(57)【要約】本発明は、Ｘ線（４１）を発生するための装置に関する。装置は、電子ビーム（３５）を発生するためのソース（５）と、回転軸（１５）に関して回転可能で、装置に電子ビームが入射する結果としてＸ線を発生する物質（９）が提供されたキャリア（７）と、を有する。さらに装置は、キャリア上の電子ビームの衝突位置（３９）から後方拡散される電子を捕らえ、かつ、操作中に加熱される場合にキャリアによって発生される放射熱の一部分を吸収するために、ソースとキャリアとの間に配置された熱吸収要素（４５）を有する。熱吸収要素は、装置の冷却システム（５１）と熱の接続である。本発明によると、熱吸収要素（４５）と冷却システム（５１）との間の熱の接続は、熱吸収要素と冷却システムとの間の温度差の単位当たりの熱の接続を介して生じる伝熱率を制限する、熱の障壁（５７）を有する。特定の実施態様において、該熱の障壁は、熱吸収要素が装置に設置される手段による、制限された規模（ｈＢ）を有する環状の設置要素（５７）を有する。そのような熱の障壁の結果として、熱吸収要素によって吸収された熱は、冷却システムに穏やかに伝えられて、冷却システムにおける熱のピークの負荷及び冷却液の沸騰などの問題が回避される。加えて、熱吸収要素の比較的高い温度が許容されて、十分に大きい熱吸収容量を備える熱吸収要素を提供するために十分な熱吸収要素の質量及び容積がかなり減少される。
2005521997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を発生するための装置であって、該装置は、電子を放射するためのソースと、回転軸に関して回転可能で、電子の入射の結果としてＸ線を発生する物質が提供されたキャリアと、該ソースと該キャリアとの間に配置された熱吸収要素と、該熱吸収要素と熱の接続である冷却システムと、を有し、操作中に、該熱吸収要素による熱吸収率が、該熱の接続を介する伝熱率よりも実質的に大きく、該熱吸収要素と該冷却システムとの間の該熱の接続は、所定の手法で、該熱吸収要素と該冷却システムとの間の温度差の単位当たりの該熱の接続を介して生じる該伝熱率を制限する、熱の障壁を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記熱の接続の伝熱係数θ＝Φ／Ｐmaxが、０，０００５Ｋ−１よりも小さく、該Φ（ｋＷ／Ｋ）は、前記熱吸収要素の平均温度と、前記熱の接続と前記冷却システムとの間の熱の境界での温度との間の差異の単位当たりの前記熱の接続を介する前記伝熱率であり、前記Ｐmax（ｋＷ）は、前記装置の連続操作中に許容される前記ソースの最大出力であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記熱の障壁が、前記熱吸収要素が前記装置に設置される手段による設置要素を有し、該設置手段は、前記ソースの電子ビームの経路に平行な方向で見られる規模を有し、該規模は前記方向の前記熱吸収要素の規模よりも実質的に小さいことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記熱吸収要素が前記電子ビーム経路に関して実質的に回転式に対称であり、前記設置要素は前記電子ビーム経路に関して環状で同心であることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記設置要素は、前記熱吸収要素が成される物質の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する物質から成ることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記設置要素がステンレス鋼から成ることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項７】
前記熱吸収要素が、前記キャリアに面する第一側面及び前記キャリアから離れて面する第二側面を有し、前記設置要素は該第二側面の近くで前記熱吸収要素と熱の接触をしていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項８】
