(57)【要約】【課題】絶縁性の管状部材の両端にカソードとアノードを有する真空容器を備えた放射線発生管２を、周囲に空隙６をあけて絶縁性の外筒管５の内部に配置した状態で、放射線発生管２の駆動を制御する駆動回路部３と共に、絶縁性液体４で満たされた収納容器１１の内部に配置した放射線発生ユニット放射線発生ユニット１において、カソードとアノード間の沿面放電の抑制と放射線発生管２の冷却とを両立させる。【解決手段】放射線発生管２と外筒管５の間の空隙６を仕切る障壁７を、放射線発生管２のカソード側とアノード側との間の絶縁性液体４の流れを許容し、しかもカソード側とアノード側とを直線的に連通させることのない流路を前記空隙６内に残して設ける。【選択図】図１
2014072158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の管状部材の両端にカソードとアノードを有する真空容器を備えた放射線発生管を、周囲に空隙をあけて絶縁性の外筒管の内部に配置した状態で、前記放射線発生管の駆動を制御する駆動回路部と共に、絶縁性液体で満たされた収納容器の内部に配置した放射線発生ユニットにおいて、
前記空隙を仕切る障壁が、前記真空容器のカソード側とアノード側との間の前記絶縁性液体の流れを許容し、しかも前記真空容器のカソード側とアノード側とを直線的に連通させることのない流路を前記空隙の内部に残して設けられていることを特徴とする放射線発生ユニット。
【請求項２】
前記障壁が、前記管状部材の外面から前記外筒管の内面に達する高さを有し、前記管状部材の周方向に間隔をあけて複数直列されていると共に、前記管状部材の周方向に複数直列された列が、前記カソードとアノードの対向方向に間隔をあけて複数列設けられており、複数の前記障壁の列うちの一つの列における前記障壁の間の間隔が、少なくとも他のいずれか一つの列における前記障壁の間の間隔と位置がずれていることを特徴とする請求項１に記載の放射線発生ユニット。
【請求項３】
相隣接する列における前記障壁の間の間隔の位置がずれていることを特徴とする請求項２に記載の放射線発生ユニット。
【請求項４】
前記障壁が、前記管状部材の外面から前記外筒管の内面に達する高さと部分的な切欠部とを有し、前記管状部材の周方向に設けられた環状をなしていると共に、前記カソードとアノードの対向方向に間隔をあけて複数設けられており、複数の前記障壁のうちの一つの前記障壁における前記切欠部が、少なくとも他のいずれか一つの前記障壁における前記切欠部と位置がずれていることを特徴とする請求項１に記載の放射線発生ユニット。
【請求項５】
相隣接する前記障壁における前記切欠部の位置がずれていることを特徴とする請求項４に記載の放射線発生ユニット。
【請求項６】
前記切欠部が前記障壁の前記管状部材との接触側に設けられていることを特徴とする請求項４又は５に記載の放射線発生ユニット。
【請求項７】
前記障壁が、前記管状部材の外面から前記外筒管の内面に達する高さを有し、前記管状部材の周方向に螺旋状に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の放射線発生ユニット。
【請求項８】
前記管状部材の中央部の外径が両端部に比して大きくなっていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の放射線発生ユニット。
【請求項９】
前記障壁が板状であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の放射線発生ユニット。
【請求項１０】
前記障壁は、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の放射線発生ユニット。
【請求項１１】
前記外筒管は、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の放射線発生ユニット。
【請求項１２】
前記外筒管に複数の孔が形成されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の放射線発生ユニット。
【請求項１３】
前記孔が、前記外筒管の厚さ方向に対して斜めに形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の放射線発生ユニット。
【請求項１４】
