部でその周囲に対反跳電子防護板113が配設してある。この対反跳電子防護板113は金属板で形成してあり、電子銃200と電気的に接続することで電子銃200と同電位としてある。なお、この対反跳電子防護板113は、電子銃200と一体に形成してもよい。
【0044】
対陰極201に衝突後、周囲に飛散した反跳電子は、上述した隔壁105によって収納室104への侵入は防止されるが、X線束の出力軌道aに沿って隔壁105のX線透過孔105aに飛び込んでいく反跳電子は隔壁105でも遮蔽できない。そこで、電子銃200と同電位の対反跳電子防護板113をX線束の出力軌道aの周囲に設けることで、反跳電子が同軌道aから外れるようにした。
【0045】
上述した構成のX線発生装置は、電子銃200から発射した電子が対陰極201に衝突したとき、該対陰極201のターゲット面からX線束が発生する。このX線束は、隔壁105のX線透過孔105aを通過して収納室104内に入り、収納室104に配置したX線光学制御素子300に入射し、平行ビーム,集束ビーム,分光又は分割ビーム等、目的に応じた状態のX線束に制御され、取出窓112から外部に出射する。このように、X線束は、装置内で目的に応じた状態に制御されているので、大気中にX線光学制御素子300を配置する必要がない。したがって、X線発生装置の取出窓112から照射目的地点に至るまでのX線光路長を必要最小限まで短縮して、X線強度の大気中での減衰を低減することができる。その結果、X線発生のための消費電力を抑えることができる。
【0046】
図5はX線回折装置にこの発明のX線発生装置を適用したシステム例を示している。同図に示すように、この発明のX線発生装置1とX線束の照射目的地点である試料Sとの間に、X線光学制御素子を配置する必要がないため、X線発生装置1を試料Sに近づけて配置することができ、大気中の空気抵抗によるX線束の強度損失を低減することができる。
【0047】
なお、この上述した実施形態に限定されるものではなく、各構成要素の具体的形状,仕様材料,構造等は、適宜設計変更し得ることは勿論である。
また、必要に応じてX線光学制御素子300の周囲に、電子銃200と同電位の金属部材からなる対反跳電子防護手段を配設し、同金属部材と反跳電子との間に生ずる反発力により、X線光学制御素子300への反跳電子の入射を抑制してもよい。例えば、上述した実施形態の素子ホルダ307を金属部材で形成し、電子銃200と電気的に接続することにより、対反跳電子防護手段としての機能をもたせることができる。
【0048】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明のX線発生装置はX線光学制御素子を内部に組み込んであるので、目的の状態に制御されたX線束を出射でき、したがって外部にX線光学制御素子を配置する必要がなく、X線照射目的地点までのX線光路長を短縮して、出射したX線束の空気抵抗による減衰の抑制を図ることができる。また、装置本体内にX線光学制御素子を収納してある結果、同素子の劣化を抑制して耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態に係るX線発生装置の外観を示す斜視図である。
【図2】同装置の平断面図である。
【図3】同装置のX線光学制御ブロックを図2の左方向から見た側断面図である。
【図4】同装置に組み込まれる取付台の構造を示す断面図である。
【図5】X線回折装置にこの発明のX線発生装置を適用したシステム例を示す模式図である。
【図6】従来のX線発生装置を用いたX線回折装置のシステム例を示す模式図である。
【符号の説明】
100:装置本体
101:X線発生ブロック
102:X線光学制御ブロック 104:収納室
105:隔壁 105a:X線透過孔
106:開閉シャッタ 107:ソレノイド
108:取付交換窓 109:蓋体
110:取付交換窓 111:蓋体
112:取出窓
113:対反跳電子防護板 200:電子銃
201:対陰極
204:フィラメント 205:駆動モータ
206:真空ポンプ
300:X線光学制御素子 301:取付台[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an X-ray generator used for an X-ray source or the like in an X-ray diffractometer, and in particular, an X-ray flux generated from the surface of an anti-cathode due to electron collision is controlled in advance in the apparatus body, and then an extraction window The present invention relates to an X-ray generator that emits light from a light source.