前記熱の障壁は、前記熱吸収要素の放射熱の伝熱表面と前記冷却システムの放射熱の伝熱表面との間に存在する真空ギャップを有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記熱吸収要素は、モリブデン、タングステン又はグラファイトから成ることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記キャリアに面する前記熱吸収要素の側面が、前記キャリア上の前記電子の衝突位置から見られるように窪みである電子吸収方面を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線を発生するための装置に関し、その装置は、電子を放射するためのソースと、回転軸に関して回転可能で、電子の入射の結果としてＸ線を発生する物質が備えて提供されるキャリアと、ソースとキャリアとの間に配置された熱吸収要素と、熱吸収要素と熱の接続の冷却システムと、を有し、操作中に熱吸収要素による熱吸収率は、熱の接続を介して伝熱率よりも実質的に大きい。
【背景技術】
【０００２】
序章に言及した種類の装置は周知である（例えば、特許文献１を参照）。ソースと、キャリアと、熱吸収要素は、装置の真空空間に収容される。キャリアは、ディスク形状であり、ベアリングの手段によって回転式にジャーナルされる。操作中に、ソースによって発生される電子ビームは、熱吸収要素に設けられた中央の孔を通過し、キャリアの周囲の近くの衝突位置のキャリアのＸ線を発生する物質に衝突する。結果として、Ｘ線は、その衝突位置で発生され、真空空間を囲い込むハウジングに設けられたＸ線の出口窓から放射する。熱吸収要素は、キャリアから後方拡散される電子を捕らえるため、且つ、操作中に熱吸収要素が加熱される結果として、操作中に加熱された場合にキャリアによって発生される放射熱を吸収するために、キャリアと同一の電気的な電位を有してソースとキャリアとの間に配置される。冷却システムは、冷却液体のための通路を有し、熱吸収要素と直接的に熱の接触をする熱吸収要素の周辺位置に設けられる。結果として、熱吸収要素と冷却システムとの間の熱の接続は、比較的高い熱伝導率を有する。熱吸収要素は銅から成されて比較的大きな質量及び容量であり、その結果、熱吸収要素は高い熱吸収容量を有する。したがって、装置が比較的高いエネルギーレベルのＸ線を発生するための一時的な操作にある場合、熱吸収要素が適切な温度の上昇だけを受ける間に、熱吸収要素による比較的高い熱吸収率が一時的に起こる。適切な温度の上昇の結果として、熱吸収要素から冷却システムまでの伝熱率は制限され、熱吸収要素によって吸収される熱は、装置がＸ線を発生する間、且つ、その後の装置が操作中でない場合に、徐々に冷却システムに伝えられる。熱吸収要素から冷却システムへの穏やかな伝熱の結果として、冷却システムの熱のピークの負荷が妨げられ、その結果、冷却液の沸騰又は冷却システムの薄壁構造の溶解などの冷却システムの問題が妨げられる。
【０００３】
周知の装置の問題点は、熱吸収要素の比較的大きな質量と容積の結果として、装置が比較的大きな規模であり比較的重い重量を有することである。
【特許文献１】ＵＳ−Ａ−６，２１５，８５２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、序章に言及した種類のＸ線を発生するための装置を提供することであり、さらに熱吸収要素から冷却システムまでの穏やかな伝熱の利点を有するが、熱吸収要素の質量及び容積がかなり減少された装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的を達成するために、本発明によるＸ線を発生するための装置は、熱吸収要素と冷却システムとの間の熱の接続は、所定の手法で熱吸収要素と冷却システムとの間の温度差の単位当たりの熱の接続を介して発生する、伝熱率を制限する熱の壁を有する。本発明による装置において、熱吸収要素から冷却システムへの穏やかな伝熱は、特許文献１による周知の装置におけるようにＸ線の発生中に熱吸収要素によって達成される最大温度を緩和することによって達成されないが、熱吸収要素と冷却システムとの間の温度差の単位当たりの熱の接続を介して発生する伝熱率を制限することによって、つまり、熱の接続の熱伝導率を制限することによって達成される。結果として、熱吸収要素の比較的高い最大温度は、熱吸収要素が十分な高い溶解温度を有する適切な物質から成されることが提供される、Ｘ線の発生中に可能とされる。許容される比較的高い最大温度の結果として、熱吸収要素の比較的少ない質量及び容積だけが、周知の装置の熱吸収要素によって吸収される熱量に匹敵する熱の総量を熱吸収要素が吸収することを可能にするために必要とされる。熱の接続の必要な熱伝導率が制限されるので、それほど高くない要求を、熱吸収要素の物質の熱伝導率でさらに成さらなければならず、熱吸収要素において適切な物質の範囲は、物質の熱伝導率に課された要求によって制限されない。
