放射線管及びそれを用いた放射線発生装置
【課題】中間電極と集束電極又は電子源との間で放電が発生した場合に、放電電流を低減することにより、この放電が引き金となって発生する２次放電を防止し、高耐圧化された放射線管及びそれを用いた放射線発生装置を提供する。
【解決手段】電子銃構造体５が接続された陰極２と、ターゲット１２が設けられた陽極３と、の間に、絶縁性の管状側壁４が電子銃構造体５を囲んで配置された放射線管であって、管状側壁４には、管状側壁４の中心軸方向の中間部に電位規定部材１３が設けられ、電位規定部材１３は、電気抵抗部材１４又はインダクタ１５を介して電位規定手段と電気的に接続され、陰極２の電位よりも大きく、かつ陽極３の電位よりも小さい電位に規定されることを特徴とする放射線管。
【解決手段】電子銃構造体５が接続された陰極２と、ターゲット１２が設けられた陽極３と、の間に、絶縁性の管状側壁４が電子銃構造体５を囲んで配置された放射線管であって、管状側壁４には、管状側壁４の中心軸方向の中間部に電位規定部材１３が設けられ、電位規定部材１３は、電気抵抗部材１４又はインダクタ１５を介して電位規定手段と電気的に接続され、陰極２の電位よりも大きく、かつ陽極３の電位よりも小さい電位に規定されることを特徴とする放射線管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過型ターゲットを用いた放射線管及びそれを用いた放射線発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型放射線管は、陰極、陽極及び絶縁性の管状側壁からなる真空管であって、陰極の電子源から放出された電子を、陰極−陽極間に印加された高電圧で加速し、陽極に設けられた透過型ターゲットに照射して放射線を発生させる。発生した放射線は放射線取り出し窓を兼ねる透過型ターゲットから外部に放出される。このような透過型放射線管は、医療用や工業用の放射線発生装置に採用されている。
【０００３】
従来、このような透過型放射線管や反射型放射線管では、放射線管の耐電圧性能（以下、「耐圧」）の確保が課題となっていた。耐圧確保の方法として、特許文献１には、透過型放射線管において、電子の集束電極の陰極側の端部を管状側壁と陰極に挟んで固定し、かつ管状側壁と集束電極の間に隙間を作る構造により、管状側壁の沿面距離を稼いで耐圧を向上させる技術が開示されている。また、特許文献２や非特許文献１には、反射型放射線管において、中間電位電極（中間電極）を設ける構造により耐圧を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−１８０６６０号公報
【特許文献２】特開２０１０−０８６８６１号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「カーボンナノ構造体を利用した可搬型Ｘ線源を開発」，産業技術総合研究所プレスリリース，２００９年３月１９日発表
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記文献の技術において、更に耐圧を上げようとした場合、次のような課題があった。特許文献１の技術では、管状側壁の電位が、管状側壁の誘電率（場合によっては体積抵抗）によって場所毎に決まり、集束電極と管状側壁の内壁との距離によっては、集束電極と管状側壁の内壁との間で放電が発生する可能性があった。特許文献２や非特許文献１の技術では、中間電極が管状側壁の内壁面よりも内部空間へ突出しているため、中間電極の先端部や、中間電極と放射線管の内壁との境界部から電子放出し、中間電極と陽極との間で放電が発生する可能性があった。
【０００７】
上記放電を抑制するために、発明者らは中間電極を適当に電位規定する考えに至ったが、中間電極を適当に電位規定した構造でさえ、中間電極−集束電極間、又は中間電極−電子源間で放電が発生する可能性があった。ここで放電が発生すると、中間電極の電位が急激に下がるなどし、管状側壁の帯電状態によっては、陽極と集束電極又は陰極との間の２次放電を誘発させる可能性があった。
【０００８】
そこで、本発明は、中間電極と集束電極又は電子源との間で放電が発生した場合に、放電電流を低減することにより、この放電が引き金となって発生する２次放電を防止し、高耐圧化された放射線管及びそれを用いた放射線発生装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、電子放出部を有する電子銃構造体が接続された陰極と、該電子放出部から放出された電子の照射により放射線を発生するターゲットが設けられた陽極と、の間に、絶縁性の管状側壁が該電子銃構造体を囲んで配置された放射線管であって、
前記管状側壁には、前記管状側壁の中心軸方向の中間部に電位規定部材が設けられ、
前記電位規定部材は、電気抵抗部材又はインダクタを介して電位規定手段と電気的に接続され、前記陰極の電位よりも大きく、かつ前記陽極の電位よりも小さい電位に規定されることを特徴とする放射線管を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、放射線管の管状側壁の中心軸方向の中間部に電位規定部材を設け、電位規定部材を電気抵抗部材又はインダクタを介して電位規定手段と電気的に接続し、電位規定部材の電位を陰極の電位よりも大きく、かつ陽極の電位よりも小さい電位に規定する。電位規定部材と電位規定手段の間に電気抵抗部材又はインダクタを配置しているため、中間電極と集束電極又は電子源との間での放電が発生しにくい。また、中間電極と集束電極又は電子源との間で放電が発生した場合でも、電位規定部材から集束電極又は電子源に流れ込む放電電流を低減することができる。これにより、中間電極と集束電極又は電子源との間での放電が引き金となって発生する２次放電を防止することができる。よって、高耐圧化された放射線管、及び高エネルギー出力を可能とする放射線発生装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の放射線管の例を示す断面模式図である。
【図２】本発明の放射線管の別の例を示す断面模式図である。
【図３】本発明の放射線管を用いた放射線発生装置の概略模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の放射線管及び放射線発生装置の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但し、下記実施形態に記載されている構成部材の材質、寸法、形状、相対配置等は、特に記載がない限り、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。
【００１３】
図１に従い本発明の放射線管の構成を説明する。図１（ａ）（ｂ）は本発明の実施形態を例示列挙し、これらの断面を模式的に示した図である。