前記絶縁性液体が、シリコーン油、トランス油又はフッ素系オイルであることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の放射線発生ユニット。
【請求項１５】
前記放射線発生管が、透過型放射線発生管であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の放射線発生ユニット。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の放射線発生ユニットと、
前記放射線発生ユニットから放出され、被検体を透過した放射線を検出する放射線検出装置と、
前記放射線発生装置と前記放射線検出装置とを連携制御する制御装置とを備えることを特徴とする放射線撮影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＸ線源として使用される放射線発生ユニット及び医療機器分野及び産業機器分野における非破壊Ｘ線撮影等に用いられる放射線撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、放射線発生ユニットは放射線発生管内に設置されたカソード（陰極）とアノード（陽極）との間に高電圧を印加することにより、カソードから放出される電子をアノードに照射し、Ｘ線等の放射線を発生させている。このような放射線発生ユニットでは、高電圧に対する耐圧性を確保するためと放射線発生管を冷却するために、放射線発生管および駆動回路部を絶縁性液体が充填された容器内に収納した構造がとられている。
【０００３】
放射線発生ユニットにおいて、カソードから放出された電子がアノードに入射した際には、放射線の発生効率が悪いため、入射したエネルギーのほとんどが熱に変換される。アノードで発生した熱は、放射線発生管壁を伝導したのち絶縁性液体に伝わり、最終的に絶縁性液体から収納容器を介して外部の大気中に放熱される。
【０００４】
しかしながら、アノード近傍を充分に冷却し、かつアノードで発生した熱が収納容器を介して外部へ放熱するためには、絶縁性液体が広範囲で流動し高温部の熱を低温部へ効果的に輸送することが重要である。
【０００５】
また、放射線発生管の両極には７０〜１５０ｋＶ程度の高電圧が印加されている。従って、絶縁性液体で満たされた状態であっても稀に放射線発生管の周囲部分で沿面放電が発生することがあり、この放電が駆動回路部まで達してしまい、回路が損傷してしまうことがあった。このような故障を防止するために放射線発生管の周囲を絶縁材料で覆う構造が用いられることもある。
【０００６】
例えば、特許文献１に示されるように、多数の孔を設けた絶縁性の外筒管内に、周囲に絶縁性液体が自由に流動できる程度の空隙をあけて放射線発生管を配置する。そして絶縁性液体による放射線発生管の冷却を維持しつつ、放射線発生管の沿面放電が周辺の高電圧回路等に及ぶのを防ぐことが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−２８０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述した放射線発生ユニットでは、放射線発生管を絶縁材料で覆っているため周囲の様々な回路基板に対して沿面放電を防ぐ効果は期待できるが、放射線発生管の表面付近に発生する高電圧電極間の電界方向での微小な沿面放電抑制の効果は無かった。そのため、放射線発生管のトラッキングが進行してしまい、放射線発生管の破損原因となっていた。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、放射線発生ユニットにおいて、放射線発生管を取り囲む絶縁性の容器の構造によって沿面放電の抑制と放射線発生管の冷却とを両立させることを目的とする。また、本発明は、この放射線発生ユニットを備えた放射線発生装置を用いた放射線撮影システムを提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の第１は、絶縁性の管状部材の両端にカソードとアノードを有する真空容器を備えた放射線発生管を、周囲に空隙をあけて絶縁性の外筒管の内部に配置した状態で、前記放射線発生管の駆動を制御する回路基板と共に、絶縁性液体で満たされた収納容器内に配置した放射線発生ユニットにおいて、