【０００６】
本発明による装置の特定の実施態様は、熱の接続の伝熱係数θ＝Φ／Ｐmaxが、０，０００５Ｋ−１よりも小さく、ここでΦ（ｋＷ／Ｋ）は、熱吸収要素の平均温度と、熱の接続と冷却システムとの間の熱の境界での温度との間の差異の単位当たりの熱の接続を介する伝熱率であり、Ｐmax（ｋＷ）は、装置の連続操作中に許容されるソースの最大出力である。伝熱率θが０，０００５Ｋ−１よりも小さい場合、熱吸収要素の比較的高い最大温度は操作中に達成されて、熱吸収要素が十分に高い熱量を吸収させることが必要な熱吸収要素の質量及び容積は、かなり減少される。
【０００７】
本発明による装置の特定の実施態様は、熱の障壁が、熱吸収要素が装置に設置される手段による設置要素を有し、その設置手段は、ソースの電子ビームの経路に平行な方向で見られる大きさを有し、その大きさは前述の方向の熱吸収要素の大きさよりも実質的に小さいことを特徴とする。この実施態様において、装置に熱吸収要素を設置するために必要な設置要素はまた、必要な熱の障壁又はその一部を構成し、その結果として、装置は制限された部品数を有する簡素な構成を有する。設置要素の規模は比較的小さいので、設置要素は比較的小さい断面エリアを有し、その結果、熱吸収要素と冷却システムとの間の温度差の単位当たりの熱の障壁を介して発生する伝熱率は、効果的に減少される。伝熱率の所定の制限は、前述の断面エリアの適切な値によって、つまり、設置要素の規模の適切な値によって達成できる。
【０００８】
本発明による装置のさらなる実施態様は、熱吸収要素が電子ビーム経路に関して実質的に回転式に対称であり、設置要素は電子ビーム経路に関して環状で同心であることを特徴とする。このさらなる実施態様において、熱吸収要素は、キャリアから後方に拡散される電子によって均一に暖められ、熱吸収要素によって吸収された熱は、冷却システムに対する設置要素を介して環状の設置要素の周辺の方向で見られ、均一に伝えられる。この手法において、熱吸収要素、設置要素、及び冷却システムの過度の局所的な温度の危険性は、かなり減少される。
【０００９】
本発明による装置のさらなる実施態様は、設置要素は、熱吸収要素が成される物質の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する物質から成ることを特徴とする。設置要素の物質の熱伝導率が熱吸収要素の物質の熱伝導率よりも低いので、熱吸収要素と冷却システムとの間の温度差の単位当たりに設置要素を介して発生する伝熱率は効果的に減少される。
【００１０】
本発明による装置のさらなる実施態様は、設置要素がステンレス鋼から成ることを特徴とする。ステンレス鋼は、設置要素の熱伝導の特性、熱膨張の特性、及び機械的な特性の観点からすると設置要素において非常に適切な物質である。
【００１１】
本発明による装置のさらなる実施態様は、熱吸収要素が、キャリアに面する第一側面及びキャリアから離れて面する第二側面を有し、設置要素は第二側面の近くで熱吸収要素と熱の接触をしている。第二側面の近くで、操作中に、熱吸収要素は熱吸収要素の平均温度よりも低く、第一側面の温度よりも低い温度を有する。結果として、設置要素を介する熱吸収要素から冷却システムへの伝熱率はさらに減少され、熱吸収要素から冷却システムへの伝熱はより穏やかに生じる。
【００１２】
本発明による装置の特定の態様は、熱の障壁が、熱吸収要素の放射熱の伝熱表面と冷却システムの放射熱の伝熱表面との間に存在する、真空ギャップを有する。この実施態様において、熱吸収要素は、好ましくは断熱物質から成る、例えば、設置要素の手段によって、装置に設置される。したがって、熱吸収要素から冷却システムへの伝熱は、前述の真空ギャップを介する熱放射によって主に発生し、その結果として、熱吸収要素と冷却システムとの間の温度差の単位当たりの熱の障壁を介して発生する伝熱率は、効果的に減少される。伝熱率の所定の制限は、熱吸収要素及び冷却システムの放射熱を伝熱する表面のエリアの適切な値によって達成でき、さらにギャップの幅の適切な値によって達成できる。