【００１４】
放射線管１は、陰極２、陽極３、及び絶縁性の管（以下、「管状側壁」）４からなる真空管である。
【００１５】
陰極２には電子放出部を有する電子銃構造体５が接続されており、電子銃構造体５は陽極３に向かって突出させて設けられている。電子銃構造体５は主に電子源６、グリッド電極７、集束電極８からなる。
【００１６】
電子源６は電子を放出する。電子源６には電子放出素子として冷陰極、熱陰極のいずれも用いることができるが、本実施形態の放射線管に適用する電子源としては、大電流を安定して取り出せる含浸型カソード（熱陰極）を好適に使用することができる。含浸型カソードは、電子放出部近傍のヒーターに通電することにより、カソードの温度を上昇させ、電子を放出する。
【００１７】
グリッド電極７は、電子源６から放出された電子を真空中に引き出すために所定の電圧が印加される電極である。グリッド電極７は、電子源６と所定の距離を持って配置される。また、グリッド電極７の形状、孔径、開口率等は、電子の引き出し効率やカソード近傍の排気コンダクタンスを考慮して決定される。例えば線径５０μｍ程度のタングステンメッシュを好適に使用することができる。
【００１８】
集束電極８は、グリッド電極７によって引き出された電子線の広がり（＝ビーム径）を制御するために配置される電極である。通常、集束電極８には数百Ｖ〜数ｋＶ程度の電圧が印加されてビーム径の調節を行う。電子源６近傍の構造や印加電圧によっては、集束電極８を省略し、電界によるレンズ効果のみによって電子線を集束することも可能である。
【００１９】
陰極２は絶縁部材９を有する。絶縁部材９には電子源駆動用端子１０とグリッド電極用端子１１が、陰極２とは電気的に絶縁されるように固定されている。電子源駆動用端子１０及びグリッド電極用端子１１は、放射線管１内の電子源６及びグリッド電極７からそれぞれ陰極側に向かって延びており、放射線管１の外部へと引き出されている。集束電極８は直接陰極２に固定され、陰極２と同電位に規定されている。但し、集束電極８を陰極２と絶縁して、陰極２とは別の電位を与えられるようにしても良い。この場合、電子源６から放出された電子が効率良くターゲット１２に照射されるような電位を適宜選ぶと良い。
【００２０】
陽極３は、所定のエネルギーを有する電子線が照射されることにより、放射線を発生させるターゲット１２を有する。この陽極３には数十ｋＶ〜百ｋＶ程度の電圧が印加される。電子源６により発生し、電子放出部から放出されグリッド電極７により引き出された電子線は、集束電極８により陽極３上のターゲット１２へと向けられ、陽極３に印加された電圧により加速されて、ターゲット１２と衝突し、放射線が発生する。発生した放射線は全方向に放射され、全方向に放射された放射線のうち、ターゲット１２を透過した放射線が放射線管１の外部に取り出される。
【００２１】
ターゲット１２は、金属膜と金属膜を支持する基板からなる構成、又は金属膜のみからなる構成とすることができる。金属膜と金属膜を支持する基板からなる構成とする場合には、放射線を透過する基板の電子線照射面（電子銃構造体側の面）に、電子線の衝突により放射線を発生する金属膜を配置する。金属膜は、通常、原子番号２６以上の金属材料を用いることができる。具体的には、タングステン、モリブデン、クロム、銅、コバルト、鉄、ロジウム、レニウム等、又はこれらの合金材料を用いた薄膜を好適に用いることができ、スパッタリング等の物理成膜によって緻密な膜構造をとるように形成される。金属膜の膜厚は、加速電圧によって電子線浸入深さ即ち放射線発生領域が異なるため、最適な値が異なるが、百ｋＶ程度の加速電圧を印加する場合には通常、数μｍ〜十μｍ程度の厚さである。一方、基板は、放射線の透過率が高く、熱伝導率が高く、真空封止に耐える必要があり、ダイヤモンド、窒化ケイ素、炭化ケイ素、炭化アルミ、窒化アルミ、グラファイト、ベリリウム等を好適に用いることができる。放射線の透過率が高く、熱伝導率がタングステンよりも高い、ダイヤモンド、窒化アルミ、窒化ケイ素を用いるのがより好ましい。特に、ダイヤモンドは、他の材料に比べて熱伝導率が極めて高く、放射線の透過率も高く、真空を保持しやすいため、より優れている。基板の厚さは、上記の機能を満足すれば良く、材料によって異なるが、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下が好ましい。ターゲット１２と陽極３の接合は、熱的接合の他、真空の維持を考慮し、ろう附けや溶接が好適である。
【００２２】
管状側壁４は、ガラスやセラミック等の絶縁部材で形成され、陰極２と陽極３の間に、電子銃構造体５を囲んで配置される。管状側壁４の両端がそれぞれ陰極２及び陽極３とろう附けや溶接によって接合される。管状側壁４は、真空管を形成できれば良く、形状には制約は多くないが、小型化や作り易さの観点からすると円筒形が好ましい。放射線管１内の真空度を良くするために加熱排気を行う場合には、陰極２、陽極３、管状側壁４、及び絶縁部材９は熱膨張率が近い材料を用いるのが良い。例えば、陰極２及び陽極３にはコバールやタングステン、管状側壁４及び絶縁部材９にはホウケイ酸ガラスやアルミナを用いると良い。
【００２３】
上述の放射線管では、陰極側に設置された電極の中で、集束電極８が最も管状側壁４の近くに配置されている。このような場合、管状側壁４と集束電極８の空間耐圧を上げることによって、放射線管１を更に高耐圧化させることができる。空間耐圧は、管状側壁４と集束電極８の間の電界強度を弱めれば達成できる。放射線管を大型化させずに電界強度を弱める手段として、管状側壁４の中心軸方向の中間部に電位規定部材１３を設け、適当な電位に規定する。尚、以下、図１に従い集束電極８が有る場合について説明するが、集束電極８がない場合においても、電子銃構造体５をなす、例えばグリッド電極７に置き換えて適用できる。また、電子源６の形態によっては、グリッド電極７がない場合もあるが、そのような場合でも、他の電子銃構造体５の構成要素に置き換えて適用できる。
【００２４】
電位規定部材１３の電位は、集束電極８と電位規定部材１３との間で放電が発生しないように規定するが、製造工程において発生したバリや異物の付着によって放電が発生する可能性がある。この時、電位規定部材１３の電位が集束電極８の電位に短時間で近づき、管状側壁４の帯電状態によっては、陽極−集束電極間、又は陽極−陰極間の２次放電を誘発する可能性がある。この２次放電の誘発を防ぐために、電位規定部材１３は電気抵抗部材１４（図１（ａ））又はインダクタ１５（図１（ｂ））を介して電位規定手段と電気的に接続し、陰極２の電位よりも大きく、かつ陽極３の電位よりも小さい電位に規定するのが良い。電気抵抗部材１４やインダクタ１５によって、電位規定部材１３と集束電極８との間で放電が発生した場合に、電位規定部材１３から集束電極８に流れ込む放電電流を低減することができる。これにより、管状側壁４の帯電などによる近傍の２次放電を防止することができる。電気抵抗部材１４やインダクタ１５の配置方法は用途に応じて適宜選択すれば良い。代表的な方法を以下に述べる。
