JP5763032B2

JP5763032B2 - Ｘ線管

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Publication number: JP5763032B2
Application number: JP2012220583A
Authority: JP
Inventors: 松本　晃; 晃松本; 清之出口; 吉久丸島; 雄一小暮; 中村　和仁; 和仁中村; 岡田　知幸; 知幸岡田; 澄藤田; 竜弥仲村
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK; Futaba Corp
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK; Futaba Corp
Priority date: 2012-10-02
Filing date: 2012-10-02
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2032-10-02
Also published as: TWI490907B; TW201415511A; US20140093047A1; KR20140043671A; JP2014075188A; CN103715047A; US9263227B2

Description

本発明は、高真空状態とされたパッケージの内部で電子源から電子を放出させてＸ線ターゲットに衝突させ、Ｘ線ターゲットから放出されたＸ線をパッケージのＸ線透過窓から外部に放射するＸ線管に係り、特にＸ線ターゲットで反射した電子がパッケージ内で散乱することに起因して動作特性が不安定化するのを防止したＸ線管に関するものである。

下記特許文献１には、空気にＸ線を照射してイオンガスを生成するためのＸ線発生装置が開示されている。このＸ線発生装置に用いられるＸ線管は、円柱状のパッケージ（バルブ）を本体としており、パッケージ内において、フィラメントから放出された電子は、フォーカスによって集束されて、Ｘ線ターゲットに衝突してＸ線を発生させ、このＸ線は出力窓（Ｘ線透過窓）を透過してパッケージの外部に出射される。

図４は、上述した特許文献１のＸ線管と同様、ガラス製の円柱状のパッケージ１００を本体とする所謂丸型管と呼ばれるタイプのＸ線管の断面図である。この円柱状のパッケージ１００は、その一端面にある円形の開口がベリリウムの膜からなるＸ線透過窓１０１で閉止されており、内部が高真空状態に保持されている。パッケージ１００の内部において、Ｘ線透過窓１０１の内面にはＸ線ターゲット１０２が設けられている。またパッケージ１００の他端面の側には、電子源であるカソード１０３と制御電極１０４が設けられている。そして、カソード１０３から放出された電子は制御電極１０４で加速され、集束されてＸ線ターゲット１０２に衝突し、Ｘ線透過窓１０１からパッケージ１００の外にＸ線を放射するようになっている。なお図４中、Ｘ線透過窓１０１からパッケージ１００の外に放射されるＸ線を模式的に符号Ｘで示すとともに、Ｘ線透過窓１０１におけるＸ線の放射の中心を符号Ｐで示した。

特開２００５―１１６５３４号公報

しかしながら、図４に示した従来のＸ線管では、カソード１０３からの電子線がビーム状に絞られており、Ｘ線ターゲット１０２に衝突した位置を中心としてＸ線が放射状に広がる点状のＸ線照射であり（図４において符号Ｐで示す点が中心）、Ｘ線はＸ線透過窓１０１から出た後は円錐状に広がるため（図４において符号Ｘで示す）、照射対象物の大きさに対して有効な照射エリアが狭いという問題があった。従って、このように照射エリアが狭い丸型管のＸ線管を用いて広い範囲にＸ線を照射させるためには、多数のＸ線管を用い、これらを並べて使用する必要があり、設備コストやメンテナンス面での負担が大きかった。

また、Ｘ線を広範囲に照射するには、例えば対象物から遠ざけてＸ線を照射するということも考えられるが、照射対象物に所望のＸ線を照射するには、Ｘ線の照射強度を強くする必要がある。あわせて、不要な箇所にまでＸ線を照射することになり、Ｘ線漏洩の問題が生じてしまう。