【００１３】
本発明による装置の特定の実施態様は、熱吸収要素がモリブデン、タングステン又はグラファイトから成ることを特徴とする。そのような物質は比較的高い溶解温度を有し、熱吸収物質の比較的高い温度が許容され、熱吸収物質によって十分な熱吸収率が必要である、熱吸収要素の質量及び容積がかなり減少される。
【００１４】
本発明による装置の特定の実施態様は、キャリアに面する熱吸収要素の側面が、キャリア上の電子の衝突位置から見られるように窪みである、電子吸収方面を有することを特徴とする。衝突位置から後方に拡散する電子は、ソースによって発生される電子ビームの経路に相関して電子が後方に拡散される角度αに依存する、エネルギーレベルを有する。そのエネルギーレベルは、sin(2α)にほぼ比例して、前述のエネルギーレベルはα＝０°でほぼ０からα＝４５°でのほぼ最大値まで上昇する。熱吸収要素の電子吸収表面が窪みであるという事実の結果として、さらに、ある角度αで後方拡散される電子を捉えるために利用可能な電子吸収表面の部分は、α＝０°とα＝４５°との間で増加する。結果として、電子吸収表面のエリアの単位あたりの実質的に均一な熱吸収率が達成され、熱吸収要素は、拡散された電子によって実質的に均一に加熱されて、熱吸収要素の過度な局所的な温度が回避される。
【００１５】
下記において、本発明によるＸ線を発生するための装置の実施態様は、添付図を参照してより詳細に記載されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に示されるような本発明によるＸ線を発生するための装置の第一実施態様は、真空空間３を包含する金属ハウジング１を有し、そこに電子を放射するためのソース５又は陰極と、電子の入射の結果としてＸ線を発生する物質９を備えて提供されるキャリア７又は陽極がある。図１に概略的に示されているだけのソース５は、電気を伝えない物質から成る第一設置要素１１の手段によってハウジング１に設置される。キャリア７は実質的にディスク型の形状であり、この実施態様ではタングステンであるＸ線を発生する物質９は、ソース５に面するキャリア７の主要な側面１３上の環状層の形態で提供される。キャリア７は、比較的高い溶解温度を有する物質から成り、この実施例ではモリブデンである。代替として、そのハウジング全体におけるキャリア７は、Ｘ線を発生する物質から成されてよい。
【００１７】
キャリア７は、主要な側面１３に対して垂直に延在する回転軸１５で回転可能である。この目的において、装置は、キャリア７がジャーナルされる手段による動的な溝のベアリング１７と、キャリア７が駆動できる手段による電気モーター１９と、を有する。動的な溝のベアリング１７は、キャリア７に設置される外部のベアリング要素２１と、支援要素２５及び第二の設置要素２７の手段によってハウジング１に設置される内部のベアリング要素２３と、を有する。外部のベアリング要素２１と内部のベアリング要素２３との間に、この実施態様ではガリウム、インジウム及び錫の合金である液体潤滑剤で充填されるベアリングギャップ２９が存在する。図１で概略的にだけ示されるモーター１９は、真空空間３に存在し、外部のベアリング要素２１に設置されるローター３１と、真空空間３の外部に存在し、ハウジング１の内部表面に設置されるスターター３３と、を有する。
【００１８】
操作中に、ソース５は、主要な側面１３に対して垂直に延在する電子ビームの経路３７を介して伝播し、衝突位置３９のＸ線を発生する物質９に衝突する、電子ビーム３５を発生する。電子ビーム３５の入射の結果として物質９によって発生されるＸ線４１は、ハウジング１に設けられて、この実施態様ではベリリウムであるＸ線の透明な物質から成される窓４３を通過する真空空間３から放射する。電子ビーム３５の比較的わずかなエネルギー量だけがＸ線エネルギーに変換される。電子ビーム３５の比較的多量のエネルギー量は、操作中にキャリア７がかなり加熱される結果として、キャリア７によって吸収される。操作中にキャリア７が回転軸１５に関して回転されるので、衝突位置３９は、Ｘ線発生物質３９の環状層にわたるキャリア７に関する円状の経路に続く。結果として、キャリア７は周辺の方向で均一に加熱されて、キャリア７の過度の局所的な温度が回避される。キャリア７が、キャリア７の過度な温度を回避するために必要なキャリア７から装置の周囲又は装置の冷却システムまで伝熱する、真空空間３に存在するので、動的な溝のベアリング１７とそこに存在する液体潤滑剤を介する熱伝導によって、及びキャリ７の表面からの熱放射によって主に発生する。