【００２５】
第一の方法は、電気抵抗部材１４やインダクタ１５を放射線管１の外部に配置する方法である。この方法のメリットとしてはメンテナンス性の向上が挙げられる。万一放電した場合、電気抵抗部材１４やインダクタ１５は放電電流によってダメージを受けることがあるが、放射線管自体が不良品となる可能性は低くなる。よって、ダメージを受けた電気抵抗部材１４やインダクタ１５を交換することによって放射線発生装置としての劣化を防止できる。
【００２６】
第二の方法は、図２に示すように、電気抵抗部材１４を管状側壁４の壁厚方向に局部的に形成する方法である。この電気抵抗部材１４の電位規定のために電位規定部材１３とは別の電位規定部材１６を配置するのが好ましい。例えば管状側壁４の内壁側に設けられた電位規定部材１３と、管状側壁４の外壁側に設けられた別の電位規定部材１６と、により電気抵抗部材１４を挟むのが良い。第一の方法では、配線等で２次放電が発生する可能性があり、配置場所によっては電気回路にダメージを与える可能性がある。このような懸念がある場合においては第二の方法を選択する方が好ましい。
【００２７】
この電気抵抗部材１４の形成方法としては、図２に示すように、予め電気抵抗部材１４を電位規定部材１３と別の電位規定部材１６で挟んだ部材を形成し、この部材と管状側壁４を溶接等で接続する方法が考えられる。
【００２８】
この電気抵抗部材１４の他の形成方法としては、まず、管状側壁４として絶縁性のセラミックを用い、管状側壁４の壁厚方向に、Ｃｒ、Ｆｅ等の金属元素を含有する導電性物質をドープするドーピングを実施する。そして、管状側壁４の一部分に酸化クロムや酸化鉄等が拡散して含有され局部的に低抵抗化させ、管状側壁４の部材に対して、相対的に低抵抗や高インダクタンスとして、所定の電気定数を有する領域を形成する方法が考えられる。この方法では、管状側壁４へのドーピングにより低抵抗化された領域が電気抵抗部材１４になる。前述の低抵抗化した領域を挟んで管状側壁４の内壁側や外壁側に、電位規定領域を確定する電位規定部材として適当な電極を配置することも可能である。前述の低抵抗化した領域も、電位規定部材（前記電極）を配置する領域も、静電耐圧の観点からは、管状側壁４の中心軸方向における陰極２からの距離が同一な位置に、電子源６から見て管状側壁４の中心軸に対して点対称となるように配置されるのが好ましい。例えば管状側壁４の中心軸方向における陰極２からの距離が同一な位置に、環状に配置することもできるし、管状側壁４の中心軸方向における陰極２からの距離が同一な位置の複数個所に離散的に配置することもできる。
【００２９】
ドーピング法は、内部が減圧され大気圧加重がかかる管状側壁４に、応力を集中させるようなトリミング部や、線膨張の異なる他の部材との界面を形成する事が無い為、製造工程の短縮化やローコスト化に加え、放射線管の強度信頼性においても好適な手法である。
【００３０】
絶縁性のセラミックとしては、アルミナ、ジルコニア等を使用可能であり、室温の体積抵抗が１×１０6Ωｍ以上の絶縁性、又は比誘電率が２０以下の誘電性を有する事が耐圧を確保する点で好ましい。絶縁性のセラミックからなる管状側壁４に対するドーピング方法としては、任意の方法が適用可能であるが、例えばバブルジェット（登録商標）方式、インクジェット方式、イオンプレーティング法、スパッタリング法、蒸着法等を適用可能である。ドーパントとしては、絶縁性の管状側壁４の壁厚方向に導電性を付与可能な材料であれば良い。例えばＳｂ、Ｍｇ等の半金属、金属、金属酸化物を適宜適用可能である。熱的に安定で再現性の良い抵抗値を持つ点で、遷移金属又は遷移金属の酸化物が好ましく適用可能である。例えばＦｅ、Ｔｉ、Ｙ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｒｕ等、又はこれらの酸化物等を用いることが可能である。
【００３１】
電気抵抗部材１４又はインダクタ１５の電気抵抗値は１００ｋΩ以上であることが望ましい。１００ｋΩ以上であれば放電電流を低減することができるが、より好ましくは１ＭΩ以上であれば放電電流をより一層効果的に低減可能である。インダクタ１５又は電気抵抗部材１４のインダクタンス値は１０ｍＨ以上であることが望ましい。１０ｍＨ以上であれば放電電流を低減することができるが、より好ましくは１００ｍＨ以上であればより一層放電電流を効果的に低減可能である。
【００３２】
上述のような放射線管１を用いて放射線発生装置１７を作製することができる。図３に本発明の放射線管を用いた放射線発生装置の概略模式図を示す。放射線発生装置１７は、筺体１８の中に、放射線管１及び放射線管１と電気的に接続された電源回路１９を収納してなる。筺体１８には、放射線管１のターゲット１２（不図示）の位置に合わせて放射線放射窓２０を設けている。また、筺体１８の中は絶縁油等の絶縁性流体２１で満たされ、封止されている。放射線管１のうち、陰極２、陽極３、電子源駆動用端子１０、グリッド電極用端子１１及び電位規定部材１３は電源回路１９に接続され、適当な電位に規定される。図３では、電気抵抗部材１４を介して電位規定部材１３が電源回路１９と電気的に接続された構成としている。電気抵抗部材１４に替えてインダクタ１５を設けても良い。電源回路１９は、電位規定部材１３の電位規定手段としての電圧源を有する（不図示）。
【実施例】
【００３３】
［実施例１］
本実施例は上記実施形態で例示された構成の一例であり、以下、図１（ａ）を用いて説明する。図１（ａ）は放射線管を管状側壁４の中心軸で割った切断面の模式図である。本実施例の放射線管１は、陰極２、陽極３、管状側壁４、電子銃構造体５、絶縁部材９、電子源駆動用端子１０、グリッド電極用端子１１、ターゲット１２、電位規定部材１３及び電気抵抗部材１４からなる。尚、電子銃構造体５は、電子源６、グリッド電極７、集束電極８からなる。
【００３４】
陰極２、陽極３及び電位規定部材１３にはコバール、管状側壁４及び絶縁部材９にはアルミナを用い、溶接によって接合している。管状側壁４は円筒形とした。電子源６として含浸型カソードを用いた。このカソードは電子放出部（エミッタ）が含浸された円柱形状をしており、筒形のスリーブ上端に固定されている。スリーブ内にはヒーターが取り付けられており、このヒーターに電子源駆動用端子１０より通電することによってカソードが加熱されて電子が放出される。電子源駆動用端子１０は絶縁部材９にろう附けされている。
【００３５】
ターゲット１２は、板厚０．５ｍｍのシリコンカーバイド基板上に膜厚５μｍのタングステン膜を形成した構成とし、陽極３にろう附けされている。
【００３６】