前記空隙を仕切る障壁が、前記真空容器のカソード側とアノード側との間の前記絶縁性液体の流れを許容し、しかも前記真空容器のカソード側とアノード側とを直線的に連通させることのない流路を前記空隙の内部に残して設けられていることを特徴とする放射線発生ユニットを提供するものである。
【００１１】
また、本発明の第２は、上記本発明の第１に係る放射線発生ユニットと、前記放射線発生ユニットから放出され、被検体を透過した放射線を検出する放射線検出装置と、前記放射線発生装置と前記放射線検出装置とを連携制御する制御装置とを備えることを特徴とする放射線撮影システムを提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、放射線発生管の外側を絶縁性の外筒管で覆った構造となっているので、放射線発生管の近傍で発生する放電が周囲の駆動回路などの基板に損傷を与えることを防止することができる。
【００１３】
本発明では、外筒管と放射線発生管の間の空隙に障壁を設けている一方、真空容器のカソード側とアノード側との間の絶縁性液体の流れを許容する流路を前記空隙内に残している。このため、放射線管の表面を絶縁性液体が流動し、外筒管の内外を絶縁性液体が循環することができる。従って、放射線発生管を効率よく冷却することができるため、より高出力、長時間の放射線の連続照射が可能となる。
【００１４】
本発明における上記流路は、真空容器のカソード側とアノード側とを直線的に連通させることのないものであることから、流路を介しての沿面放電の発生を効果的に抑制することができ、絶縁性液体の劣化や放射線発生管のトラッキングの進行も抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の放射線発生ユニットの一実施形態を示す断面模式図である。
【図２】図１に示される放射線発生管の基本的構造の一例を示す図である。
【図３】図１に示される外筒管と放射線発生管の組み合わせ状態を示す拡大図で、（ａ）は断面模式図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図４】外筒管と放射線発生管の組み合わせ状態の第２の実施形態を示す図で、（ａ）は断面模式図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は切欠き部を設ける位置の例を示す図である。
【図５】外筒管と放射線発生管の組み合わせ状態の第３の実施形態を示す図で、（ａ）は断面模式図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図６】外筒管と放射線発生管の組み合わせ状態の第４の実施形態を示す図である。
【図７】本発明の放射線撮影システムの一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明するが、本発明は下記実施形態に限定されない。なお、本明細書で特に図示又は記載されない部分に関しては、当該技術分野の周知又は公知技術を適用する。また、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。以下に参照する図面において、同じ符号は同様の構成要素を示す。
【００１７】
〔本発明の放射線発生ユニットの一実施形態〕
本発明の放射線発生ユニットを図１、図２および図３を用いて詳細に説明する。なお、本実施形態で用いている放射線発生管は、透過型放射線発生管であるが、本発明は、反射型放射線発生管と透過型放射線発生管のいずれを用いた放射線発生ユニットに対しても適用することができる。
【００１８】
本発明の放射線発生ユニット１は、放射線発生管２を、周囲に空隙をあけて絶縁性の外筒管５の内部に配置した状態で、放射線発生管２の駆動を制御する駆動回路部３と共に、絶縁性液体４で満たされた収納容器１１の内部に配置した構造を有している。
【００１９】
放射線発生管２は、図２に示されるように、絶縁性の管状部材３０の両端にカソード３１とアノード３２を設けて構成した真空容器２５を備えている。真空容器２５内には、電子放出源２１が設けられており、アノード３２を貫通して設けられた筒状の放射線遮蔽部材２４の貫通孔の中間部に、電子放出源２１と対向してターゲット２３が設けられている。ターゲット２３は、支持基板２２ｂの片面に、電子放出源２１から電子を照射することで放射線を発生するターゲット層２２ａを設けたものとなっている。
【００２０】