そこで、本願発明の発明者等は、このような従来の丸型管タイプのＸ線管の問題点を解決するために、図５及び図６に示すような平型管タイプのＸ線管を発明した。このＸ線管は、ガラス製の１枚の背面板６１と４枚の側面板６２を箱型に組み立ててなる容器部５１と、該容器部５１の開放側周縁部にＸ線不透過性の金属からなる基板５３とによって構成された箱形のパッケージ５５を本体としている。該パッケージ５５のＸ線放射側となる基板５３には、細いスリット状の開口部５２（例えば幅２ｍｍ程度）が形成されており、この開口部５２には基板５３の外側からチタン箔からなるＸ線透過窓５４が取り付けられている。

パッケージ５５の内部は高真空状態に保持されている。パッケージ５５内において、基板５３の開口部５２に表れているＸ線透過窓５４にはタングステン等のＸ線ターゲット５６が設けられている。また、パッケージ５５の内部には、Ｘ線透過窓５４と反対側の内面である背面基板６１の内面には背面電極５７が設けられ、その下方にはフィラメント状のカソード５８と、カソード５８から電子を引き出す第１制御電極５９と、第１制御電極５９が引き出した電子を加速する第２制御電極６０が順次配設されている。

このＸ線管によれば、第１制御電極５９によってカソード５８から引き出された電子は第２制御電極６０によって加速され、Ｘ線ターゲット５６と衝突してＸ線を発生させる。そして、電子の衝突によってＸ線ターゲット５６から発生したＸ線は、Ｘ線透過窓５４を透過してパッケージ５５の外に放射される。

Ｘ線は基板５３の開口部５２で規制されたＸ線透過窓５４から放射されるため、開口部５２の細長いスリット形状の寸法を所望のサイズに設定すれば、Ｘ線が放射される領域を実質的に線状としてＸ線透過窓５４のスリット幅でＸ線が広がるようにすることができる。このため、対象物の大きさに対応して有効な広さの照射エリアを比較的高い自由度で容易に設定することができ、照射エリアが狭い丸型管のＸ線管にはない効果を得ることができる。さらに、開口部５２の寸法・形状を所望のサイズの矩形溝状等に形成すれば、Ｘ線透過窓５４においてＸ線が放射される領域は円形のＸ線透過窓に比べて比較的容易に外形から判断できるため、Ｘ線を所定位置に精密に導く経路の設定をすることが比較的容易であるという利点もある。

本願発明者等は、図５及び図６に示した平型管タイプのＸ線管を開発する過程において、Ｘ線管から放射されるＸ線の強度が変動する現象を発見した。これは、Ｘ線管を駆動してＸ線を放射させると、放射されるＸ線の強度が使用時間の増大に連れて減少していくが、ある時間を越えると再び強まってくるという現象である。本願発明者等は、この現象について鋭意研究した結果、この未知の現象の詳細及び原因等について次のような知見を得るに至った。

図７は、本願発明者等が提案している平型管タイプのＸ線管の断面図である。基本的な構造は図５及び図６に示した平型管タイプのＸ線管と同様であり、図７中に図５及び図６と同様の符号を付してその説明を省略する。このＸ線管では、陰極５８から放出された電子がＸ線ターゲット５６に衝突すると、Ｘ線ターゲット５６からＸ線が放出され、これがＸ線透過窓５４から外方に向けて放射されるが、本願発明者等の研究によれば、この時、Ｘ線ターゲット５６に衝突した電子が反射してパッケージ５５内で第２制御電極６０の側に向けて反射する現象が発生していることが判明した。図７中には、Ｘ線ターゲット５６に衝突して反射し、パッケージ５５の内面に到達する電子の軌跡を示した。これは、本願発明の発明者等による研究により得られた成果であって、有限要素法を用いてパッケージ５５内における電界を解析することにより、Ｘ線ターゲット５６に衝突して反射した電子の軌道をシミュレーションしたものである。

さらに、本願発明者等は、Ｘ線管から放射されるＸ線の強度に対応するＸ線ターゲット電流相対値の時間的な変動を詳細に調査したところ、図８のような結果を得た。この例によれば、Ｘ線管の当初の電流値を１００％として連続駆動した場合、駆動時間が約１００時間になるまで電流値が減少していき（電流劣化）、駆動時間が約１００時間で電流値は当初の約６０％まで低下する。その後、電流値は増大に転じ、約２０００時間後には１００％を回復する（電流上昇）。Ｘ線管から放射されるＸ線の強度も、このＸ線ターゲット電流の時間的な変動に対応して変動する。