電子銃構造体５は、電子源６と、電子源６からターゲット１２に向かってグリッド電極７と集束電極８を順に配置してなる。グリッド電極７はグリッド電極用端子１１から通電され、電子源６から電子を効率良く引き出す。グリッド電極用端子１１は電子源駆動用端子１０と同様に絶縁部材９にろう附けされている。集束電極８は陰極２に溶接され、陰極２と同電位に規定される。集束電極８は、グリッド電極７によって引き出された電子ビームのビーム径を絞り、電子ビームを効率良くターゲット１２に照射させる。
【００３７】
陰極２、陽極３及び管状側壁４の外径はΦ６０ｍｍ、内径はΦ５０ｍｍ、集束電極８の外形はほぼ円柱でΦ２５ｍｍであり、それぞれの中心を合わせている。管状側壁４は中心軸方向の中間部に電位規定部材１３を挟み２分されており、トータルの長さが７０ｍｍである。電位規定部材１３は外径Φ６０ｍｍ、内径Φ５０ｍｍで厚さが５ｍｍのリングであり、陰極２から３５ｍｍ（陽極３から３０ｍｍ）の位置に接合されている。
【００３８】
最後に、加熱しながら、陰極２に溶接された不図示の排気管から排気し、封止される。
【００３９】
上記方法で、図１（ａ）の放射線管１を作製し、絶縁油中で高電圧印加を試みた。陰極２を接地し、陽極３を高圧電源に接続し、１００ｋＶまで昇圧した。電位規定部材１３は、放射線管１の外部に配置した電気抵抗部材１４を介して陽極３の電位の５分の１で連動するように規定した。電気抵抗部材１４は１００ｋΩとした。電気抵抗部材１４を配置しない場合と比べて、１００ｋＶまでの累積放電回数は同等レベルであったが、電位規定部材１３から集束電極８に流れ込む放電電流が抑制されたことを確認した。
【００４０】
更に、上記放射線管１を用いて、図３に示す放射線発生装置１７を作製した。電気抵抗部材１４は上記同様１００ｋΩとした。陰極２の電位は−５０ｋＶ、陽極３の電位は５０ｋＶとし、電位規定部材１３の電位を−３０ｋＶとし、作製した放射線発生装置１７を用いて放射線を発生させたところ、放電による障害なく放射線を発生させることができた。
【００４１】
［実施例２］
本実施例は実施例１とは異なり、図１（ｂ）に示すように、電気抵抗部材１４に替えてインダクタ１５を配置した。
【００４２】
この放射線管１において、インダクタ１５は１０ｍＨとし、実施例１と同様の確認を行ったところ、実施例１と同様に、電位規定部材１３から集束電極８に流れ込む放電電流が抑制された。
【００４３】
更に、上記放射線管１を用いて作製した放射線発生装置１７も、実施例１と同様に、放電による障害なく放射線を発生させることができた。
【００４４】
［実施例３］
本実施例は実施例１とは異なり、図２に示すように、電気抵抗部材１４が電位規定部材１３と別の電位規定部材１６とで挟まれるよう形成した。電気抵抗部材１４として金属酸化物粒子を分散させた導電性のセラミックを用いた。このセラミックをリング状に加工し、管状側壁４の内壁側に電位規定部材１３、管状側壁４の外壁側に別の電位規定部材１６を接合した部材を予め用意し、管状側壁４と別の電位規定部材１６を接合するように形成した。電気抵抗部材１４は約１ＭΩとした。
【００４５】
このように作製した放射線管１において、実施例１と同様の確認を行った。実施例１と比べて電気抵抗部材１４の抵抗を大きくしたため、１００ｋＶまでの累積放電回数は同等レベルであったが、電位規定部材１３から集束電極８に流れ込む放電電流がより抑制されたことを確認した。
【００４６】
更に、上記放射線管１を用いて作製した放射線発生装置１７も、放電による障害なく放射線を発生させることができた。
【００４７】
［実施例４］
本実施例は、アルミナからなる管状側壁４の、実施例１で電気抵抗部材１４を配置した領域に、陰極や陽極等の他の構成部材とアセンブリする前に、イオンプレーティング法とベーキング法により、酸化鉄をアルミナ中にドーピングして低抵抗化した領域を形成した。この低抵抗化した領域を電気抵抗部材１４とし、この低抵抗化した領域を挟んで管状側壁４の内壁側と外壁側にそれぞれ電位規定部材１３と別の電位規定部材１６を環状に配置した。以上のようにして得られた管状側壁４の電位規定部材１３と別の電位規定部材１６との間の抵抗値を測定したところ、１２０ｋΩであった。
【００４８】
このように作製した放射線管１において、実施例１と同様の確認を行った。実施例１と比べて電気抵抗部材１４の抵抗を高くしたため、１００ｋＶまでの累積放電回数は同等レベルであったが、電位規定部材１３から集束電極８に流れ込む放電電流がより抑制されたことを確認した。
【００４９】
更に、上記放射線管１を用いて作製した放射線発生装置１７も、放電による障害なく放射線を発生させることができた。
【符号の説明】
【００５０】
１：放射線管、２：陰極、３：陽極、４：管状側壁、５：電子銃構造体、６：電子源、７：グリッド電極、８：集束電極、９：絶縁部材、１０：電子源駆動用端子、１１：グリッド電極用端子、１２：ターゲット、１３：電位規定部材、１４：電気抵抗部材、１５：インダクタ、１６：別の電位規定部材、１７：放射線発生装置、１８：筺体、１９：電源回路、２０：放射線放射窓、２１：絶縁性流体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過型ターゲットを用いた放射線管及びそれを用いた放射線発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型放射線管は、陰極、陽極及び絶縁性の管状側壁からなる真空管であって、陰極の電子源から放出された電子を、陰極−陽極間に印加された高電圧で加速し、陽極に設けられた透過型ターゲットに照射して放射線を発生させる。発生した放射線は放射線取り出し窓を兼ねる透過型ターゲットから外部に放出される。このような透過型放射線管は、医療用や工業用の放射線発生装置に採用されている。
【０００３】
従来、このような透過型放射線管や反射型放射線管では、放射線管の耐電圧性能（以下、「耐圧」）の確保が課題となっていた。耐圧確保の方法として、特許文献１には、透過型放射線管において、電子の集束電極の陰極側の端部を管状側壁と陰極に挟んで固定し、かつ管状側壁と集束電極の間に隙間を作る構造により、管状側壁の沿面距離を稼いで耐圧を向上させる技術が開示されている。また、特許文献２や非特許文献１には、反射型放射線管において、中間電位電極（中間電極）を設ける構造により耐圧を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−１８０６６０号公報
【特許文献２】特開２０１０−０８６８６１号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「カーボンナノ構造体を利用した可搬型Ｘ線源を開発」，産業技術総合研究所プレスリリース，２００９年３月１９日発表