真空容器２５は、放射線発生管２の内部を真空に保つもので、本実施形態においてその胴部を構成する管状部材３０は円筒形状であり、ガラスやセラミックス材料等で構成されている。真空容器２５内の真空度は、１×１０-4〜１×１０-8Ｐａ程度であればよい。真空容器２５のアノード３２は開口部を有しており、その開口部には放射線遮蔽部材２４が接合されている。この放射線遮蔽部材２４は、真空容器２５の開口部に連通する通路を有しており、その通路に支持基板２３が通路を塞ぐように接合されることにより、真空容器２５が密閉される。また、透過型放射線発生管であるため、ターゲット２３自身が放射線を出射する放出窓の役割を果たしている。反射型放射線発生管である場合は、真空容器２５にターゲット２３とは別に、真空容器２５内を密閉しつつ放射線を透過することができる放出窓が設けられる。
【００２１】
真空容器２５には不図示の排気管を設ける構成としても良い。排気管を設けた場合、例えば、排気管を通じて真空容器２５内を真空に排気した後、排気管を封止することで、真空容器２５の内部を真空にすることができる。真空容器２５の内部の真空度を保つために、不図示のゲッターを配置する構成としてもよい。
【００２２】
電子放出部２１は、真空容器２５内部に配置されているターゲット２３に対向するように設置されている。電子放出部２１には、タングステンフィラメントや、含浸型カソードのような熱陰極、又は、カーボンナノチューブ等の冷陰極を用いることができる。電子放出部２１より放出された電子２６は、放射線遮蔽部材２４の通路に入り、ターゲット層２２ａに入射し、放射線２７が発生する。
【００２３】
ターゲット層２２ａは、支持基板２２ｂの表面に成膜等により形成される部材であり、電子がターゲット層２２ａに照射されることにより放射線が発生する。支持基板２２ｂは、真空容器２５を密閉しつつ放射線を透過して放出するために、放射線遮蔽部材２４の貫通孔の途中を仕切るように配置されている。ターゲット層２２ａの構成材料としては、放射線を発生させやすいタングステン、タンタル、モリブデン等の高原子番号材料が好ましい。本実施態様のような透過型放射線発生管における支持基板２２ｂの構成材料としては、放射線透過率が高いベリリウムやダイアモンドのような低原子番号材料が好ましい。
【００２４】
放射線発生管２には内部に引き出し電極２８とレンズ電極２９を設ける構成としても良い。これらを設けた場合、引き出し電極２８によって形成される電界によって、電子放出部２１から電子が放出され、放出された電子はレンズ電極２９で集束され、ターゲット層２２ａに照射される。このとき、電子放出部２１とターゲット２３間に印加される電圧Ｖａは、放射線の使用用途によって異なるものの、概ね４０〜１５０ｋＶ程度である。
【００２５】
駆動回路部３は、放射線発生ユニット１の内部に配置され、電子放出部２と接続されており、この実施形態ではさらに引き出し電極２８およびレンズ電極２９とも接続されている。駆動回路部３は、接続されている部材を制御可能とするために、制御回路が組み込まれている。さらに、駆動回路部３で発生させた４０〜１５０ｋＶの高電圧は放射線発生管２の両極（カソード３１とアノード３２）に印加される。
【００２６】
絶縁性液体４は、放射線発生管２の沿面耐圧を確保するための絶縁媒体としてと、放射線発生時に加熱される放射線発生管２の冷却媒体としての役割を有するものであり、放射線発生ユニット１の内部に隙間なく充填されている。絶縁性液体４には電気絶縁油を用いるのが好ましく、具体的にはシリコーン油、トランス油又はフッ素系オイルを好適に用いることができる。
【００２７】
外筒管５は、絶縁性材料で構成されており、放射線発生管２を内部に収容し、放射線発生管２からの放電から放射線発生ユニット１内に配置している駆動回路部３を守るものである。この実施形態では筒体であるが、絶縁性液体４が流動できる流路が確保されていれば箱体等の形状であってもよい。また、外筒管５に複数の孔を設けて外部への沿面放電を防止しつつ絶縁性液体４を流動しやすくする構成も考えられる。この構成採用する場合、外筒管２６の厚さ方向に対して孔を斜めに形成することで、外筒管２６の外部への沿面放電の発生を減少させることができる。
【００２８】