本願発明者等は、Ｘ線の強度に対応するＸ線ターゲット電流相対値の時間的変動の原因を、図７に示したような反射電子の挙動に求め、さらに鋭意研究した結果、次のような理解を得るに至った。
図９は、Ｘ線管の駆動時に発生する前記電流劣化の原因を説明する図である。図中、電子は丸付きのｅ^-で示し、その移動を矢印で示した。Ｘ線ターゲット５６に衝突して反射した電子は、パッケージ５５の内面に再び衝突し、反射することにより、Ｘ線透過窓５４がある基板５３と反対側の内面（背面電極５７がある背面基板６１）に帯電する。ここで図９において、背面基板６１の帯電の状態を先に示した丸付きのｅ^-と区別して示すために丸付きの−で示した。また、Ｘ線ターゲット５６に衝突して反射した電子は、パッケージ５５の内面に衝突することによりパッケージ５５のガラス板から２次電子を放出させ、この２次電子が背面基板６１に帯電する。このようにして、背面基板６１に帯電する反射電子及び２次電子が増えていくことにより、徐々にカソード５８から電子が放出されにくくなっていき、その結果としてＸ線ターゲット電流が駆動時間の経過と共に減少していく電流劣化が発生すると考えられる。

図１０は、Ｘ線管の駆動時に発生する前記電流上昇の原因を説明する図である。図中、電子は丸付きのｅ^-で示し、ナトリウムイオンは丸付きのＮａ⁺で示し、これらの移動を矢印で示した。前述したように背面基板に帯電する反射電子及び２次電子は徐々に増えていくが、やがて飽和する。その後は、反射電子がパッケージ５５の内面に衝突して２次電子を生成した際に生じたＮａ⁺（ナトリウムイオン）の影響が徐々に現れてくる。すなわち、このＮａ⁺が第２制御電極６０や第１制御電極５９、さらに背面電極５７に付着すると、これらの電極の実質上の電位が上昇し、カソード５８から電子を引き出す力が徐々に強まっていき、その結果としてＸ線ターゲット電流が駆動時間の経過と共に上昇していく電流上昇が発生すると考えられる。

本発明は、本願発明者等が発見した現象を分析した結果得られた新規な課題に鑑みてなされたものであって、高真空状態とされたパッケージの内部に電子源や制御電極やＸ線ターゲット等を有する平型管タイプのＸ線管において、特に時間の経過に伴ってＸ線の強度が変動する事象が発生しないようにすることを目的としている。

請求項１に記載されたＸ線管は、
スリット状の窓部が形成されたＸ線不透過性の基板と、前記基板の外面側から前記窓部を閉止するように設けられた前記窓部よりも大きいＸ線透過窓と、前記基板の内面側から前記窓部に設けられたＸ線ターゲットと、前記基板の内面側に取り付けられて内部が高真空状態とされた容器部と、前記容器部の内部に設けられて前記Ｘ線ターゲットに電子を供給する線状の電子源と、前記容器部の内部で前記電子源と前記Ｘ線ターゲットの間に配置されて前記電子源から電子を引き出すスリット状の開口部が形成された第１制御電極と、前記容器部の内部で前記第１制御電極と前記Ｘ線ターゲットの間に配置されて電子線の照射範囲を規制するスリット状の開口部が前記電子源と対応する位置に形成された第２制御電極とを備えたＸ線管において、
スリット状の前記窓部の長手方向の縁部に沿って互いに平行となるように、前記基板の内面側から前記基板側に前記窓部を囲んで一対の遮蔽電極を固定したことを特徴としている。