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記文献の技術において、更に耐圧を上げようとした場合、次のような課題があった。特許文献１の技術では、管状側壁の電位が、管状側壁の誘電率（場合によっては体積抵抗）によって場所毎に決まり、集束電極と管状側壁の内壁との距離によっては、集束電極と管状側壁の内壁との間で放電が発生する可能性があった。特許文献２や非特許文献１の技術では、中間電極が管状側壁の内壁面よりも内部空間へ突出しているため、中間電極の先端部や、中間電極と放射線管の内壁との境界部から電子放出し、中間電極と陽極との間で放電が発生する可能性があった。
【０００７】
上記放電を抑制するために、発明者らは中間電極を適当に電位規定する考えに至ったが、中間電極を適当に電位規定した構造でさえ、中間電極−集束電極間、又は中間電極−電子源間で放電が発生する可能性があった。ここで放電が発生すると、中間電極の電位が急激に下がるなどし、管状側壁の帯電状態によっては、陽極と集束電極又は陰極との間の２次放電を誘発させる可能性があった。
【０００８】
そこで、本発明は、中間電極と集束電極又は電子源との間で放電が発生した場合に、放電電流を低減することにより、この放電が引き金となって発生する２次放電を防止し、高耐圧化された放射線管及びそれを用いた放射線発生装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、電子放出部を有する電子銃構造体が接続された陰極と、該電子放出部から放出された電子の照射により放射線を発生するターゲットが設けられた陽極と、の間に、絶縁性の管状側壁が該電子銃構造体を囲んで配置された放射線管であって、
前記管状側壁には、前記管状側壁の中心軸方向の中間部に電位規定部材が設けられ、
前記電位規定部材は、電気抵抗部材又はインダクタを介して電位規定手段と電気的に接続され、前記陰極の電位よりも大きく、かつ前記陽極の電位よりも小さい電位に規定されることを特徴とする放射線管を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、放射線管の管状側壁の中心軸方向の中間部に電位規定部材を設け、電位規定部材を電気抵抗部材又はインダクタを介して電位規定手段と電気的に接続し、電位規定部材の電位を陰極の電位よりも大きく、かつ陽極の電位よりも小さい電位に規定する。電位規定部材と電位規定手段の間に電気抵抗部材又はインダクタを配置しているため、中間電極と集束電極又は電子源との間での放電が発生しにくい。また、中間電極と集束電極又は電子源との間で放電が発生した場合でも、電位規定部材から集束電極又は電子源に流れ込む放電電流を低減することができる。これにより、中間電極と集束電極又は電子源との間での放電が引き金となって発生する２次放電を防止することができる。よって、高耐圧化された放射線管、及び高エネルギー出力を可能とする放射線発生装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の放射線管の例を示す断面模式図である。
【図２】本発明の放射線管の別の例を示す断面模式図である。
【図３】本発明の放射線管を用いた放射線発生装置の概略模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の放射線管及び放射線発生装置の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但し、下記実施形態に記載されている構成部材の材質、寸法、形状、相対配置等は、特に記載がない限り、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。
【００１３】
図１に従い本発明の放射線管の構成を説明する。図１（ａ）（ｂ）は本発明の実施形態を例示列挙し、これらの断面を模式的に示した図である。
【００１４】
放射線管１は、陰極２、陽極３、及び絶縁性の管（以下、「管状側壁」）４からなる真空管である。
【００１５】
陰極２には電子放出部を有する電子銃構造体５が接続されており、電子銃構造体５は陽極３に向かって突出させて設けられている。電子銃構造体５は主に電子源６、グリッド電極７、集束電極８からなる。
【００１６】
電子源６は電子を放出する。電子源６には電子放出素子として冷陰極、熱陰極のいずれも用いることができるが、本実施形態の放射線管に適用する電子源としては、大電流を安定して取り出せる含浸型カソード（熱陰極）を好適に使用することができる。含浸型カソードは、電子放出部近傍のヒーターに通電することにより、カソードの温度を上昇させ、電子を放出する。
【００１７】
グリッド電極７は、電子源６から放出された電子を真空中に引き出すために所定の電圧が印加される電極である。グリッド電極７は、電子源６と所定の距離を持って配置される。また、グリッド電極７の形状、孔径、開口率等は、電子の引き出し効率やカソード近傍の排気コンダクタンスを考慮して決定される。例えば線径５０μｍ程度のタングステンメッシュを好適に使用することができる。
【００１８】
集束電極８は、グリッド電極７によって引き出された電子線の広がり（＝ビーム径）を制御するために配置される電極である。通常、集束電極８には数百Ｖ〜数ｋＶ程度の電圧が印加されてビーム径の調節を行う。電子源６近傍の構造や印加電圧によっては、集束電極８を省略し、電界によるレンズ効果のみによって電子線を集束することも可能である。
【００１９】
陰極２は絶縁部材９を有する。絶縁部材９には電子源駆動用端子１０とグリッド電極用端子１１が、陰極２とは電気的に絶縁されるように固定されている。電子源駆動用端子１０及びグリッド電極用端子１１は、放射線管１内の電子源６及びグリッド電極７からそれぞれ陰極側に向かって延びており、放射線管１の外部へと引き出されている。集束電極８は直接陰極２に固定され、陰極２と同電位に規定されている。但し、集束電極８を陰極２と絶縁して、陰極２とは別の電位を与えられるようにしても良い。この場合、電子源６から放出された電子が効率良くターゲット１２に照射されるような電位を適宜選ぶと良い。
【００２０】
陽極３は、所定のエネルギーを有する電子線が照射されることにより、放射線を発生させるターゲット１２を有する。この陽極３には数十ｋＶ〜百ｋＶ程度の電圧が印加される。電子源６により発生し、電子放出部から放出されグリッド電極７により引き出された電子線は、集束電極８により陽極３上のターゲット１２へと向けられ、陽極３に印加された電圧により加速されて、ターゲット１２と衝突し、放射線が発生する。発生した放射線は全方向に放射され、全方向に放射された放射線のうち、ターゲット１２を透過した放射線が放射線管１の外部に取り出される。
【００２１】