【００１９】
電子ビーム３５の電子の部分は、衝突位置３９から後方拡散され、したがって、電子ビーム３５のエネルギー部分は拡散された電子エネルギーに変換される。拡散された電子は、キャリア７と同一の電気的な電位を実質的に有し、ソース５とキャリア７との間、つまり、ソース５と衝突位置３９との間の真空空間３に配置される熱吸収要素４５によって多大な部分において捕らえられる。熱吸収要素４５は、電子ビームの経路３７に関して実質的に回転式の対称であり、電子ビーム３５のための中央の開口部４７を有し、下記により詳細に記載されるキャリア７に面する電子吸収表面４９を有する。熱吸収要素４５はまた、操作中に加熱された場合にキャリア７によって発生される放射熱の少なくとも一部分を吸収するように使用される。拡散された電子と放射熱の吸収の結果として、熱吸収要素４５は操作中に加熱される。図２に示されるように、熱吸収要素４５は、図２で概略して示されるだけの装置の冷却システム５１と熱の接続であり、この実施態様では銅である、比較的高い熱伝導率を有する物質から成される環状のスリーブ５３と、環状のスリーブ５３と直接的な熱の接触の冷却液のための冷却通路のシステムを備えて提供される環状の熱交換器５５と、を有する。環状のスリーブ５３と環状の熱交換器５５は、電子ビームの経路３７に関して同心状で配置される。
【００２０】
前述したように電子ビーム３５のエネルギー損失を考慮して、電子ビーム３５の非常に高いエネルギーレベルは、十分に高いエネルギーレベルのＸ線４１を発生するために必要である。図１及び２に示される実施態様において、ソース５はほぼ２００ｋＷの電子ビーム３５を発生するために適している。電子ビーム３５のエネルギーのほぼ４０％が熱吸収要素４５によって吸収されることを実験が示している。この吸収されたエネルギー量が熱吸収要素４５から冷却システム５１まで瞬間的に伝えられる場合、必要な熱容量と冷却システム５１の規模は許容できないほど高くなるか、又は、冷却液の沸騰若しくは冷却システム５１の薄壁の構造の溶解などの冷却システムの問題が生じ得る。そのような実質的な熱容量と冷却システム５１の規模を回避し、そのような問題を回避するために、熱吸収要素４５の熱吸収容量と、熱吸収要素４５と冷却システム５１との間の熱の接続の伝熱容量は、操作中に熱吸収要素４５が熱の接触を介する伝熱率ＱＴ（ｋＷ）よりも実質的に高いことによる伝熱率ＱＡ（ｋＷ）のようなことである。結果として、熱吸収要素４５は、熱吸収要素４５によって吸収される熱を一時的に保存するために使用され、したがって、保存された熱は、装置がＸ線４１を発生する間、その後、装置が操作中でない場合に熱吸収要素４５から冷却システム５１に穏やかに伝わる。したがって、熱吸収要素４５の過度の温度を防ぐために、装置は不連続で使用されるべきであり、つまり、第一周期中のＸ線４１の発生後、装置は第二周期において操作ないで、第一及び第二周期は電子ビーム３５のエネルギーレベルに依存する。示された実施態様において、例えば、装置は多数の異なるモードの操作で使用できる。第一モードの操作において、電子ビーム３５は第一周期中に２００ｋＷのエネルギーレベルを有する。この後、装置は、装置の加熱された部分を冷却液の温度に近い温度まで再度冷却させるように第二周期において操作されない。第二モードの操作において、電子ビーム３５は、装置が再度冷却するために操作されない後に、第一周期のほぼ３倍の周期中に、１００ｋＷのエネルギーレベルを有する。第三モードの操作において、電子ビーム３５は、装置が再度冷却するために操作されない後に、第一周期のほぼ７倍の周期中に、６０ｋＷのエネルギーレベルを有する。第四モードの操作において、装置は、電子ビーム３５の比較的低いエネルギーレベルでＸ線４１を連続して発生する。
【００２１】