請求項２に記載されたＸ線管は、請求項１に記載のＸ線管において、
前記Ｘ線ターゲットに衝突して反射した電子を前記容器部の側面板の内面に到達させずかつ前記遮蔽電極と前記第２制御電極との間に放電が発生しないように、
前記基板と同材質の金属からなる前記遮蔽電極を前記窓部を挟んで一対が設けられており、
前記各遮蔽電極と前記第２制御電極の距離は、駆動電圧に対して、１０ｋＶ／ｍｍの限界放電電界を越えない距離に設定された寸法であることを特徴としている。

請求項１に記載されたＸ線管によれば、第１制御電極の作用によって電子源から引き出された電子は、第２制御電極によって規制された照射範囲のＸ線ターゲットに衝突する。これによってＸ線ターゲットからはＸ線が発生し、このＸ線はＸ線透過窓から外に放出される。一方、Ｘ線ターゲットに衝突した電子の中には反射するものもあり、その中には、何らの手当てをしない場合には容器部の内面等へ到達するような軌跡を見せるものもある。しかしながら、このＸ線管の基板の内面には、電子が衝突するＸ線ターゲットが設けられたスリット状の窓部に沿って遮蔽電極が設けられているため、遮蔽電極の間でＸ線ターゲットから反射した電子は、遮蔽電極に吸い取られてターゲット電流の一部となり、容器部の内面等へ到達することはない。このため、このＸ線管を連続的に駆動しても、時間の経過に伴って電子源からの電子の放出が不安定化することはなく、前述した電流劣化や電流上昇は発生しない。すなわち、時間経過に関わらず、ターゲット電流は安定的に常に一定、均一な強度のＸ線を放射することができる。
また、一般にＸ線管では、基板の窓部に設けたＸ線透過窓は強度の弱い金属箔から構成されているため、金属箔の破壊によってパッケージの気密状態が損なわれる事故が発生する可能性がある。しかし、本発明のＸ線管によれば、一対の遮蔽電極を、スリット状の窓部に設けられた窓部よりも大きいＸ線透過窓の両側において窓部の長手方向の縁部に沿って平行に基板に固定したため、Ｘ線透過窓の強度が向上し、基板のねじれや変形が減少し、金属箔からなるＸ線透過窓の破壊によるリーク事故が発生しにくくなった。

請求項２に記載されたＸ線管によれば、遮蔽電極はスリット状の窓部を挟んで一対が設けられており、一対の遮蔽電極の間隔、各遮蔽電極の高さ、そして遮蔽電極と第２制御電極の距離が実験により定められた適当な値の範囲内に定められているため、遮蔽電極と第２制御電極との間に放電は発生せず、かつ遮蔽電極に挟まれたＸ線ターゲットに衝突して反射した電子は容器部の内面に到達することなく遮蔽電極に達して吸い取られる。

第１実施形態のＸ線管における反射電子の軌跡を示した断面図である。第１実施形態のバリエーションのＸ線管における反射電子の軌跡を示した断面図である。第１実施形態の２種類のＸ線管と、本発明の発明者等が発明した従来のＸ線管における駆動時間とＸ線ターゲット電流の関係を示すグラフである。従来の丸管型のＸ線管の断面図と、そのＸ線照射領域を模式的に示した図である。本発明の発明者等が発明した旧型のＸ線管の断面図である。本発明の発明者等が発明した旧型のＸ線管の正面図である。本発明の発明者等が発明した旧型のＸ線管における反射電子の軌跡を示した断面図である。本発明の発明者等が発明した旧型のＸ線管における駆動時間とＸ線ターゲット電流の関係を示すグラフである。本発明の発明者等が発明した旧型のＸ線管における電流劣化の原因を説明するための断面図である。本発明の発明者等が発明した旧型のＸ線管における電流上昇の原因を説明するための断面図である。

本発明の第１実施形態を図１〜図３を参照して説明する。図１に示すＸ線管と図２に示すＸ線管は同一構造であるが、後述するように遮蔽電極のサイズが異なるバリエーションとして示したものである。図１及び図２中には、有限要素法を用いた電界解析によるシミュレーションで得た反射電子の軌道が示してある。また図３は、実施形態におけるこれら２例のＸ線管と、本発明の発明者等が発明した旧型のＸ線管について、駆動時間とＸ線ターゲット電流相対値の関係を示したグラフである。