ターゲット１２は、金属膜と金属膜を支持する基板からなる構成、又は金属膜のみからなる構成とすることができる。金属膜と金属膜を支持する基板からなる構成とする場合には、放射線を透過する基板の電子線照射面（電子銃構造体側の面）に、電子線の衝突により放射線を発生する金属膜を配置する。金属膜は、通常、原子番号２６以上の金属材料を用いることができる。具体的には、タングステン、モリブデン、クロム、銅、コバルト、鉄、ロジウム、レニウム等、又はこれらの合金材料を用いた薄膜を好適に用いることができ、スパッタリング等の物理成膜によって緻密な膜構造をとるように形成される。金属膜の膜厚は、加速電圧によって電子線浸入深さ即ち放射線発生領域が異なるため、最適な値が異なるが、百ｋＶ程度の加速電圧を印加する場合には通常、数μｍ〜十μｍ程度の厚さである。一方、基板は、放射線の透過率が高く、熱伝導率が高く、真空封止に耐える必要があり、ダイヤモンド、窒化ケイ素、炭化ケイ素、炭化アルミ、窒化アルミ、グラファイト、ベリリウム等を好適に用いることができる。放射線の透過率が高く、熱伝導率がタングステンよりも高い、ダイヤモンド、窒化アルミ、窒化ケイ素を用いるのがより好ましい。特に、ダイヤモンドは、他の材料に比べて熱伝導率が極めて高く、放射線の透過率も高く、真空を保持しやすいため、より優れている。基板の厚さは、上記の機能を満足すれば良く、材料によって異なるが、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下が好ましい。ターゲット１２と陽極３の接合は、熱的接合の他、真空の維持を考慮し、ろう附けや溶接が好適である。
【００２２】
管状側壁４は、ガラスやセラミック等の絶縁部材で形成され、陰極２と陽極３の間に、電子銃構造体５を囲んで配置される。管状側壁４の両端がそれぞれ陰極２及び陽極３とろう附けや溶接によって接合される。管状側壁４は、真空管を形成できれば良く、形状には制約は多くないが、小型化や作り易さの観点からすると円筒形が好ましい。放射線管１内の真空度を良くするために加熱排気を行う場合には、陰極２、陽極３、管状側壁４、及び絶縁部材９は熱膨張率が近い材料を用いるのが良い。例えば、陰極２及び陽極３にはコバールやタングステン、管状側壁４及び絶縁部材９にはホウケイ酸ガラスやアルミナを用いると良い。
【００２３】
上述の放射線管では、陰極側に設置された電極の中で、集束電極８が最も管状側壁４の近くに配置されている。このような場合、管状側壁４と集束電極８の空間耐圧を上げることによって、放射線管１を更に高耐圧化させることができる。空間耐圧は、管状側壁４と集束電極８の間の電界強度を弱めれば達成できる。放射線管を大型化させずに電界強度を弱める手段として、管状側壁４の中心軸方向の中間部に電位規定部材１３を設け、適当な電位に規定する。尚、以下、図１に従い集束電極８が有る場合について説明するが、集束電極８がない場合においても、電子銃構造体５をなす、例えばグリッド電極７に置き換えて適用できる。また、電子源６の形態によっては、グリッド電極７がない場合もあるが、そのような場合でも、他の電子銃構造体５の構成要素に置き換えて適用できる。
【００２４】
電位規定部材１３の電位は、集束電極８と電位規定部材１３との間で放電が発生しないように規定するが、製造工程において発生したバリや異物の付着によって放電が発生する可能性がある。この時、電位規定部材１３の電位が集束電極８の電位に短時間で近づき、管状側壁４の帯電状態によっては、陽極−集束電極間、又は陽極−陰極間の２次放電を誘発する可能性がある。この２次放電の誘発を防ぐために、電位規定部材１３は電気抵抗部材１４（図１（ａ））又はインダクタ１５（図１（ｂ））を介して電位規定手段と電気的に接続し、陰極２の電位よりも大きく、かつ陽極３の電位よりも小さい電位に規定するのが良い。電気抵抗部材１４やインダクタ１５によって、電位規定部材１３と集束電極８との間で放電が発生した場合に、電位規定部材１３から集束電極８に流れ込む放電電流を低減することができる。これにより、管状側壁４の帯電などによる近傍の２次放電を防止することができる。電気抵抗部材１４やインダクタ１５の配置方法は用途に応じて適宜選択すれば良い。代表的な方法を以下に述べる。
【００２５】
第一の方法は、電気抵抗部材１４やインダクタ１５を放射線管１の外部に配置する方法である。この方法のメリットとしてはメンテナンス性の向上が挙げられる。万一放電した場合、電気抵抗部材１４やインダクタ１５は放電電流によってダメージを受けることがあるが、放射線管自体が不良品となる可能性は低くなる。よって、ダメージを受けた電気抵抗部材１４やインダクタ１５を交換することによって放射線発生装置としての劣化を防止できる。
【００２６】
第二の方法は、図２に示すように、電気抵抗部材１４を管状側壁４の壁厚方向に局部的に形成する方法である。この電気抵抗部材１４の電位規定のために電位規定部材１３とは別の電位規定部材１６を配置するのが好ましい。例えば管状側壁４の内壁側に設けられた電位規定部材１３と、管状側壁４の外壁側に設けられた別の電位規定部材１６と、により電気抵抗部材１４を挟むのが良い。第一の方法では、配線等で２次放電が発生する可能性があり、配置場所によっては電気回路にダメージを与える可能性がある。このような懸念がある場合においては第二の方法を選択する方が好ましい。
【００２７】
この電気抵抗部材１４の形成方法としては、図２に示すように、予め電気抵抗部材１４を電位規定部材１３と別の電位規定部材１６で挟んだ部材を形成し、この部材と管状側壁４を溶接等で接続する方法が考えられる。
【００２８】
この電気抵抗部材１４の他の形成方法としては、まず、管状側壁４として絶縁性のセラミックを用い、管状側壁４の壁厚方向に、Ｃｒ、Ｆｅ等の金属元素を含有する導電性物質をドープするドーピングを実施する。そして、管状側壁４の一部分に酸化クロムや酸化鉄等が拡散して含有され局部的に低抵抗化させ、管状側壁４の部材に対して、相対的に低抵抗や高インダクタンスとして、所定の電気定数を有する領域を形成する方法が考えられる。この方法では、管状側壁４へのドーピングにより低抵抗化された領域が電気抵抗部材１４になる。前述の低抵抗化した領域を挟んで管状側壁４の内壁側や外壁側に、電位規定領域を確定する電位規定部材として適当な電極を配置することも可能である。前述の低抵抗化した領域も、電位規定部材（前記電極）を配置する領域も、静電耐圧の観点からは、管状側壁４の中心軸方向における陰極２からの距離が同一な位置に、電子源６から見て管状側壁４の中心軸に対して点対称となるように配置されるのが好ましい。例えば管状側壁４の中心軸方向における陰極２からの距離が同一な位置に、環状に配置することもできるし、管状側壁４の中心軸方向における陰極２からの距離が同一な位置の複数個所に離散的に配置することもできる。
【００２９】
ドーピング法は、内部が減圧され大気圧加重がかかる管状側壁４に、応力を集中させるようなトリミング部や、線膨張の異なる他の部材との界面を形成する事が無い為、製造工程の短縮化やローコスト化に加え、放射線管の強度信頼性においても好適な手法である。
【００３０】