[0002]
[Prior art]
In the conventional X-ray generator, an electron emitted from an electron gun (cathode) is collided with a counter cathode (target) to generate an X-ray flux from the surface of the counter cathode, and the generated X-ray flux is The light is emitted from an extraction window provided on the wall surface.
In general, an X-ray bundle emitted from this type of X-ray generator is used in a state in which the X-ray optical control element is used to control the beam characteristics in accordance with the application form, such as a parallel beam, a focused beam, a spectral beam, or a split beam. It is offered to.
[0003]
FIG. 6 shows an example of a system configuration when this type of X-ray generator is applied to the X-ray source of the X-ray diffractometer.
As shown in the figure, the X-ray diffractometer has a sample table 3, a diverging slit 4, a light receiving slit 5, and an
[0004]
Here, an X-ray
When the sample S is irradiated with the X-ray flux, the peak intensity of the diffracted X-ray is detected from the surface at a diffraction angle corresponding to the crystal structure or the like. By detecting the peak intensity with the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional X-ray generation apparatus generates an X-ray flux from the surface of the counter-cathode by colliding electrons emitted from the electron gun with the counter-cathode, and only emits the generated X-ray flux from the extraction window. It does not have the function of controlling the X-ray flux generated on the surface of the counter cathode.
[0006]
Therefore, in order to control the X-ray flux generated by the X-ray generator, it is necessary to dispose an X-ray optical control element separate from the X-ray generator in the atmosphere.
As described above, the X-ray optical control element disposed in the atmosphere is easily contaminated with moisture, dust, and the like contained in the atmosphere, and performance degradation regarding the control of the X-ray flux is rapid.
[0007]
In addition, since the X-ray flux is subjected to resistance by air molecules in the atmosphere, the X-ray optical path length from the extraction window of the X-ray generator to the irradiation target point (the sample surface in the above X-ray diffractometer) becomes longer. The X-ray intensity is attenuated. However, in the conventional use form, since it is necessary to arrange the X-ray optical control element in the atmosphere between the X-ray generator and the irradiation destination point, at least as much as the arrangement space of the X-ray optical control element. The optical path length of X-rays becomes long, and it is inevitable that the X-ray intensity is attenuated unnecessarily.
[0008]
Therefore, in consideration of the attenuation amount in the atmosphere, a high-intensity X-ray flux must be generated from the counter cathode, and the problem is that the power consumption is high and the operation cost is high, which is uneconomical. Had.
[0009]
The present invention has been made in view of the problems related to the X-ray optical control element used together with such an X-ray generation apparatus. By incorporating the X-ray optical control element into the X-ray generation apparatus, the X-ray optical control is achieved. To improve the durability of the device and reduce the X-ray optical path length to the X-ray irradiation target point, thereby suppressing the attenuation of the emitted X-ray bundle due to the air resistance, thereby realizing the reduction of power consumption. With the goal.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the present invention comprises an electron gun and a counter cathode inside a sealed apparatus body, and the electrons emitted from the electron gun collide with the counter cathode. In an X-ray generator for extracting X-ray flux generated from the surface to the outside through an extraction window, an X-ray optical control element for controlling the X-ray flux on the output trajectory of the X-ray flux generated from the counter cathode inside the apparatus main body And the X-ray bundle controlled by the X-ray optical control element is guided to the extraction window.
[0011]
Since the inside of the apparatus main body is a sealed space, it is possible to suppress the deterioration of the X-ray optical control element due to moisture or dust. Further, the X-ray flux generated on the surface of the counter cathode is controlled by an X-ray optical control element provided in the apparatus main body, and then emitted from the extraction window. For this reason, the X-ray flux emitted from the extraction window has already been controlled to the target state such as a parallel beam, a focused beam, a spectral beam, or a split beam, so an X-ray optical control element is provided in the external atmosphere. There is no need to do. Therefore, the X-ray optical path length from the extraction window of the X-ray generator to the irradiation destination point can be shortened to the necessary minimum, and the attenuation of the X-ray intensity in the atmosphere can be reduced. As a result, power consumption for generating X-rays can be suppressed.
