(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部で発生したＸ線をＸ線窓を通して外部へ取り出すようにしたＸ線発生装置において、
上記Ｘ線窓の周辺部分に位置する一対の摺動部材を有し、そして、それらの摺動部材の少なくとも一方は酸に侵され難い材料を含み、
該酸に侵され難い上記材料は、Ｔａ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕのいずれか１つ又はそれらのうちの少なくともいずれか１つを含む合金である
ことを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項２】
請求項１記載のＸ線発生装置において、上記Ｘ線窓の周辺を冷却する冷却手段を有することを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のＸ線発生装置において、
上記一対の摺動部材は、Ｘ線が外部へ発散するのを阻止するＸ線シャッタと、そのＸ線シャッタを摺動可能に支持するシャッタベースであり、
上記Ｘ線シャッタ及びシャッタベースの少なくとも一方は酸に侵され難い材料を含む
ことを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のＸ線発生装置において、上記酸は硝酸であることを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載のＸ線発生装置において、上記一対の摺動部材の少なくとも一方は、重金属によって形成されたベース材料の上に、酸に侵され難い材料を表面コーティングすることによって形成されることを特徴とするＸ線発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部で発生したＸ線をＸ線窓を通して外部へ取り出すようにしたＸ線発生装置に関する。特に望ましくは、Ｘ線窓の周辺が冷却水等によって冷却される形式のＸ線発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線を用いて試料の分析を行うＸ線装置は、従来より、種々のものが知られている。このＸ線装置には、一般に、Ｘ線を発生するためのＸ線発生装置が含まれる。このＸ線発生装置は、通常、ケーシングの内部で発生したＸ線をケーシング壁の適所に設けたＸ線窓を通して外部へ取り出している。そして、このＸ線窓の近傍には、開閉動作を行うＸ線シャッタが設けられることが多く、このＸ線シャッタを開けばＸ線を外部へ取り出すことができ、Ｘ線シャッタを閉じればＸ線が外部へ発散することを阻止できる。
【０００３】
Ｘ線を確実に遮断できるようにするためＸ線シャッタは、通常、鉛、タングステン等といった重金属の材料を用いて形成される。また、そのＸ線シャッタを摺動可能に支持するシャッタベースは、黄銅、黄銅にＣｒやＮｉをメッキした材料、あるいはステンレス等によって形成されることが多い。
【０００４】
ところで、Ｘ線を取り出すためのＸ線窓の周辺部分は、Ｘ線ターゲットで反射した電子が当たることにより温度が上昇する傾向にあり、その温度上昇を防ぐため、冷却水等といった冷媒によって該部を冷却することが一般的である。また、Ｘ線シャッタの摺動を滑らかにするため、そのＸ線シャッタの表面に潤滑材、例えば（Ｍｏ）モリブデンコート等を設けることもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のＸ線発生装置においては、Ｘ線窓の周辺が冷却されるときにそのＸ線窓の周辺に設けたＸ線シャッタも冷却されて低温となり、そのＸ線シャッタの周辺の雰囲気は結露を生じやすい又は湿度の高い状態になる。このような状態下でＸ線を発生させると、空気中の酸素、窒素、水分等に放射線が作用して硝酸（ＨＮＯ3）が生成する。生成したこの硝酸はＸ線シャッタ及び／又はシャッタベースと化学的に反応して硝酸化合物を生成することが多い。つまり、Ｘ線シャッタ及びシャッタベースが腐食することが多い。本発明者の分析結果によれば、
Ｎｉ（ＮＯ3）2６Ｈ2Ｏ、Ｎｉ（ＮＯ3）2２Ｈ2Ｏ、Ｃｕ2（ＯＨ）3ＮＯ3
等の各種生成物がＸ線シャッタ及び／又はシャッタベースに付着することが分かった。このようにＸ線シャッタ等に生成物が付着すると、シャッタベースに対するＸ線シャッタの摺動動作が正常にできなくなり、その結果、Ｘ線を十分に遮断できなくなるおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、Ｘ線シャッタの開閉動作を長期間にわたって正常に行うことができるＸ線発生装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係るＸ線発生装置は、内部で発生したＸ線をＸ線窓を通して外部へ取り出すようにしたＸ線発生装置であって、上記Ｘ線窓の周辺部分に位置する一対の摺動部材を有し、そして、それらの摺動部材の少なくとも一方は酸に侵され難い材料を含み、該酸に侵され難い上記材料は、Ｔａ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕのいずれか１つ又はそれらのうちの少なくともいずれか１つを含む合金であることを特徴とする。Ｘ線窓の周辺部分は自然に冷却されたり、あるいは、冷却水等によって強制的に冷却される。