絶縁性のセラミックとしては、アルミナ、ジルコニア等を使用可能であり、室温の体積抵抗が１×１０6Ωｍ以上の絶縁性、又は比誘電率が２０以下の誘電性を有する事が耐圧を確保する点で好ましい。絶縁性のセラミックからなる管状側壁４に対するドーピング方法としては、任意の方法が適用可能であるが、例えばバブルジェット（登録商標）方式、インクジェット方式、イオンプレーティング法、スパッタリング法、蒸着法等を適用可能である。ドーパントとしては、絶縁性の管状側壁４の壁厚方向に導電性を付与可能な材料であれば良い。例えばＳｂ、Ｍｇ等の半金属、金属、金属酸化物を適宜適用可能である。熱的に安定で再現性の良い抵抗値を持つ点で、遷移金属又は遷移金属の酸化物が好ましく適用可能である。例えばＦｅ、Ｔｉ、Ｙ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｒｕ等、又はこれらの酸化物等を用いることが可能である。
【００３１】
電気抵抗部材１４又はインダクタ１５の電気抵抗値は１００ｋΩ以上であることが望ましい。１００ｋΩ以上であれば放電電流を低減することができるが、より好ましくは１ＭΩ以上であれば放電電流をより一層効果的に低減可能である。インダクタ１５又は電気抵抗部材１４のインダクタンス値は１０ｍＨ以上であることが望ましい。１０ｍＨ以上であれば放電電流を低減することができるが、より好ましくは１００ｍＨ以上であればより一層放電電流を効果的に低減可能である。
【００３２】
上述のような放射線管１を用いて放射線発生装置１７を作製することができる。図３に本発明の放射線管を用いた放射線発生装置の概略模式図を示す。放射線発生装置１７は、筺体１８の中に、放射線管１及び放射線管１と電気的に接続された電源回路１９を収納してなる。筺体１８には、放射線管１のターゲット１２（不図示）の位置に合わせて放射線放射窓２０を設けている。また、筺体１８の中は絶縁油等の絶縁性流体２１で満たされ、封止されている。放射線管１のうち、陰極２、陽極３、電子源駆動用端子１０、グリッド電極用端子１１及び電位規定部材１３は電源回路１９に接続され、適当な電位に規定される。図３では、電気抵抗部材１４を介して電位規定部材１３が電源回路１９と電気的に接続された構成としている。電気抵抗部材１４に替えてインダクタ１５を設けても良い。電源回路１９は、電位規定部材１３の電位規定手段としての電圧源を有する（不図示）。
【実施例】
【００３３】
［実施例１］
本実施例は上記実施形態で例示された構成の一例であり、以下、図１（ａ）を用いて説明する。図１（ａ）は放射線管を管状側壁４の中心軸で割った切断面の模式図である。本実施例の放射線管１は、陰極２、陽極３、管状側壁４、電子銃構造体５、絶縁部材９、電子源駆動用端子１０、グリッド電極用端子１１、ターゲット１２、電位規定部材１３及び電気抵抗部材１４からなる。尚、電子銃構造体５は、電子源６、グリッド電極７、集束電極８からなる。
【００３４】
陰極２、陽極３及び電位規定部材１３にはコバール、管状側壁４及び絶縁部材９にはアルミナを用い、溶接によって接合している。管状側壁４は円筒形とした。電子源６として含浸型カソードを用いた。このカソードは電子放出部（エミッタ）が含浸された円柱形状をしており、筒形のスリーブ上端に固定されている。スリーブ内にはヒーターが取り付けられており、このヒーターに電子源駆動用端子１０より通電することによってカソードが加熱されて電子が放出される。電子源駆動用端子１０は絶縁部材９にろう附けされている。
【００３５】
ターゲット１２は、板厚０．５ｍｍのシリコンカーバイド基板上に膜厚５μｍのタングステン膜を形成した構成とし、陽極３にろう附けされている。
【００３６】
電子銃構造体５は、電子源６と、電子源６からターゲット１２に向かってグリッド電極７と集束電極８を順に配置してなる。グリッド電極７はグリッド電極用端子１１から通電され、電子源６から電子を効率良く引き出す。グリッド電極用端子１１は電子源駆動用端子１０と同様に絶縁部材９にろう附けされている。集束電極８は陰極２に溶接され、陰極２と同電位に規定される。集束電極８は、グリッド電極７によって引き出された電子ビームのビーム径を絞り、電子ビームを効率良くターゲット１２に照射させる。
【００３７】
陰極２、陽極３及び管状側壁４の外径はΦ６０ｍｍ、内径はΦ５０ｍｍ、集束電極８の外形はほぼ円柱でΦ２５ｍｍであり、それぞれの中心を合わせている。管状側壁４は中心軸方向の中間部に電位規定部材１３を挟み２分されており、トータルの長さが７０ｍｍである。電位規定部材１３は外径Φ６０ｍｍ、内径Φ５０ｍｍで厚さが５ｍｍのリングであり、陰極２から３５ｍｍ（陽極３から３０ｍｍ）の位置に接合されている。
【００３８】
最後に、加熱しながら、陰極２に溶接された不図示の排気管から排気し、封止される。
【００３９】
上記方法で、図１（ａ）の放射線管１を作製し、絶縁油中で高電圧印加を試みた。陰極２を接地し、陽極３を高圧電源に接続し、１００ｋＶまで昇圧した。電位規定部材１３は、放射線管１の外部に配置した電気抵抗部材１４を介して陽極３の電位の５分の１で連動するように規定した。電気抵抗部材１４は１００ｋΩとした。電気抵抗部材１４を配置しない場合と比べて、１００ｋＶまでの累積放電回数は同等レベルであったが、電位規定部材１３から集束電極８に流れ込む放電電流が抑制されたことを確認した。
【００４０】
更に、上記放射線管１を用いて、図３に示す放射線発生装置１７を作製した。電気抵抗部材１４は上記同様１００ｋΩとした。陰極２の電位は−５０ｋＶ、陽極３の電位は５０ｋＶとし、電位規定部材１３の電位を−３０ｋＶとし、作製した放射線発生装置１７を用いて放射線を発生させたところ、放電による障害なく放射線を発生させることができた。
【００４１】
［実施例２］
本実施例は実施例１とは異なり、図１（ｂ）に示すように、電気抵抗部材１４に替えてインダクタ１５を配置した。
【００４２】
この放射線管１において、インダクタ１５は１０ｍＨとし、実施例１と同様の確認を行ったところ、実施例１と同様に、電位規定部材１３から集束電極８に流れ込む放電電流が抑制された。
【００４３】
更に、上記放射線管１を用いて作製した放射線発生装置１７も、実施例１と同様に、放電による障害なく放射線を発生させることができた。
【００４４】
［実施例３］
本実施例は実施例１とは異なり、図２に示すように、電気抵抗部材１４が電位規定部材１３と別の電位規定部材１６とで挟まれるよう形成した。電気抵抗部材１４として金属酸化物粒子を分散させた導電性のセラミックを用いた。このセラミックをリング状に加工し、管状側壁４の内壁側に電位規定部材１３、管状側壁４の外壁側に別の電位規定部材１６を接合した部材を予め用意し、管状側壁４と別の電位規定部材１６を接合するように形成した。電気抵抗部材１４は約１ＭΩとした。
【００４５】
このように作製した放射線管１において、実施例１と同様の確認を行った。実施例１と比べて電気抵抗部材１４の抵抗を大きくしたため、１００ｋＶまでの累積放電回数は同等レベルであったが、電位規定部材１３から集束電極８に流れ込む放電電流がより抑制されたことを確認した。