本発明による装置において、前述のようなＱＡとＱＴとの間の意図された関係は、熱吸収要素４５と冷却システム５１との間の熱の接続が、熱吸収要素４５と冷却システム５１との間の温度差の単位あたりの熱の接続を介して発生する伝熱率Φ（ｋＷ／Ｋ）を制限する熱の障壁を有することで達成される。Φの定義において、温度差が、熱吸収要素４５の平均温度ＴＡと熱の接続と冷却システム５１との間の熱の境界、つまり冷却システム５１の冷却液が熱の接続との直接的な熱の接触である位置、で生じる温度との間の差であることを注意する。図１及び２に示される第一の実施態様において、熱の障壁は、熱吸収要素４５がソース５とキャリア７との間の真空空間３に設置される手法による設置要素５７を有する。Φの値は、電子ビームの経路３７に平行な方向Ｘで見られる設置要素５７の規模ｈＢが、方向Ｘの熱吸収要素４５の規模ｈＡよりも実質的に小さく、効果的に減少され、その結果、設置要素５７は、熱の伝導において利用可能な比較的小さな断面エリアを有する。Φの値の所定限度は、断面エリアの適切な値、つまり、ｈＢの適切な値、によって達成できる。Φの値、つまり、熱吸収要素４５と冷却システム５１との間の熱の接続の熱伝導率が制限されるので、熱吸収要素４５の比較的高い最大温度が許容され、Ｘ線４１の発生中に達成される。許容された比較的高い最大温度の結果として、熱吸収要素４５の比較的わずかに少ない質量及び容積が、十分に高い熱吸収容量を有する熱吸収要素４５を提供するために必要とされる。第一の実施態様において、熱吸収要素４５は、ほぼ２６００℃の比較的高い溶解温度を有するモリブデンから成される。代替として、比較的高い溶解温度を有するタングステン又はグラファイトなどの別の物質が使用されてよい。そのような物質を使用して、熱吸収要素４５のほぼ２０００℃の比較的高い温度が許容され、結果として、熱吸収要素４５の必要な質量及び容量のかなりの減少が達成される。
【００２２】
図１及び２に示される第一の実施態様において、さらに、Φの値は、設置要素５７が、熱吸収要素４５が成される物質の熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有する物質から成されることで減少される。この実施態様において、設置要素５７は、設置要素の熱伝導の特性、熱拡張の特性及び機械的な特性の観点から非常に適した物質である、ステンレス鋼から成される。第一の実施態様において、Φの値は、さらに、設置要素５７がキャリア７から離れて面する熱吸収要素４５の第二の側面５９に近い熱吸収要素４５との熱の接触であることで減少される。操作中に、この第二の側面５９の近くで、熱吸収要素４５は、熱吸収要素４５の平均温度ＴＡよりも低く、且つ、キャリア７に面する第一の側面６１に近い熱吸収要素４５の温度よりも低い温度を有し、結果として、ＱＴはさらに制限される。第一の実施態様において、結果として、ＱＴはほぼ１０ｋＷの最大値を有し、これは、平均温度ＴＡがほぼ２０００℃である場合に生じる。したがって、Φの値は、ほぼ５Ｗ／Ｋである。装置の総出力及び容量にΦの値を関連づけるために、熱吸収要素４５と冷却システム５１との間の熱の接続の伝熱係数θ（Ｋ−１）は、θ＝Φ／Ｐmaxとして定義され、Ｐmax（ｋＷ）は、装置の連続操作中に許容されるソース５の最大出力である。第一の実施態様において、Ｐmaxはほぼ２５ｋＷであり、結果として、θは、ほぼ０，０００２Ｋ−１である。しかしながら、さらに大きな値のθにおいて、熱吸収要素４５の質量及び容量のかなり減少がすでに達成されることを注意する。本発明が意味する範囲内の熱吸収要素４５の質量及び容量の有用で好意的な減少は、ほぼ０，０００５Ｋ−１よりも小さいθの値において達成される。
【００２３】
熱吸収要素４５の最大温度は、熱吸収要素４５が成される物質の溶解温度に非常に近接しているので、熱吸収要素４５での局所的な過度の温度は回避されるべきである。図１及び２に示される第一の実施態様において、これは、熱吸収要素４５が電子ビームの経路３７に関して実質的に回転式に対称であり、設置要素５７が電子ビームの経路３７に関して環状で同心状であるという事実の結果として達成される。結果として、熱吸収要素４５の周辺の方向で見られ、熱吸収要素４５は、衝突位置３９から後方に拡散される電子によって均一に暖められ、熱吸収要素４５によって吸収される熱は、設置要素５７を介して、熱吸収要素４５から冷却システム５１に均一に伝えられる。