図１及び図２に示す実施形態のＸ線管１は平型管タイプであり、箱型のパッケージ２を本体としている。このパッケージ２は、窓部３が形成されたＸ線不透過性の基板４と、基板４の内面となる側の面に取り付けられた箱型の容器部５によって構成されており、その内部は高真空状態に排気されている。基板４は、Ｘ線不透過性の４２６合金でできた矩形板であり、また容器部５はソーダライムガラスからなる背面板６と側面板７を組み立てて構成したものである。４２６合金とは４２％Ｎｉ、６％Ｃｒ、残部Ｆｅ等の合金であり、ソーダライムガラスと熱膨張係数が略等しい。

図１及び図２に示すように、基板４の中央には、Ｘ線を外部に照射するために、スリット状の開口である窓部３が形成されている。ここで、スリット状とは、長手方向と短手方向の２方向を有する形状一般を指称し、具体的には矩形状又は長円形状等の細長い形状を示す。なお、本実施形態では細長い矩形状である。そして、基板４の外面側には、窓部３よりも大きいチタン箔からなるＸ線透過窓８が窓部３を閉止して貼付されている。また、パッケージ２の内部において、基板４の窓部３の周囲の内面と、窓部３から覗くチタン箔のＸ線透過窓８の内面には、タングステンの膜が蒸着されることにより、Ｘ線ターゲット９が形成されている。Ｘ線ターゲット９は電子の衝突を受けてＸ線を放出する金属であり、モリブデンなどのタングステン以外の金属を用いることもできる。

次に、パッケージ２の内部の電極構成について説明する。
図１及び図２に示すように、パッケージ２の内部には、Ｘ線透過窓８と反対側の容器部５の内面（すなわち基板４と平行な背面板６の内面）に、背面電極１０が設けられている。背面電極１０の直上には、電子源である線状の陰極１１が張設されている。陰極１１は、タングステン等からなるワイヤー上の芯線の表面に炭酸塩を施したものであり、芯線を通電加熱することで熱電子を放出することができる。

陰極１１の上方には、陰極１１から電子を引き出すための第１制御電極１２が設けられている。第１制御電極１２には、スリット状の開口部１３が形成されており、その開口部１３内にはメッシュが設けられている。

第１制御電極１２の上方には、電子線の照射範囲を規制する第２制御電極１４が設けられている。第２制御電極１４は、矩形の中央板部１５の四方を板体１６に囲まれた箱型の電極部材であり、背面電極１０と陰極１１と第１制御電極１２を囲んで背面板６の内面上に配置されている。第２制御電極１４の中央板部１５には、線状の陰極１１と対応する位置に、スリット状の開口部１７が形成されている。この開口部１７は、第１制御電極１２の開口部１３よりも幅が小さく、第１制御電極１２の開口部１３と同様にメッシュが形成されている。

前記基板４の内面には、基板４のスリット状の窓部３の長手方向に沿って平行に遮蔽電極２０が立設されている。この遮蔽電極２０は一対の板状の電極部材であり、電気的にはＸ線ターゲット９に導通している。この一対の遮蔽電極２０，２０は、第１制御電極１２の開口部１３の長手方向又は第２制御電極１４の開口部１５の長手方向に沿った矩形状であり、Ｘ線ターゲット９が被着されている基板４の内面側から、スリット状の窓部３の長手方向の縁部に沿って互いに平行となるように基板４側に溶接にて固定されている。

基板４と垂直なこれら一対の遮蔽電極２０，２０の高さ方向の寸法（高さ）ｈは、第２制御電極１４との間に放電が発生せず、かつ一対の遮蔽電極２０，２０の間でＸ線ターゲット９に衝突して反射した電子の軌道を遮り、容器部５の側面板７に到達させないために、本願発明者の知見、有限要素法を用いた電界解析による電子軌道のシミュレーション及び実験結果に基づいて、以下に説明するように設定されている。