【００４６】
更に、上記放射線管１を用いて作製した放射線発生装置１７も、放電による障害なく放射線を発生させることができた。
【００４７】
［実施例４］
本実施例は、アルミナからなる管状側壁４の、実施例１で電気抵抗部材１４を配置した領域に、陰極や陽極等の他の構成部材とアセンブリする前に、イオンプレーティング法とベーキング法により、酸化鉄をアルミナ中にドーピングして低抵抗化した領域を形成した。この低抵抗化した領域を電気抵抗部材１４とし、この低抵抗化した領域を挟んで管状側壁４の内壁側と外壁側にそれぞれ電位規定部材１３と別の電位規定部材１６を環状に配置した。以上のようにして得られた管状側壁４の電位規定部材１３と別の電位規定部材１６との間の抵抗値を測定したところ、１２０ｋΩであった。
【００４８】
このように作製した放射線管１において、実施例１と同様の確認を行った。実施例１と比べて電気抵抗部材１４の抵抗を高くしたため、１００ｋＶまでの累積放電回数は同等レベルであったが、電位規定部材１３から集束電極８に流れ込む放電電流がより抑制されたことを確認した。
【００４９】
更に、上記放射線管１を用いて作製した放射線発生装置１７も、放電による障害なく放射線を発生させることができた。
【符号の説明】
【００５０】
１：放射線管、２：陰極、３：陽極、４：管状側壁、５：電子銃構造体、６：電子源、７：グリッド電極、８：集束電極、９：絶縁部材、１０：電子源駆動用端子、１１：グリッド電極用端子、１２：ターゲット、１３：電位規定部材、１４：電気抵抗部材、１５：インダクタ、１６：別の電位規定部材、１７：放射線発生装置、１８：筺体、１９：電源回路、２０：放射線放射窓、２１：絶縁性流体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子放出部を有する電子銃構造体が接続された陰極と、該電子放出部から放出された電子の照射により放射線を発生するターゲットが設けられた陽極と、の間に、絶縁性の管状側壁が該電子銃構造体を囲んで配置された放射線管であって、
前記管状側壁には、前記管状側壁の中心軸方向の中間部に電位規定部材が設けられ、
前記電位規定部材は、電気抵抗部材又はインダクタを介して電位規定手段と電気的に接続され、前記陰極の電位よりも大きく、かつ前記陽極の電位よりも小さい電位に規定されることを特徴とする放射線管。
【請求項２】
前記電気抵抗部材又は前記インダクタは、前記放射線管の外部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線管。
【請求項３】
前記電気抵抗部材又は前記インダクタは、前記管状側壁の内壁側に設けられた前記電位規定部材と、前記管状側壁の外壁側に設けられた別の電位規定部材と、により挟まれていることを特徴とする請求項１に記載の放射線管。
【請求項４】
前記電気抵抗部材又は前記インダクタは、前記管状側壁の局部に導電性物質が含有されている領域であることを特徴とする請求項３に記載の放射線管。
【請求項５】
前記電気抵抗部材又は前記インダクタのいずれかの電気抵抗値は、１００ｋΩ以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線管。
【請求項６】
前記電気抵抗部材又は前記インダクタのいずれかの電気抵抗値は、１ＭΩ以上であることを特徴とする請求項５に記載の放射線管。
【請求項７】
前記電気抵抗部材又は前記インダクタのいずれかのインダクタンスは、１０ｍＨ以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線管。
【請求項８】
前記電気抵抗部材又は前記インダクタのいずれかのインダクタンスは、１００ｍＨ以上であることを特徴とする請求項７に記載の放射線管。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放射線管と、前記放射線管と電気的に接続された電源回路と、を少なくとも収納する筺体を備えることを特徴とする放射線発生装置。
【請求項１】
電子放出部を有する電子銃構造体が接続された陰極と、該電子放出部から放出された電子の照射により放射線を発生するターゲットが設けられた陽極と、の間に、絶縁性の管状側壁が該電子銃構造体を囲んで配置された放射線管であって、
前記管状側壁には、前記管状側壁の中心軸方向の中間部に電位規定部材が設けられ、
前記電位規定部材は、電気抵抗部材又はインダクタを介して電位規定手段と電気的に接続され、前記陰極の電位よりも大きく、かつ前記陽極の電位よりも小さい電位に規定されることを特徴とする放射線管。
【請求項２】
前記電気抵抗部材又は前記インダクタは、前記放射線管の外部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線管。
【請求項３】
前記電気抵抗部材又は前記インダクタは、前記管状側壁の内壁側に設けられた前記電位規定部材と、前記管状側壁の外壁側に設けられた別の電位規定部材と、により挟まれていることを特徴とする請求項１に記載の放射線管。
【請求項４】
前記電気抵抗部材又は前記インダクタは、前記管状側壁の局部に導電性物質が含有されている領域であることを特徴とする請求項３に記載の放射線管。
【請求項５】
前記電気抵抗部材又は前記インダクタのいずれかの電気抵抗値は、１００ｋΩ以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線管。
【請求項６】
前記電気抵抗部材又は前記インダクタのいずれかの電気抵抗値は、１ＭΩ以上であることを特徴とする請求項５に記載の放射線管。
【請求項７】
前記電気抵抗部材又は前記インダクタのいずれかのインダクタンスは、１０ｍＨ以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線管。
【請求項８】
前記電気抵抗部材又は前記インダクタのいずれかのインダクタンスは、１００ｍＨ以上であることを特徴とする請求項７に記載の放射線管。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放射線管と、前記放射線管と電気的に接続された電源回路と、を少なくとも収納する筺体を備えることを特徴とする放射線発生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−１０９８８４（Ｐ２０１３−１０９８８４Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５２５００（Ｐ２０１１−２５２５００）
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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