【０００８】
Ｘ線窓の周辺が冷却されると該部の雰囲気は湿度が高い状態となる。この湿度の高い空気がＸ線すなわち放射線に曝されると、例えば硝酸が生成され、その結果、一対の摺動部材が化学的に反応して酸化物、例えば硝酸化合物が生成し易く、すなわち一対の摺動部材が腐食し易くなる。しかしながら本発明のように、一対の摺動部材のうちの少なくともいずれか一方を酸に侵され難い材料によって形成しておけば、それらの摺動部材が腐食することがなくなり、それ故、摺動部材の摺動動作を長期間にわたって円滑に行うことができるようになる。
【０００９】
上記構成において「一対の摺動部材」としては、必要に応じてＸ線発生装置の中に設けられる種々の部材が考えられるが、例えば、Ｘ線が外部へ発散するのを阻止するＸ線シャッタと、そのＸ線シャッタを摺動可能に支持するシャッタベースとがその「一対の摺動部材」を構成することがある。この場合には、それらのＸ線シャッタ及びシャッタベースの少なくとも一方が酸に侵され難い材料を含んで形成される。望ましくは、それらの両方を酸に侵され難い材料を含んで形成する。
【００１０】
一対の摺動部材を酸に侵され難い材料によって形成するという場合の「酸」としては任意の酸が考えられるが、本発明者の実験によれば、「硝酸」に侵され難い材料によってそれらの摺動部材を形成することが最も実用的であることが見い出された。
【００１１】
上記構成において「酸に侵され難い材料」としては、例えば、Ｔａ（タンタル）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｉｒ（イリジウム）、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）のいずれか１つ又はそれらのうちの少なくともいずれか１つを含む合金等が考えられる。発明者の実験によれば、Ｔａを用いるのが実用的であった。
【００１２】
摺動部材を酸に侵され難い材料を含んで形成するための具体的な方法としては、例えば、摺動部材の全体をそのような酸に侵され難い材料によって形成する方法や、ベース材料を重金属によって形成しそのベース材料の上に酸に侵され難い材料を表面コーティングするという方法等が考えられる。「重金属」としては、例えば、鉛、タングステン、タングステン合金等が該当する。「表面コーティング」の方法としては、蒸着、イオンプレーティング、ＣＶＤ、ＰＤＶ、メッキ等といった各種の膜形成方法が考えられる。酸に侵され難い材料を表面コーティングする方法を採用すれば、摺動部材の全体を酸に侵され難い材料、例えばＴａ単体で形成する場合に比べて、材料コストを低減できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るＸ線発生装置の一実施形態を示している。このＸ線発生装置は、通電によって熱電子を発生するフィラメント１と、そのフィラメント一に対向して配置されたターゲット２と、それらを気密に包囲するケーシング３とを有する。ケーシング３の適所にはＸ線が透過できる材料、例えばＢｅ（ベリリウム）によってＸ線窓４が形成されている。また、そのＸ線窓４の近傍には冷却水を通すための冷却水通路６が設けられる。
【００１４】
ケーシング３の内部は気密に密閉され、その適所には、排気ポンプを含む真空排気系（図示せず）が接続される。そして、その真空排気系の作用により、ケーシング３の内部が真空状態に排気される。このように、ケーシング３の内部を真空に設定する理由は、ケーシング３内での放電の発生を防止すること、フィラメント１の酸化を防止すること、そして、できるだけ低いフィラメント温度で十分量の電子をフィラメント１から放出させること等のためである。
【００１５】
真空雰囲気下でフィラメント１に通電がなされると、そのフィラメント１から熱電子が放出され、その熱電子が高速でターゲット２に衝突する。衝突した熱電子の一部はＸ線に変化してターゲット２から発散し、そのＸ線の一部がＸ線窓４を通して外部へ取り出される。こうして取り出されるＸ線がＸ線回折装置等といったＸ線装置に利用される。
【００１６】
ターゲット２に衝突した熱電子の多くの部分は熱に変化してケーシング３を加熱する。ケーシング３が異常に高温になると各種機器に支障が生じるので、ケーシング３の過熱は防止すべきである。ケーシング３の壁内に設けた冷却水通路を流れる冷却水はケーシング３を冷却してそれが過熱されることを防止する。
【００１７】
図１において、Ｘ線窓４の外側にはＸ線シャッタ７が設けられる。このＸ線シャッタ７は、シャッタベース８によって矢印Ａ−Ａ’のように摺動可能に支持される。このＸ線シャッタ７は、エアシリンダ、電磁ソレノイド等といった動力源を含んだ駆動装置（図示せず）に接続される。この駆動装置の働きによりＸ線シャッタ７は、シャッタベース８との間で摺動しながら矢印Ａの方向へ開き移動でき、さらに矢印Ａ’の方向へ閉まり移動できる。Ｘ線を取り出したいときにはＸ線シャッタ７を矢印Ａ’方向へ開いてＸ線の通過を許容し、それ以外のときにはＸ線シャッタ７を矢印Ａ方向へ閉じてＸ線の通過を阻止する。