[0012]
Here, the extraction window is preferably provided in the vicinity of the X-ray optical control element. By configuring in this way, the extraction window only needs to secure a small area that allows the X-ray bundle whose divergence is suppressed by the X-ray optical control element to be transmitted, so even when the inside of the apparatus main body is in a vacuum state, It is relatively thin and can maintain pressure resistance. In addition, since the attachment window can be made thin, it is possible to reduce the absorption loss of the X-ray flux when passing through the attachment window.
[0013]
In addition, a storage chamber that is partitioned from the space for disposing the counter cathode by a partition wall that shields at least recoil electrons and X-rays is formed inside the apparatus body, and the X-ray flux generated on the surface of the counter cathode in the partition wall It is also possible to provide an X-ray transmission hole that transmits the X-ray, the X-ray optical control element is disposed in the storage chamber, and the extraction window is provided on the wall surface of the storage chamber.
[0014]
In the main body of the apparatus, particularly around the electron collision surface of the counter cathode, recoil electrons that have been bounced off the collision surface after being emitted from the electron gun and colliding with the counter cathode are scattered. When the recoil electrons hit the X-ray optical control element and the extraction window, there are adverse effects such as the deterioration of the element and the extraction window being promoted.
Therefore, as described above, the X-ray optical control element is arranged in the storage room partitioned by the partition wall, and the extraction wall is provided on the wall surface of the storage room, so that the partition wall shields recoil electrons and controls the X-ray optical control. The element and the extraction window can be protected.
[0015]
Further, if the X-ray generator having the above-described configuration is provided with shutter means for opening and closing the X-ray transmission hole by an external operation, the X-ray transmission hole can be opened by the shutter means during standby operation without emitting the X-ray flux to the outside. , The recoil electrons slightly leaking from the X-ray bundle or X-ray transmission hole can be prevented from entering the X-ray optical control element, and deterioration of the element can be suppressed.
[0016]
In the X-ray generator of the present invention, the apparatus main body includes an X-ray generation block for mounting at least an electron gun and a counter cathode, and an X-ray optical control block for mounting at least an X-ray optical control element. In addition, the X-ray optical control block can be configured to be detachable from the X-ray generation block.
[0017]
By making the X-ray optical control block into such a unit structure, an X-ray optical control element can be built in the apparatus body as necessary, and an X-ray generator having specifications corresponding to a wide range of usage forms by users. And versatility can be expanded.
[0018]
Furthermore, in the X-ray generator of the present invention, an attachment exchange window for the X-ray optical control element may be formed in the apparatus main body, and a lid for opening and closing the attachment exchange window may be detachably attached. As a result, the X-ray optical control element can be easily attached and replaced, and maintenance and management of the X-ray optical control element are facilitated.
[0019]
As described above, the recoil electrons scattered from the collision surface after being emitted from the electron gun and colliding with the counter cathode are scattered in the apparatus main body. In the present invention in which the X-ray optical control element is arranged in such an environment, it is important to prevent the X-ray optical control element from being deteriorated by recoil electrons.
Therefore, it is preferable that the X-ray generator of the present invention is provided with anti-recoil electron protection means in the apparatus main body for avoiding collision of recoil electrons with the X-ray optical control element. This anti-recoil electron protection means can be composed of, for example, a metal member having the same potential as that of the electron gun disposed around the output trajectory of the X-ray bundle generated from the counter cathode.
[0020]
By arranging a metal member having the same potential as that of the electron gun around the output trajectory of the X-ray flux, the recoil electrons and the metal member which are going to enter the X-ray optical control element while drawing the trajectory similar to the X-ray flux are drawn. In the meantime, a repulsive force is created, and recoil electrons can be displaced from the orbit.
[0021]
The anti-recoil electron protection means may be composed of a metal member provided around the X-ray optical control element and having the same potential as the electron gun. In this way, recoil electrons that are about to enter the X-ray optical control element can be changed in trajectory by the repulsive force generated between the metal member and the collision with the X-ray optical control element is effective. Can be avoided.
[0022]
Further, the X-ray optical control element generates heat when irradiated with the X-ray flux. In the present invention, since the X-ray optical control element is disposed in a narrow apparatus body, it is also important to protect the X-ray optical control element against this heat generation. Therefore, the present invention preferably has a configuration in which the X-ray optical control element is fixed to the mounting base and cooling means is provided on the mounting base.