図１は遮蔽電極２０の高さｈが２．５ｍｍの例であり、この時には遮蔽電極２０と第２制御電極１４の間隔Ｄは３ｍｍとなっている。また図２は遮蔽電極２０の高さｈが４．０ｍｍの例であり、この時には遮蔽電極２０と第２制御電極１４の間隔Ｄは１．５ｍｍとなっている。すなわち、基板と第２制御電極の距離は、5.5ｍｍに設定されている。少なくとも図１の例のように、ｈ＝２．５ｍｍ以上で容器部５の側面板７に到達する電子が減少してＸ線ターゲット電流の変動が減少する効果が現れ始める。図示はしないがｈ＝３．５ｍｍでは容器部５の側面板７に到達する電子はさらに少なくなり、図２の例のようにｈ＝４．０ｍｍを越えると反射電子の側面板７への到達はほぼなくなり、前述した電流劣化及び電流上昇は見られなくなる。

また、本願発明者の知見によれば、遮蔽電極２０と第２制御電極１４との間に放電を発生させないためには、このＸ線管１におけるＸ線ターゲット９と第２制御電極１４の電位差が数ｋＶ程度の場合には、遮蔽電極２０と第２制御電極１４の実際の間隔は図１及び図２の例のように少なくとも１ｍｍ以上であることが好ましい。一般的な真空管においては、電極間の放電の限界電界は１０ｋＶ／ｍｍと言われているため、本実施形態では安全を見て、本実施形態における駆動電圧５ｋＶの倍の電圧でも放電が起きないような条件として、遮蔽電極２０と第２制御電極１４の間隔は１ｍｍとしている以上設けるものとした。

図３は、図１に示す実施形態のＸ線管（ｈ＝２．５ｍｍ）と、図２に示す実施形態のＸ線管（ｈ＝４．０ｍｍ）と、本願発明者が発明した旧型のＸ線管（ｈ＝０ｍｍ、すなわち遮蔽電極２０がないもの）における駆動時間とＸ線ターゲット電流相対値の関係を示したグラフである。このグラフに示すように、本願発明者が発明した旧型のＸ線管（ｈ＝０ｍｍ）によれば、既に図８を参照して説明した通り、時間経過に伴ってＸ線ターゲット電流が大きく変動しており、最大で６０％の電流劣化が見られ、その後１００％を回復する電流上昇が見られる。ところが、図１に示す実施形態のＸ線管（ｈ＝２．５ｍｍ）によれば、旧型のＸ線管に比べ、電流劣化の進行が緩和されており、電流上昇が早まっている。すなわち、旧型のＸ線管のＸ線ターゲット電流値が最低の約６０％に達した約６０時間経過後にはまだ８０％を維持しており、最低を示した後の電流上昇も旧型のＸ線管より早い。さらに、図２に示す実施形態のＸ線管（ｈ＝４．０ｍｍ）によれば、旧型のＸ線管のＸ線ターゲット電流値が最低の約６０％に達した約６０時間経過までは電流劣化は見られず、その後若干劣化するが、その電流劣化は最大でも９０％程度である。その程度の電流劣化が発生するのは１００時間経過後であるが、その後電流劣化の状態が永続することはなく、直ちに元の電流値に回復している。