図３に示されるように、外筒管５の内部には、周囲に絶縁性液体４（図１参照）が流動可能な空隙６をあけて放射線発生管２が配置されている。本実施形態の外筒管５は円筒形状であり、やはり円筒形をなす管状部材３０の外面から外筒管５の内面に達する高さを有する障壁７が、管状部材３０の周方向に間隔をあけて複数（本実施形態では３枚）直列されている。また、管状部材３０の周方向に複数直列された列が、カソード３１とアノード３２の対向方向に間隔をあけて複数列（本実施形態では６列）設けられている。
【００２９】
一つの列における障壁７の間の間隔と、各列間の間隔とは、真空容器２のカソード３１側とアノード３２側との間の絶縁性液体４の流れを許容する流路を構成している。また、本実施形態においては、相隣接する列における障壁７の間の間隔の位置が重複しないように完全にずれていることによって、上記流路は、真空容器２のカソード３１側とアノード３２側とを直線的に連通させることのない流路となっている。ただし、カソード３１側とアノード３２側とを直線的に連通させない流路とするには、複数の障壁７の列うちの一つの列における障壁７の間の間隔が、少なくとも他のいずれか一つの列における障壁７の間の間隔と重複しないように位置が完全にずれていればたる。
【００３０】
障壁７は、カソード３１とアノード３２間に直線的な放電が生じないようにして沿面放電を抑制するためのもので、絶縁材料で構成されている。具体的には、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂を好ましく用いることができる。また、障壁７は、成形しやすいことから、板状とすることが好ましい。この実施形態における障壁７は、外筒管５と放射線発生管２が円筒形状であるため扇形となっているが、外筒管５と放射線発生管２の形状などに基づいて適宜形状を選択することができる。
【００３１】
図１に示すように、絶縁性液体４が流路入口９から矢印のように外筒管５の内部に入り、放射線発生管２と外筒管５との空隙６を流路出口１０に向かい自由に流動し、設置されている放射線発生管２を冷却する。絶縁性液体４は送液装置によって流動させることもできる。しかし、放射線発生管２のカソード・アノード間に４０〜１５０ｋＶ程度の高電圧が印加されている条件下では、電気流体力学効果により自発的に流動させることもでき、流動した絶縁性液体４は外筒管５の外部に流出して放射線発生管２から吸収した熱を放熱する。図に示した外筒管５は筒型であるが、流路が確実に設けられていれば箱型の外筒管５を使用することも可能である。
【００３２】
放射線発生管２の表面に空隙６が設けられるように外筒管５を配置することだけでも、外筒管５を設けたことで周囲への放電被害の拡大を防ぐことはできる。しかし、高電圧が印加されたカソード３１、アノード３２間で発生する微小な沿面放電の発生率を下げることはできない。微小な沿面放電といえども繰り返しされることで、絶縁性液体４の放電分解が進行し、絶縁性液体４の劣化が促進される。また放射線発生管２の表面にトラッキングが発生することもあり、放射線発生ユニット１全体の耐電圧の長期的な劣化を速める可能性がある。
【００３３】
そこで、本発明では、上述したように、絶縁性の障壁７を外筒管５の内面と放射線発生管２の管状部材３０の外面間に跨って複数設けた構成とした。これにより、障壁７で、両極で発生する電界方向を分断することができるため、この障壁７によって放射線発生管２の表面で発生する微小放電を抑制することができる。
【００３４】
さらに放射線発生管２を取り巻く各列の障壁７の間には間隔があけられており、この間隔を介して絶縁性液体４の流動が可能となっている。障壁７間にあけられる間隔の位置は、真空容器２のカソード３１側とアノード３２側とを直線的に連通させないように、障壁７の列によってずらされている。このような配置とすることによって、障壁７による沿面放電抑制作用を損なうことなく絶縁性液体４の流動が確保される。また、障壁７の列によって障壁７間の間隔がずれているため、絶縁性液体４が放射線発生管２の表面を満遍なく流動して放射線発生管２全体を冷却すること可能である。
【００３５】
このような作用により、絶縁性液体４は外筒管５のカソード３１側の入口９から流入し、放射線発生管２の表面に沿って流動した後アノード３２側の出口１０から流出する。従って、本発明を用いることによって、放射線管２の発熱を絶縁性液体４の流動による輸送によって効率よく外部へ放出することが可能となり、より高出力での連続運転が可能となる。また、微小な沿面放電の発生も抑制されるため絶縁性液体４の放電による分解も低減し、長期的な信頼性の向上も期待できる。
【００３６】