【００１８】
Ｘ線シャッタ７及びシャッタベース８は、硝酸化合物を作り難い金属、すなわち、硝酸に対して腐食し難い金属であるＴａ単体によって形成できる。また、鉛やＷ（タングステン）等といったＸ線遮蔽能力の高いベース材料の表面にＴａ板を貼り付けることによっても形成できる。Ｔａは原子番号が７３であって、比較的重元素であるからＸ線遮蔽能力が大きい。従って、Ｘ線シャッタ７をＴａ単体で形成した場合にもかなり大きなＸ線遮蔽能力を得ることができる。
【００１９】
Ｔａの厚さを厚くすれば、さらに大きなＸ線遮蔽能力を得ることができる。また、鉛等のベース材料の表面にＴａ板を貼り付けるようにすれば、鉛を使用する分だけＸ線遮蔽能力が向上する。また、その場合には、高価なＴａの使用量を減らすことができるので、材料コストを低減できる。なお、シャッタベース８に関しては、Ｘ線が当たる中心部分のみをＴａによって形成するようにしても良い。
【００２０】
一般に、Ｔａは放射線及び水分を含む雰囲気下で最も硝酸化合物を作り難い金属であるので、本実施形態のようにＴａを用いてＸ線シャッタ７及びシャッタベース８を形成すれば、Ｘ線シャッタ７のまわりに硝酸化合物が生成すること、換言すればＸ線シャッタ７等が腐食することを長期間にわたって防止でき、従って、Ｘ線シャッタ７の開閉を長期間にわたって円滑に維持できる。
【００２１】
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。
例えば、上記の実施形態ではＸ線窓４の周辺に配設される一対の摺動部材としてＸ線シャッタ７及びシャッタベース８を考えたが、必要に応じて他の摺動機構がＸ線窓４の周辺に配設される場合には、その摺動機構に対しても本発明を適用できる。
【００２２】
また、上記の実施形態では、Ｘ線シャッタ７及びシャッタベース８の間に硝酸化合物が生成される場合にそれらの各部材を硝酸に強い材料、例えばＴａを含んで形成することにした。しかしながら硝酸に強い材料として、Ｔａに代えて、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕのいずれか１つ又はそれらのうちの少なくともいずれか１つを含む合金を用いることもできる。
【００２３】
また、上記の実施形態では、Ｘ線シャッタ７等が硝酸化合物を生成し易い状況下に置かれる場合を考えたが、このような状況に代えて、Ｘ線シャッタ７等が硝酸以外の酸化合物を生成し易い環境下に置かれる場合には、Ｘ線シャッタ７等をそのような硝酸以外の酸に強い材料によって形成することができる。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１記載のＸ線発生装置によれば、一対の摺動部材を酸に侵され難い材料によって形成したので、それらの摺動部材が酸によって腐食することがなくなり、それ故、摺動部材の摺動動作を長期間にわたって円滑に行うことができるようになる。また、本発明に係るＸ線発生装置によれば、Ｘ線シャッタ等といった摺動部材が硝酸化合物を生成することを確実に防止できる。
【００２５】
請求項２記載のＸ線発生装置は、Ｘ線窓の周辺部分が冷却水等といった冷却媒体によって強制的に冷却される場合を想定している。この場合には、一対の摺動部材に関する冷却の程度が大きくなるので、それらの腐食はより一層ひどくなるおそれがある。従って、このようなＸ線発生装置に対して請求項１の構成を採用すればより一層効果的である。
【００２６】
請求項３記載のＸ線発生装置によれば、従来より腐食によって動作に支障が起き易かったＸ線シャッタに関して、それが腐食することを確実に防止でき、よって、Ｘ線シャッタの信頼性を大きく向上できるようになった。
【００２７】
請求項４記載のＸ線発生装置によれば、放射線及び水分の両方を含む雰囲気を作り易い性質を有するＸ線発生装置に関して、Ｘ線シャッタ等といった摺動部材が硝酸化合物を生成することを確実に防止できる。
【００２９】
請求項５記載のＸ線発生装置によれば、摺動部材のベース材料を重金属によって形成したのでその摺動部材によってＸ線を確実に遮蔽できる。しかも、ベース材料の表面にコーティングした耐酸性の材料により、摺動部材の表面に酸化合物が生成することを確実に防止でき、従って、摺動部材の円滑な摺動動作を長期間にわたって確保できる。また、重金属は一般に耐酸性の金属に比べて安価であるので、摺動部材を重金属と耐酸性の金属の両方を用いて形成した本Ｘ線発生装置は、摺動部材の全体を耐酸性の金属のみによって形成したＸ線発生装置に比べて安価である。
【００３０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＸ線発生装置の一実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１        フィラメント
２        ターゲット
３        ケーシング
４        Ｘ線窓
６        冷却水通路
７        Ｘ線シャッタ（摺動部材）
８        シャッタベース（摺動部材）
【図１】
0003685431.tif 000002