このように、本実施形態のＸ線管１によれば、第１制御電極１２の作用によって陰極１１から引き出された電子は、第２制御電極１４によって所定の照射範囲に規制され、一対の遮蔽電極２０，２０の間にあるＸ線ターゲット９に衝突する。これによってＸ線ターゲット９からはＸ線が発生し、このＸ線はＸ線透過窓８から外に放出される。一方、Ｘ線ターゲット９に衝突した電子の中には反射するものもあり、その中には、何らの手当てをしない場合には容器部５の側面板７等へ到達するような軌跡を見せるものもある。しかしながら、Ｘ線管１の基板４の内面には、電子が衝突するＸ線ターゲット９が設けられた窓部３を囲んで遮蔽電極２０が設けられているため、遮蔽電極２０，２０の間でＸ線ターゲット９から反射した電子は、遮蔽電極２０に吸い取られてターゲット電流の一部となり、容器部５の内面等へは到達しない。このため、このＸ線管１を連続的に駆動しても、前述したように時間の経過に伴って陰極１１からの電子の放出が不安定化することはなく、前述した電流劣化や電流上昇が発生せず、ターゲット電流は安定化して常に一定のＸ線を放射することができる。

また、本実施形態のＸ線管１によれば、タングステン等の原子番号の大きな元素の蒸着膜によってＸ線ターゲット９を構成しているので、ここに衝突した電子の多数が反射電子となる。しかし、Ｘ線ターゲット９を挟んで設けられた遮蔽電極２０，２０を、基板４と同材質の金属で基板４と一体に構成したので、反射電子を基板４及びＸ線ターゲット９と電気的に一体である遮蔽電極２０で捕捉することができる。

また、一般にＸ線管では、基板の窓部に設けたＸ線透過窓は強度の弱い金属箔から構成されているため、金属箔の破壊によってパッケージの気密状態が損なわれる事故が発生する可能性がある。しかし、本実施形態のＸ線管１によれば、基板４と同一の金属からなる遮蔽電極２０を、スリット状の窓部３に設けられたＸ線透過窓８の両側において長手方向に沿って平行に基板４に溶接で固定したため、Ｘ線透過窓８の強度が向上し、基板のねじれや変形が減少し、金属箔の破壊によるリーク事故が発生しにくくなった。

なお、第１制御電極１２、第２制御電極１４及び遮蔽電極２０は、ソーダライムガラス製の容器部５と熱膨張係数をほぼ等しくするために、基板４と同様、４２６合金を使用することが望ましい。なお、容器部５の材質がソーダライムガラス以外のガラス板の場合、基板４、第１制御電極１２、第２制御電極１４及び遮蔽電極２０は、容器部５の熱膨張係数に略等しくなるように他の材質の金属板を使用しても良い。

１…Ｘ線管
２…パッケージ
３…窓部
４…基板
５…容器部
８…Ｘ線透過窓
９…Ｘ線ターゲット
１１…電子源としての陰極
１２…第１制御電極
１４…第２制御電極
２０…遮蔽電極

Claims

スリット状の窓部が形成されたＸ線不透過性の基板と、前記基板の外面側から前記窓部を閉止するように設けられた前記窓部よりも大きいＸ線透過窓と、前記基板の内面側から前記窓部に設けられたＸ線ターゲットと、前記基板の内面側に取り付けられて内部が高真空状態とされた容器部と、前記容器部の内部に設けられて前記Ｘ線ターゲットに電子を供給する線状の電子源と、前記容器部の内部で前記電子源と前記Ｘ線ターゲットの間に配置されて前記電子源から電子を引き出すスリット状の開口部が形成された第１制御電極と、前記容器部の内部で前記第１制御電極と前記Ｘ線ターゲットの間に配置されて電子線の照射範囲を規制するスリット状の開口部が前記電子源と対応する位置に形成された第２制御電極とを備えたＸ線管において、
スリット状の前記窓部の長手方向の縁部に沿って互いに平行となるように、前記基板の内面側から前記基板側に前記窓部を囲んで一対の遮蔽電極を固定したことを特徴とするＸ線管。
前記Ｘ線ターゲットに衝突して反射した電子を前記容器部の側面板の内面に到達させずかつ前記遮蔽電極と前記第２制御電極との間に放電が発生しないように、
前記基板と同材質の金属からなる前記遮蔽電極を前記窓部を挟んで一対が設けられており、
前記各遮蔽電極と前記第２制御電極の距離は、駆動電圧に対して、１０ｋＶ／ｍｍの限界放電電界を越えない距離に設定された寸法であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線管。