〔外筒管と放射線発生管の組み合わせ状態の第２の実施形態〕
図４は外筒管５と放射線発生管２の組み合わせ状態の第２の実施形態であり、この組み合わせ状態で図１の放射線発生ユニット１に配置することが可能である。
【００３７】
本例においても、放射線発生管２は、周囲に絶縁性液体４（図１参照）が流動可能な空隙６をあけて外筒管５の内部に配置されている。本例における障壁７は、管状部材３０の外面から外筒管５の内面に達する高さと部分的な切欠部８を有しており、管状部材３０の周方向に設けられた環状をなしている。また、カソード３１とアノード３２の対向方向に間隔をあけて複数設けられている。
【００３８】
各障壁７に設けられている切欠部８と、カソード３１とアノード３２の対向方向に設けられた障壁７間の間隔とは、真空容器２のカソード３１側とアノード３２側との間の絶縁性液体４の流れを許容する流路を構成している。また、本実施形態においては、相隣接する障壁７の切欠部８の位置が重複しないように完全にずれていることによって、上記流路は、真空容器２のカソード３１側とアノード３２側とを直線的に連通させることのない流路となっている。ただし、カソード３１側とアノード３２側とを直線的に連通させない流路とするには、複数の障壁７のうちの一つの列における障壁７の切欠部８が、少なくとも他のいずれかの障壁７の切欠部８と重複しないように位置が完全にずれていればたる。なお、図４（ｃ）は、図４（ａ）におけるＢ−Ｂライン上の障壁７と、この障壁７からアノード３２側へ３枚目までの合計４枚の障壁７における切欠部８の位置を示している。
【００３９】
本例の障壁７に設けられている切欠部８は略半円形状で、障壁７の管状部材３０との接触側に設けられている。切欠部８の形状、数、設ける位置に特に制限はない。外筒管５との接触側である障壁７の外周側に切欠部８を設けることもできるが、放射線発生管２を冷却しやすい絶縁性液体４の流れが得やすいことから、障壁７の管状部材３０との接触側に設けることが好ましい。
【００４０】
本例のように構成すると、接地する障壁７の数が図３の例に比して少なくすることができ、製造がしやすくなる。コあれに加えて、図３で説明した例と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
〔外筒管と放射線発生管の組み合わせ状態の第３の実施形態〕
図５は外筒管５と放射線発生管２の組み合わせ状態の第３の実施形態であり、この組み合わせ状態で図１の放射線発生ユニット１に配置することが可能である。
【００４２】
この実施形態の放射線発生管２は、図５（ａ）に示す通り、管状部材３０の中央部の外径が両端部に比して大きくなった壺形状となっている。障壁７は、図３の例と同様に、管状部材３０の外面から外筒管５の内面に達する高さを有し、管状部材３０の周方向に間隔をあけて複数直列されている。また、管状部材３０の周方向に複数直列された列が、カソード３１とアノード３２の対向方向に間隔をあけて複数列設けられている。しかし、管状部材３０の径が一定ではないことから、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、管状部材３０の端部側の障壁７に比して中央部側の障壁７の高さが低くなっている。
【００４３】
このようにすると、管状部材３０の外面に沿ったカソード３１とアノード３２の対向方向長さが図３の例よりも長くなるので、カソード３１とアノード３２間の沿面放電をより抑制しやすくなる。また、本例の管状部材３０の形状は、図４に示される切欠部８を有する障壁７と組み合わせたり、後述する図６の螺旋状の障壁７と組み合わせることができる。
【００４４】
〔外筒管と放射線発生管の組み合わせ状態の第４の実施形態〕
図６は外筒管５と放射線発生管２の組み合わせ状態の第４の実施形態であり、この組み合わせ状態で図１の放射線発生ユニット１に配置することが可能である。
【００４５】
この実施形態の障壁７は、管状部材３０の外面から外筒管５の内面に達する高さを有し、管状部材３０の周方向に螺旋状に設けられている。螺旋状に配置された障壁７間にあけられた間隔は、カソード３１側とアノード３２側との間の絶縁性液体４の流れを許容する流路を構成している。また、障壁７が螺旋状に設けられているので、上記流路は、真空容器２のカソード３１側とアノード３２側とを直線的に連通させることのない流路となっている。
【００４６】