[0023]
Furthermore, in order to make the X-ray optical control element function effectively, it is preferable to provide an adjusting means that can adjust the position and angle of the element with respect to the incident X-ray flux by an external operation.
[0024]
The X-ray optical control element incorporated in the X-ray generator of the present invention includes various elements that convert an incident X-ray bundle into an X-ray bundle in a target state, such as a parallel beam, a focused beam, a spectral beam, or a split beam. Applicable. However, the application condition is that the X-ray optical control element has a size that can be accommodated in the apparatus main body.
[0025]
As this type of X-ray optical control element, for example, there is a multilayer mirror for condensing high efficiency. This multi-layer mirror for high light collection efficiency is a multi-layer film in which heavy elements W (tungsten) and the like and light elements Si (silicon) and the like are alternately laminated on a silicon substrate having an inner surface of an elliptic cylinder. This multilayered film can focus the X-ray beam linearly.
An X-ray optical control element having a structure in which X-rays are converted into parallel beams, focused beams, spectral beams, or split beams through a bundle tube as disclosed in JP-A-7-504491 is also applicable to the present invention. Can do.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of an X-ray generator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan sectional view of the same. FIG. 3 is a side sectional view of the X-ray optical control block of the apparatus as viewed from the left in FIG.
[0027]
As shown in these drawings, the X-ray generator of this embodiment includes an electron gun (cathode) 200, a rotary counter-cathode (rotary target) 201, and an X-ray
[0028]
The apparatus
[0029]
An
The
[0030]
The
[0031]
In general, when electrons collide with the counter-cathode 201 from the normal direction, as shown in FIG. 2, X-rays can be extracted in an angle direction (two directions) of α = 6 to 10 ° with respect to the tangent line of the counter-cathode 201. It is known to be good. Therefore, in this embodiment, the X-ray
[0032]
Since the
Further, the
[0033]
Inside the X-ray
Since the
[0034]
In the
[0035]
A mounting
FIG. 4 is a sectional view showing the structure of the mounting
[0036]
That is, the turning table 303 is rotatable with respect to the
[0037]
The X movement table 305 is mounted on the Y movement table 304 via an
[0038]
The X-ray
[0039]
The
[0040]
By the way, on the front surface of the X-ray
[0041]
Further, an attachment /
[0042]
An X-ray
[0043]
On the other hand, as shown in FIG. 2, a part of the output trajectory a of the X-ray bundle generated at the
[0044]
Recoil electrons scattered around after colliding with the
[0045]
The X-ray generator configured as described above generates an X-ray flux from the target surface of the counter-cathode 201 when electrons emitted from the
[0046]
FIG. 5 shows an example of a system in which the X-ray generator of the present invention is applied to an X-ray diffractometer. As shown in the figure, since it is not necessary to arrange an X-ray optical control element between the
[0047]
In addition, it is not limited to this embodiment mentioned above, Of course, the specific shape, specification material, structure, etc. of each component can be appropriately changed in design.
In addition, anti-recoil electron protection means made of a metal member having the same potential as that of the
[0048]
【The invention's effect】
As described above, since the X-ray generator of the present invention incorporates the X-ray optical control element inside, it can emit the X-ray bundle controlled to the target state, and therefore the X-ray optical control element is arranged outside. Therefore, the X-ray optical path length to the X-ray irradiation target point can be shortened, and the attenuation of the emitted X-ray bundle due to the air resistance can be suppressed. Further, as a result of housing the X-ray optical control element in the apparatus main body, it is possible to suppress the deterioration of the element and improve the durability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of an X-ray generator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan sectional view of the apparatus.
FIG. 3 is a side sectional view of the X-ray optical control block of the same apparatus as viewed from the left in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a structure of a mounting base incorporated in the apparatus.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a system example in which the X-ray generator of the present invention is applied to an X-ray diffractometer.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a system example of an X-ray diffraction apparatus using a conventional X-ray generation apparatus.