【００２４】
電子吸収表面４９に特に近接する、局所の過度の温度の危険性は、電子吸収表面４９が衝突位置３９から見られるような窪み形状を有して制限される。衝突位置３９から後方拡散される電子が、図２に示されるように、電子が電子ビームの経路３７に関して後方拡散される角度αに依存するエネルギーレベルを有することが分かる。そのようなエネルギーレベルは、sin(2α)にほぼ比例して、その結果、エネルギーレベルはα＝０°でほぼ０からα＝４５°でのほぼ最大値まで上昇する。電子吸収表面４９が図２に示される電子吸収表面４９の一部ｄＳ（α）で窪みであり、ある角度αで後方拡散される電子を捕えるために有用であるという事実の結果として、さらにα＝０°とα＝４５°との間で増加する。電子吸収表面４９の窪みの形状を最適化することによって、電子吸収表面４９のエリアの単位あたりに吸収されるエネルギーがα＝０°とα＝４５°との間でほぼ一定であることが達成され、その結果、少なくとも近接する熱吸収表面４９のこの部分で、局所的な過度の温度の危険性がかなり減少される。α＞４５°において、拡散された電子のエネルギーレベルは再度降下するが、熱吸収表面４９の利用可能な部分はさらに増大し、その結果、過度の温度は、熱吸収表面４９のこの近接する部分で生じない。
【００２５】
第一の実施態様による装置のさらなる利点は、真空空間３で熱吸収要素４５を設置するために必要な設置要素５７が、熱吸収要素４５と冷却システム５１との間の熱の接続で必要な熱の障壁をさらに構成する。結果として、第一の実施態様による装置は、装置の部品数が制限される、比較的簡素な構成を有する。しかしながら、本発明はまた、熱の障壁が装置の追加的な部分を構成する、代替となる実施態様をカバーすることを注意する。図３に概略的に示される、本発明による装置の第二の実施態様はまた、熱の障壁が、熱吸収要素４５と冷却システム５１との間に存在する真空ギャップ６３である、比較的簡素な構成を有する。図３において、図１及び２で示されるような第一の実施態様による装置の部分と対応する第二の実施態様による装置の部分は、対応する参照番号の手段によって示される。下記において、第一及び第二の実施態様による装置間の主な差異だけが記載される。
【００２６】
第二の実施態様による装置は、第二の実施態様による装置の熱吸収要素４５が熱を伝えない物質から成される２つの設置要素６５、６７の手段によって真空空間３に設置されることが第一の実施態様による装置との主な差異である。熱吸収要素４５は、電子ビームの経路３７に関して同心状で、さらに熱吸収要素４５の放射熱を伝える表面６９を構成する、円形の円筒状の外壁を有する。環状のスリーブ５３は、さらに電子ビームの経路３７に関して同心状で、冷却システム５１の放射熱を伝える表面７１を構成する、円形の円筒状の内壁を有する。真空ギャップ６３は、そのような放射熱を伝える表面６９と７１との間に存在し、環状であり、さらに電子ビームの経路３７に関して同心状である。この第二の実施態様において、熱吸収要素４５から冷却システム５１までの伝熱は、真空ギャップ６３を介して熱吸収要素４５の放射熱を伝える表面６９から冷却システム５１の放射熱を伝える表面７１までの放射線によって主に生じて、その結果、熱吸収要素４５と冷却システム５１との間の熱の接続におけるΦ及びθの値は、効果的に減少される。Φ及びθの意図された値は、この第二の実施態様において、放射熱を伝える表面６９及び７１の表面エリアの適切な値によって、さらに真空ギャップ６３の幅ｗの適切な値によって達成される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明によるＸ線を発生するための装置の第一の実施態様の縦の断面を概略的に示す図である。
【図２】図１の第一の実施態様の熱吸収要素を概略して示す図である。
【図３】本発明によるＸ線を発生するための装置の第二の実施態様の熱吸収要素を概略して示す図である。
【図１】
2005521997.tif 000003
【図２】
2005521997.tif 000004
【図３】
2005521997.tif 000005
【国際調査報告】
2005521997.tif 000006
2005521997.tif 000007