このように構成すると、図３の例のように短尺の障壁７を多数設けたり、図４の例のように障壁７に切欠部８を形成することなく流路を確保することができる。
【００４７】
＜放射線撮影システムの一実施形態＞
図７に基づいて、本発明に係る放射線撮影システムの一例を説明する。
【００４８】
本例において、既に説明した放射線発生ユニット１は、その放出窓１１０部分に設けられた可動絞りユニット１００と共に放射線発生装置２００を構成している。可動絞りユニット１００は、放射線発生ユニット１から照射される放射線の照射野の広さを調整する機能を有する。また、可動絞りユニット１００として、放射線の照射野を可視光により模擬表示できる機能が付加されたものを用いることもできる。
【００４９】
システム制御装置２０２は、放射線発生装置２００と放射線検出装置２０１とを連携制御する。駆動回路部３は、システム制御装置２０２による制御の下に、放射線発生管２に各種の制御信号を出力する。この制御信号により、放射線発生装置２００から放出される放射線の放出状態が制御される。放射線発生装置２００から放出された放射線は、被検体２０４を透過して検出器２０６で検出される。検出器２０６は、検出した放射線を画像信号に変換して信号処理部２０５に出力する。信号処理部２０５は、システム制御装置２０２による制御の下に、画像信号に所定の信号処理を施し、処理された画像信号をシステム制御装置２０２に出力する。システム制御装置２０２は、処理された画像信号に基づいて、表示装置２０３に画像を表示させるための表示信号を表示装置２０３に出力する。表示装置２０３は、表示信号に基づく画像を、被検体２０４の撮影画像としてスクリーンに表示する。放射線の代表例はＸ線であり、本発明の放射線発生ユニット１と放射線撮影システムは、Ｘ線発生ユニットとＸ線撮影システムとして利用することができる。Ｘ線撮影システムは、工業製品の非破壊検査や人体や動物の病理診断に用いることができる。
【実施例】
【００５０】
（実施例１）
図３を用いて第１の実施例を説明する。
【００５１】
本実施例において用いた放射線発生管２の主要部の寸法は、管直径：４５ｍｍ、管の長さ：８０ｍｍであり、絶縁部にはアルミナセラミックス、カソード側の外部電極にはステンレス、アノード側外部電極はステンレスと銅を主要材料として構成されている。
【００５２】
外筒管５の主要部寸法は、内部直径６０ｍｍ、外筒管の長さは１００ｍｍで厚さ５ｍｍのアクリル樹脂によって構成されている。
【００５３】
放射線発生管２の外表面と外筒管５の内壁の間に設けられる障壁７は、厚さ５ｍｍのアクリル樹脂で形成され、主要部の寸法は、高さは７．５ｍｍで放射線発生管２の同軸の円周方向で各外周列に間隙１１を形成するため約６０ｍｍの間隔を開けて３個配置した。各列は放射線管の長さ方向に７．５ｍｍの間隔を空けて６列配置されており、隣接する列間において間隙１１同士が重ならないように周方向に６０度ずつずらして配置した。
【００５４】
以上のような構成の放射線発生管２を放射線発生ユニット１に取り付けて１００ｋＶの高電圧を印加したが、外部から放電を検出することはなかった。
【００５５】
また絶縁性液体４として高圧絶縁油を用いた場合は、放射線発生管の表面に沿って電気流体力学効果によって流動が発生し、外筒管５の内外で絶縁油の循環が起きることによってより効果的な冷却を行うことが出来た。
【００５６】
（実施例２）
図４を用いて第２の実施例を説明する。
【００５７】
本実施例において用いた放射線管２の主要部の寸法は、実施例１と同じであり、管直径：４５ｍｍ、管の長さ：８０ｍｍである。絶縁部にはアルミナセラミックス、カソード側の外部電極にはステンレス、アノード側外部電極はステンレスと銅を主要材料として構成されている。
【００５８】
外筒管５の寸法は実施例１と同じであり、主要部寸法は、内部直径６０ｍｍ、外筒管の長さは１００ｍｍで厚さ５ｍｍのエポキシ樹脂によって構成されている。
【００５９】
本実施例においては、放射線発生管２の外表面と外筒管５の内壁の間に設けられる障壁を、厚さ２ｍｍのエポキシ樹脂で形成された環状体となる障壁７とした。この障壁７は、等間隔に４か所の切欠８を設けた構造となっている。
【００６０】
障壁７の高さは７．５ｍｍで、放射線発生管の長さ方向に５ｍｍの間隔を空けて９個配置した。放射線発生管の長手方向で隣接する障壁７においては、切欠８同士が同じ位置で重ならないよう周方向に３０度ずつ回転して配置した。
【００６１】
以上のような構成の放射線発生管２を放射線装置１に取り付けて１００ｋＶの高電圧を印加したが、外部から放電を検出することはなかった。
【００６２】
また絶縁性液体４として高圧絶縁油を用いた場合は、放射線発生管の表面に沿って電気流体力学効果によって流動が発生し、外筒管５の内外で絶縁油の循環が起きることによってより効果的な冷却を行うことが出来た。
【００６３】
（実施例３）
図５を用いて第３の実施例を説明する。
【００６４】
本実施例において用いた放射線発生管２は、両極が対向する方向で管直径が異なっている。このため本発明で用いる障壁７の構造は、障壁７Ａ、７Ｂのように両極が対向する方向において設置される位置によって高さが異なっている。
【００６５】
管直径は、最大直径４５ｍｍ、最小直径３０ｍｍであり、管の長さを８０ｍｍとした。
【００６６】
絶縁部にはガラス材料を、カソード側の外部電極にはステンレス、アノード側外部電極はステンレスと銅を主要材料として構成されている。
【００６７】
外筒管５の主要部寸法は、内部直径６０ｍｍ、外筒管の長さ１００ｍｍで厚さ５ｍｍのエポキシ樹脂によって構成されている。
【００６８】
放射線発生管２の表面と外筒管５の内壁の間に設けられる障壁７は、厚さ５ｍｍのエポキシ樹脂で形成され、図５で示すように設置する位置に応じて高さを調整している。
【００６９】
実施例１と同様に放射線発生管２の同軸の円周方向で各外周列に間隙１１を形成して流路を確保するため約１０ｍｍの間隔を開けて３個配置した。各列は放射線管の長手方向に７．５ｍｍの間隔を空けて６列配置されており、隣接する列間において間隙１１同士が重ならないように周方向に６０度ずつずらして配置した。
【００７０】
以上のような構成の放射線発生管２を放射線発生ユニット１に取り付けて１００ｋＶの高電圧を印加したが、外部から放電を検出することはなかった。
【００７１】
また絶縁性液体４として高圧絶縁油を用いた場合は、放射線発生管の表面に沿って電気流体力学効果によって流動が発生し、外筒管５の内外で絶縁油の循環が起きることによってより効果的な冷却を行うことが出来た。
【００７２】
（実施例４）
図６を用いて第４の実施例を説明する。
【００７３】
本実施例において用いた放射線発生管２の主要部の寸法は、実施例１と同様である。
【００７４】
管直径：４５ｍｍ、管の長さ：８０ｍｍであり、絶縁部にはアルミナセラミックス、カソード側の外部電極にはステンレス、アノード側外部電極はステンレスと銅を主要材料として構成されている。
【００７５】
外筒管５の主要部寸法は、内部直径６０ｍｍ、外筒管の長さ１００ｍｍで厚さ５ｍｍのアクリル樹脂によって構成されている。
【００７６】
放射線発生管２の外表面と外筒管５の内壁の間に設けられる障壁７は、厚さ２ｍｍ、高さ７．５ｍｍのエポキシ樹脂を各列間で約１０ｍｍの間隔を開けて螺旋状に成型して放射線発生管２の内壁に配置した構造である。
【００７７】
このような構成においても電界方向での障壁と絶縁性液体の流路は確保することが出来る。
【００７８】
以上のような構成の放射線発生管２を放射線発生ユニット１に取り付けて１００ｋＶの高電圧を印加したが、外部から放電を検出することはなかった。
【００７９】
また絶縁性液体４として高圧絶縁油を用いた場合は、放射線発生管の表面に沿って電気流体力学効果によって流動が発生し、外筒管５の内外で絶縁油の循環が起きることによってより効果的な冷却を行うことが出来た。
【符号の説明】
【００８０】
１：放射線発生ユニット、２：放射線発生管、３：駆動回路部、４：絶縁性液体、５：外筒管、６：空隙、７：障壁、８：切欠部、９：流路入口、１０：流路出口、１１：間隙、１１：収納容器、２１：電子放出源、２２ａ：ターゲット層、２２ｂ：支持基板、２３：ターゲット、２３：支持基板、２４：放射線遮蔽部材、２５：真空容器、２６：電子線、２７：放射線、２８：引出し電極、２９：レンズ電極、３０：管状部材、３１：カソード、３２：アノード、４７：環状部材、１１０：放射線透過窓、１００：可動絞りユニット、２００：放射線発生装置、２０１：放射線検出装置、２０２：システム制御装置、２０３：表示装置、２０４：被検体、２０５：信号処理部、２０６：検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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