[Explanation of symbols]
100: apparatus main body 101: X-ray generation block 102: X-ray optical control block 104: storage chamber 105:
Claims (10)
前記装置本体の内部でかつ前記対陰極から発生したX線束の出力軌道上に、該X線束を制御するX線光学制御素子を設け、該X線光学制御素子により制御されたX線束を前記取出窓へ導くようにし、
且つ、前記電子銃と同電位の金属部材からなり、前記X線光学制御素子への反跳電子の衝突を回避するための対反跳電子防護手段を、前記装置本体内に設けたことを特徴とするX線発生装置。An electron gun and a counter cathode are provided inside the sealed apparatus main body, and electrons emitted from the electron gun collide with the counter cathode, and at that time, an X-ray bundle generated from the surface of the counter cathode is extracted from the extraction window to the outside. In the emitted X-ray generator,
An X-ray optical control element for controlling the X-ray flux is provided inside the apparatus main body and on an output trajectory of the X-ray flux generated from the counter cathode, and the X-ray flux controlled by the X-ray optical control element is extracted. Lead to the window ,
In addition, the apparatus main body is provided with anti-recoil electron protection means made of a metal member having the same potential as that of the electron gun and for avoiding collision of recoil electrons with the X-ray optical control element. X-ray generator.
前記取出窓を、前記X線光学制御素子の近傍位置に設けたことを特徴とするX線発生装置。The X-ray generator according to claim 1,
An X-ray generator, wherein the extraction window is provided in the vicinity of the X-ray optical control element.
前記装置本体の内部に、少なくとも反跳電子およびX線を遮蔽する隔壁によって前記対陰極の配設空間と仕切られた収納室を形成するとともに、前記隔壁に前記対陰極の表面で発生したX線束を透過するX線透過孔を設け、
かつ前記X線光学制御素子を前記収納室内に配設するとともに、前記取出窓を該収納室の壁面に設けたことを特徴とするX線発生装置。The X-ray generator according to claim 1 or 2,
A storage chamber partitioned from the space for disposing the counter-cathode by a partition that shields at least recoil electrons and X-rays is formed inside the apparatus main body, and an X-ray bundle generated on the surface of the counter-cathode is formed in the partition Providing an X-ray transmission hole that transmits
The X-ray optical control device is disposed in the storage chamber, and the extraction window is provided on a wall surface of the storage chamber.
前記X線透過孔を外部からの操作によって開閉するシャッタ手段を設けたことを特徴とするX線発生装置。The X-ray generator according to claim 3,
An X-ray generator comprising shutter means for opening and closing the X-ray transmission hole by an external operation.
前記装置本体は、少なくとも前記電子銃および対陰極を装着するX線発生ブロックと、少なくとも前記X線光学制御素子を装着するX線光学制御ブロックとを含み、
かつ前記X線光学制御ブロックが、前記X線発生ブロックに対して着脱自在なユニット構造であることを特徴とするX線発生装置。In the X-ray generator as described in any one of Claims 1 thru | or 4,
The apparatus main body includes at least an X-ray generation block for mounting the electron gun and the counter cathode, and an X-ray optical control block for mounting at least the X-ray optical control element,
The X-ray optical control block has a unit structure that is detachable from the X-ray generation block.
前記装置本体に、前記X線光学制御素子の取付交換窓を形成するとともに、該取付交換窓を開閉する蓋体を着脱自在に装着したことを特徴とするX線発生装置。In the X-ray generator according to any one of claims 1 to 5,
An X-ray generation apparatus characterized in that an attachment exchange window for the X-ray optical control element is formed in the apparatus body, and a lid for opening and closing the attachment exchange window is detachably attached.
前記対反跳電子防護手段は、前記対陰極から発生したX線束の出力軌道の周囲に配設したことを特徴とするX線発生装置。In the X-ray generator as described in any one of Claims 1 thru | or 6 ,
It said pair recoil protection means, X-rays generating apparatus characterized by being arranged around the output trajectory of the X-ray flux generated from the anticathode.
前記対反跳電子防護手段は、前記X線光学制御素子の周囲に設けたことを特徴とするX線発生装置。In the X-ray generator as described in any one of Claims 1 thru | or 6 ,
It said pair recoil protection means, X-rays generating apparatus characterized by digits set around the X-ray optical control element.
前記X線光学制御素子を取付台に固定するとともに、該取付台に冷却手段を設けたことを特徴とするX線発生装置。In the X-ray generator according to any one of claims 1 to 8 ,
An X-ray generation apparatus characterized in that the X-ray optical control element is fixed to a mounting base and a cooling means is provided on the mounting base.
前記X線光学制御素子の入射X線束に対する位置および角度を外部からの操作によって調整可能な調整手段を設けたことを特徴とするX線発生装置。In the X-ray generator according to any one of claims 1 to 9 ,
An X-ray generation apparatus comprising an adjusting means capable of adjusting a position and an angle of the X-ray optical control element with respect to an incident X-ray bundle by an external operation.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19070496A JP3717239B2 (en) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | X-ray generator |
US09/405,219 US6333967B1 (en) | 1996-07-19 | 1999-09-27 | X-ray generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19070496A JP3717239B2 (en) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | X-ray generator |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004190412A Division JP2004342619A (en) | 2004-06-28 | 2004-06-28 | X-ray generator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1039097A JPH1039097A (en) | 1998-02-13 |
JP3717239B2 true JP3717239B2 (en) | 2005-11-16 |
Family
ID=16262460
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19070496A Expired - Fee Related JP3717239B2 (en) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | X-ray generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3717239B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3934836B2 (en) | 1999-10-29 | 2007-06-20 | 浜松ホトニクス株式会社 | Nondestructive inspection equipment |
JP3934837B2 (en) | 1999-10-29 | 2007-06-20 | 浜松ホトニクス株式会社 | Open X-ray generator |
US20040240623A1 (en) * | 2001-06-29 | 2004-12-02 | Van Der Veer Johannes M.H. | Device for the examination of samples by means of x-rays |
JP5614854B2 (en) * | 2012-03-27 | 2014-10-29 | 株式会社リガク | Electron gun, X-ray generator and X-ray measuring device |
-
1996
- 1996-07-19 JP JP19070496A patent/JP3717239B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1039097A (en) | 1998-02-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7738632B2 (en) | X-ray tube with transmission anode | |
EP0461776B1 (en) | X-ray analysis apparatus, especially computer tomography apparatus | |
US6487273B1 (en) | X-ray tube having an integral housing assembly | |
US5493599A (en) | Off-focal radiation limiting precollimator and adjustable ring collimator for x-ray CT scanners | |
US6141400A (en) | X-ray source which emits fluorescent X-rays | |
EP0935812A1 (en) | X-ray generating apparatus with integral housing | |
US7869572B2 (en) | Apparatus for reducing kV-dependent artifacts in an imaging system and method of making same | |
PL231530B1 (en) | X-ray generator with adjustable collimation | |
JPH10300900A (en) | Rotary target driven by flow of cooling fluid for medical linear accelerator and strong beam linear accelerator, device using it and target cooling method | |
US20070140430A1 (en) | Heat exchanger for a diagnostic x-ray generator with rotary anode-type x-ray tube | |
JP2012094531A (en) | X-ray source | |
KR102428199B1 (en) | X-ray source with rotating liquid metal target and method of generating radiation | |
JP3717239B2 (en) | X-ray generator | |
KR20170135631A (en) | Radiation safety equipment and inspection equipment | |
US6333967B1 (en) | X-ray generator | |
US20210287825A1 (en) | Device for concentrating ionising radiation fluence, which focuses electrons and x-ray photons and is adaptable | |
EP1463085B1 (en) | X-ray inspection system and method of operating | |
CN108578913B (en) | X-ray target assembly and radiotherapy equipment | |
JP2004342619A (en) | X-ray generator | |
EP1627409B1 (en) | Fluorescent x-ray source | |
RU2161843C2 (en) | Point high-intensity source of x-ray radiation | |
JP2011244889A (en) | X-ray bone density measuring apparatus | |
JP4326250B2 (en) | Quantum energy efficient end window X-ray tube | |
KR101874029B1 (en) | X-ray source,use thereof and method for producing x-rays | |
CN210009041U (en) | Local secondary fluorescent radiation X-ray bulb tube |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040401 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040428 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040628 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050824 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050830 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080909 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090909 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090909 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100909 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100909 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110909 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |