(57)【要約】【課題】放射線管において、その作製時や使用時に高温になった場合でも、ＮＥＧとこれが取り付けられている部材との間の物性差に起因して発生する熱応力を緩和し、ＮＥＧの剥がれやチッピングを防止する。【解決手段】絶縁管２、陰極３、陽極４のいずれかの内面にＮＥＧ８を取り付ける際に、該ＮＥＧ８が取り付けられる取り付け面を、最大高さ粗さＲｚが０．１μｍ以上５００μｍ以下の粗面とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状の絶縁管と、前記絶縁管の一端に取り付けられた陰極と、前記絶縁管の他端に取り付けられた陽極とからなる外囲器を備え、前記外囲器の内側に非蒸発型ゲッタが取り付けられた放射線管であって、
前記非蒸発型ゲッタが、最大高さ粗さＲｚが０．１μｍ以上５００μｍ以下の取り付け面に固定されていることを特徴とする放射線管。
【請求項２】
前記取り付け面の最大高さ粗さＲｚが、０．８μｍ以上１００μｍ以下であ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】
前記取り付け面が前記外囲器の内面であり、前記非蒸発型ゲッタが接着剤を介して前記外囲器内面に固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線管。
【請求項４】
前記接着剤は、前記非蒸発型ゲッタの、前記外囲器の内面側の端部の外周にも配置されてい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】
前記取り付け面が前記外囲器内面であり、前記非蒸発型ゲッタの、前記外囲器の内面側の端部の外周に接着剤を配置して前記非蒸発型ゲッタが前記外囲器の内面に固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線管。
【請求項６】
前記非蒸発型ゲッタは、固定部材を介して前記外囲器の内面に固定されており、前記固定部材の、前記非蒸発型ゲッタに対向する面が前記取り付け面であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線管。
【請求項７】
前記非蒸発型ゲッタは、前記固定部材に接着剤を介して取り付けられていることを特徴とする請求項６に記載の放射線管。
【請求項８】
前記接着剤は、熱伝導性材料を含有することを特徴とする請求項３乃至５、７のいずれか１項に記載の放射線管。
【請求項９】
前記熱伝導性材料は、銀、銅、金、ダイヤモンド、アルミニウム、シリコンカーバイド、窒化アルミニウム、グラファイトの群から選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする請求項８に記載の放射線管。
【請求項１０】
前記接着剤は、０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有することを特徴とする請求項３乃至５，７乃至９のいずれか１項に記載の放射線管。
【請求項１１】
前記固定部材が弾性部材であり、前記非蒸発型ゲッタは前記固定部材に嵌合されていることを特徴とする請求項６に記載の放射線管。
【請求項１２】
前記非蒸発型ゲッタは、前記外囲器に取り付けられ固定部材によって前記外囲器の内面に加圧されて固定されており、前記外囲器の内面が前記取り付け面であることを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線管。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の放射線発生管と、
前記放射線発生管を収容し、前記放射線発生管から生じる放射線を取り出すための放射線放出窓を有する収納容器と、を備え、
前記収納容器の内部の余剰空間が絶縁性流体で満たされていることを特徴とする放射線発生装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の放射線発生装置と、
前記放射線発生管から放出され、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た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、医療機器分野における診断応用及び産業機器分野における非破壊放射線撮影等に適用される放射線管と、該放射線管を用いた放射線発生装置、放射線撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線発生装置においては、その耐久性を高め、省メンテナンス化を向上させることが求められている。放射線発生装置の耐久性を決定する主たる要因の一つとして、放射線管の内部雰囲気の低下が挙げられる。放射線管の容器内の真空度を維持する方法として、非蒸発型ゲッタ（ＮＥＧ）を容器内に設ける方法が公知である。ＮＥＧは、真空雰囲気下で加熱することにより活性化され、容器内に存在するガスを排気する作用を発現する。蒸発型ゲッタのように、不要な範囲へのゲッタ物質の飛散、蒸着を防ぐための特別な構成をとる必要がない点で、ＮＥＧは、放射線管の小型化において好ましいゲッタの形態である。特許文献１には、放射線管の陽極を構成する部材又は陰極のベース部材に固定した後、加熱することにより活性化して使用するＮＥＧが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６１３４３００号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、放射線管の作製時や使用時の高温化といった熱サイクルがかかった場合に、ＮＥＧと該ＮＥＧが取り付けられている部材との界面での剥がれやＮＥＧのチッピング（欠け）が発生する場合があった。これはＮＥＧと部材間の熱膨張率等物性差に起因する熱応力によるものであり、このようなＮＥＧの剥がれやチッピングは放射線管内において夾雑物として放射線発生に影響を及ぼす恐れがある。
【０００５】
本発明の課題は、放射線管において、その作製時や使用時に高温になった場合でも、ＮＥＧとこれが取り付けられている部材との間の物性差に起因して発生する熱応力を緩和し、該熱応力によるＮＥＧの剥がれやチッピングを防止することにある。さらに、該放射線管を用いて信頼性の高い放射線発生装置及び放射線撮影システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１は、管状の絶縁管と、前記絶縁管の一端に取り付けられた陰極と、前記絶縁管の他端に取り付けられた陽極とからなる外囲器を備え、前記外囲器の内側に非蒸発型ゲッタが取り付けられた放射線管であって、
前記非蒸発型ゲッタが、最大高さ粗さＲｚが０．１μｍ以上５００μｍ以下の取り付け面に固定されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の第２は、放射線発生管と、
前記放射線発生管を収容し、前記放射線発生管から生じる放射線を取り出すための放射線放出窓を有する収納容器と、を備え、
前記収納容器の内部の余剰空間が絶縁性流体で満たされていることを特徴とする放射線発生装置である。
【０００８】
本発明の第３は、放射線発生装置と、
前記放射線発生管から放出され、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たことを特徴とする放射線撮影システムである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＮＥＧを取り付ける取り付け面を粗面とすることにより、熱応力が発生した場合でも、該熱応力を緩和してＮＥＧの剥がれやチッピングが抑制される。また、ＮＥＧの取り付けに接着剤を用いている場合には、取り付け面からＮＥＧへの熱伝導性が向上し、加熱によるＮＥＧの活性化を効率よく行うことができる。よって、本発明によれば、信頼性の高い放射線管及び該放射線管を用いた信頼性の高い放射線発生装置及び放射線撮影システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の放射線管の一実施形態の構成を模式的に示す、絶縁管の管軸に沿った方向の断面図である。
【図２】図１の放射線管を用いた放射線発生装置の好ましい一実施形態の構成を模式的に示す、絶縁管の管軸に沿った方向の断面図である。
【図３】図２の放射線発生装置を用いた放射線撮影システムの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の放射線管におけるＮＥＧの取り付け形態を示す、陰極の厚さ方向の断面図である。
【図５】放射線発生装置の出力安定性を評価する評価系の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の放射線管の構成上の特徴は、非蒸発型ゲッタ（ＮＥＧ）を取り付ける面を粗面とすることにある。以下に好ましい実施形態を挙げて本発明を詳細に説明する。図１は本発明の放射線管の好ましい一実施形態の構成を示す図であり、絶縁管の管軸に沿った方向の断面図である。また、図２は図１の放射線管を用いた放射線発生装置の好ましい一実施形態の構成を示す図であり、絶縁管の管軸に沿った方向の断面図である。さらに、図３は図２の放射線発生装置を用いた放射線撮影システムの構成を示すブロック図である。
【００１２】
〈放射線管〉
図１に示すように、本発明の放射線管１は、管状の絶縁管２と、該絶縁管２の一端に取り付けられた陰極３と、他端に取り付けられた陽極４とからなる外囲器を備え、該外囲器の内側、本実施形態においては陰極３の内面にＮＥＧ８が取り付けられている。また、陰極３には電子放出源５が、陽極４にはターゲット７がそれぞれ接続されている。陰極３と陽極４は絶縁管２を介して対向するように配置され、絶縁管２と陰極３及び陽極４の固定は、ろう付け、溶接、接着剤等が用いられる。尚、本実施形態においては、透過型の放射線管を例示したが、本発明は反射型の放射線管にも好ましく適用される。
【００１３】
絶縁管２は筒状で強度と絶縁性を有するガラス、セラミックスなどが用いられる。陰極３及び陽極４には絶縁管２との接着が容易な金属が用いられる。例えば銅やアルミニウム又は合金のコバールでもよい。尚、絶縁管２は円管が好ましく用いられるが、本発明においては特に限定されない。陽極３、陰極４の材料としては、コバール、鉄鋼、合金鋼、ＳＵＳ材、又はＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｉ等の金属、それらの合金等が挙げられる。
【００１４】
電子放出源５の電子放出機構としては、放射線管１の外部から電子放出量を制御可能な電子源であれば良く、例えばタングステンフィラメント、含浸型カソードのような熱陰極や、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。電子放出源５は、電子線９のビーム径及び電子電流密度、オン・オフタイミング等の制御を目的として、不図示のグリッド電極、静電レンズ電極を備えることが可能である。
【００１５】
本実施形態において、ターゲット７は放射線透過性の支持基板７ａの内側、即ち電子放出源５側に電子線９の照射によって放射線を放出するターゲット層７ｂが配置されている。ターゲット層７ｂは、高い原子番号、高融点、高比重の金属元素タンタル、モリブデン、タングステン等を、ターゲット金属として含有する。支持基板７ａは、放射線の透過性が高く、熱伝導が良い材料が好ましく、例えば、ダイヤモンド、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化アルミ、グラファイト、ベリリウム等を用いることができる。特に、ダイヤモンドは、他の材料に比べて熱伝導性が極めて大きく、放射線の透過性も高く、好適である。
【００１６】
電子放出源５から放出された電子線９は、不図示の高圧電源より陰極３と陽極４との間に印加された電圧によって加速され、陽極４に取り付けられたターゲット７に衝突し、ターゲット層７ｂより放射線１０が放出される。尚、電子線９に含まれる電子は、陰極３と陽極４とに挟まれた放射線管１の内部空間に形成された加速電界により、ターゲット層７ｂで放射線を発生させるために必要な入射エネルギーまで加速される。
【００１７】
本実施形態においては、ターゲット７は遮蔽部材６に取り付けられている。遮蔽部材６は、ターゲット７の支持基板７ａの外周を取り囲み、放射線放出側（放射線管１の外側）に突出する部材である。即ち、遮蔽部材６は両端が開口した通路を有しており、該通路の電子放出源５側の端部もしくは途中にターゲット７を設置する。遮蔽部材６の通路は、ターゲット７よりも電子放出源５側においては、電子線９をターゲット層７ｂの電子線照射領域に導くための通路となり、反対側は放射線１０を放射線管１の外部に導くための通路となる。
【００１８】
遮蔽部材６は、放射線を遮蔽する部材であり、ターゲット層７ｂから放出される放射線のうち不要な放射線は該遮蔽部材６によって遮蔽され、必要な放射線１０のみが先述した通路を経て、放射線管１の外部に放出されることになる。遮蔽部材６は、また、放熱体としての機能を有する。電子線９がターゲット７に照射されることで発生した熱は遮蔽部材６を通じて外部へ放熱される。遮蔽部材６を構成する材料は、放射線の遮蔽部材としての観点からは放射線の吸収率が高いものが好ましく、放熱体としての観点からは熱伝導率の高いものが好ましい。例えば、タンタル、モリブデン等の金属材料を用いることができる。また、これらの放射線吸収率の高い材料と更に熱伝導率の高い材料（例えば銅やアルミニウム）との組み合わせで構成することも可能である。
【００１９】
尚、ターゲット７は、遮蔽部材６により、或いは遮蔽部材６を介して陽極４により電位が設定される。よって、本発明においては、係る遮蔽部材６も陽極４の一部であると言える。従って、本発明においてＮＥＧ８を取り付ける部材としての陽極４には係る遮蔽部材６も含まれる。
【００２０】
放射線管１の内部空間は、電子線９の平均自由行程を確保することを目的として、真空となっている。放射線管１の内部の真空度は、１×１０-4Ｐａ以下であることが好ましく、電子放出源５の寿命の観点からは、１×１０-6Ｐａ以下であることがより一層好ましい。
【００２１】
放射線管１の内部空間は、不図示の排気管及び真空ポンプを用いて真空排気した後、係る排気管を封止することにより真空とすることが可能である。また、本発明においては、放射線管１の内部空間に、真空度の維持を目的としてＮＥＧ８が配置される。そして本発明において、ＮＥＧ８が取り付けられる部材の取り付け面が最大高さ粗さＲｚ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１  ‘２００１）で、０．１μｍ以上５００μｍ以下の粗面であることを特徴とする。図１の実施形態においては、ＮＥＧ８が陰極３の内面に取り付けられているため、上記取り付け面は陰極３内面の、少なくともＮＥＧ８が取り付けられた領域である。
【００２２】
本発明に係るＮＥＧ８の取り付け方法としては、接着剤によって直接外囲器内面に取り付ける方法と、固定部材を用いる方法がある。図４に具体例を示す。図４（ａ）乃至（ｆ）はいずれも陰極３にＮＥＧ８を取り付けた例を示し、陰極３の厚さ方向の断面模式図である。図４（ａ）は、接着剤４１を介してＮＥＧ８を陰極３の内面に取り付けた例であり、図４（ｂ）は、ＮＥＧ８の、陰極３内面側の端部の外周に接着剤４１を配置して、該ＮＥＧ８を陰極３に固定した例であり、図４（ｃ）は、（ａ）と（ｂ）の併用である。また、図４（ｄ）は、ＮＥＧ８を接着剤４１を介して固定部材４２に固定し、該固定部材４２を陰極３に取り付けた例であり、図４（ｅ）は、陰極３に取り付けられた固定部材４２によって、ＮＥＧ８が加圧されて固定された例である。さらに、図４（ｆ）は弾性部材からなる固定部材４２にＮＥＧ８を嵌合して固定し、該固定部材４２を陰極３に取り付けた例である。図４（ａ）乃至（ｃ）及び（ｅ）はＮＥＧ８の取り付け面が陰極３の内面であり、図４（ｄ），（ｆ）はＮＥＧ８の取り付け面が固定部材４２の、ＮＥＧ８に対向する面である。
【００２３】
本発明において、ＮＥＧ８の取り付け面を粗面とすることにより、該ＮＥＧ８を活性化するための加熱工程や、放射線管１の使用時の高温状態において発生する熱応力が緩和される。図４（ａ）、（ｃ）、（ｄ）のように、接着剤４１を介してＮＥＧ８が取り付け面に取り付けられている場合、取り付け面が粗面であることで、平滑面に比べて接着剤４１の弾性により熱応力が局所的に分散して緩和される。また、図４（ｂ）、（ｅ）、（ｆ）のように、ＮＥＧ８が取り付け面に直接接している場合も、取り付け面が粗面であることで、平滑面に比べてＮＥＧ８と取り付け面の密着性が低く、ＮＥＧ８が取り付け面に対して滑りやすく、熱応力が緩和される。よって、熱応力によるＮＥＧ８の剥離やチッピングが抑制される。
【００２４】
また、図４（ａ）、（ｃ）、（ｄ）のように、接着剤４１を介してＮＥＧ８が取り付け面に取り付けられている場合、取り付け面が粗面であることで、平滑面よりも接着剤４１との接触面積が増大する。そのため、放射線管１の外側から加熱してＮＥＧ８を活性化する工程において、陰極３からＮＥＧ８への熱伝導性が向上し、効率よくＮＥＧ８を加熱して十分に活性化できるという効果も得られる。
【００２５】
本発明において、ＮＥＧ８が取り付けられる取り付け面の粗面の程度は、最大高さ粗さＲｚ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１  ‘２００１）で、０．１μｍ以上５００μｍ以下であり、好ましくは０．８μｍ以上１００μｍ以下である。最大高さ粗さが０．１μｍ未満では熱応力緩和効果が得られにくく、好ましくない。また最大高さ粗さが５００μｍを超えると、取り付け面とＮＥＧ８との間隙が広くなり、接着剤４１を介さない取り付け形態においてＮＥＧ８の加熱による活性化の際に取り付け面からＮＥＧ８への熱伝導性が低下してしまい、好ましくない。また、接着剤４１を介した形態でも、最大高さ粗さが５００μｍを超えると、接着剤層の厚さが厚くなり、該厚さ方向での熱伝導性が低下してしまい、好ましくない。取り付け面の粗面加工方法としては、フライス盤を利用した切削加工等を利用することができる。また、数μｍ以下の粗面を形成する際には研磨加工等を行なってもよい。
【００２６】
本発明で用いられるＮＥＧ８は、排気性能を上げるために多孔性でその表面は粗面となっている。具体的には焼結型ゲッタや焼結型ポーラスゲッタであり、最大高さ粗さＲｚが１μｍ乃至８０μｍである。ＮＥＧ８は、外囲器の内部に向いて突出して接続されているため、放射線管１内で放出されたガスを効率よく吸着排気でき、管内雰囲気を高真空に維持することができる。前記したように、ＮＥＧ８は、外囲器を構成する絶縁管２、陰極３、陽極４及び遮蔽部材６のいずれかに取り付けられるが、２箇所以上であってもよい。ＮＥＧ８は外部からの加熱によって活性化されるため、外部から加熱しやすい位置に取り付けられることが好ましい。
【００２７】
図４（ａ）乃至（ｄ）で用いられる接着剤４１としては、外部からの熱を効率よくＮＥＧに伝えるために熱伝導率が高いことが好ましい。そのため、接着剤は、熱伝導性材料を含有することが好ましく、該熱伝導性材料としては、銀、銅、金、ダイヤモンド、アルミニウム、シリコンカーバイド、窒化アルミニウム、グラファイトの群から選ばれた少なくとも一種であることが好ましい。接着剤としての熱伝導率は、熱伝導の点からは高いものほど好ましいが、実用的には０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有することが好ましい。
【００２８】
図４（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）で用いられる固定部材４２としては、熱伝導率が高い方が好ましい。特に、図４（ｅ）、（ｆ）の場合には弾性部材であることが好ましく、板ばねや皿ばねに成形して用いられる。具体的には、ＳＵＳ３０４（熱伝導率：１６．３Ｗ／（ｍ・Ｋ））、銅（熱伝導率：３９８Ｗ／（ｍ・Ｋ））及び銅の合金が挙げられる。また、ＮＥＧ８の活性化における加熱温度の自由度が高いという点で、耐熱性の高い部材も好ましい。具体的には、インコネル（登録商標）Ｘ−７５０（熱伝導率：１２Ｗ／（ｍ・Ｋ）、耐熱性：４５０℃）や窒化ケイ素（熱伝導率：２７Ｗ／（ｍ・Ｋ）、耐熱性：１０００℃）が挙げられる。また、図４（ｄ）では非弾性部材でも好ましく用いられ、具体的には、上記ＳＵＳ３０４、銅及び銅合金、窒化ケイ素を板材で用いることができる。また、コバール（熱伝導率：１７Ｗ／（ｍ・Ｋ））やジルコニア（熱伝導率：２Ｗ／（ｍ・Ｋ））、アルミナ（熱伝導率：３０Ｗ／（ｍ・Ｋ））なども用いられる。さらに、窒化アルミニウム（熱伝導率：１５０Ｗ／（ｍ・Ｋ））、炭化ケイ素（熱伝導率：６０Ｗ／（ｍ・Ｋ））は熱伝導率が高く、好ましく用いられる。
【００２９】
図４（ｄ）、（ｆ）については、固定部材４２にＮＥＧ８を取り付け、該固定部材４２を溶接等により陰極３内面に取り付けることができ、直接ＮＥＧ８を陰極３に取り付けるよりも工程数は増えるものの、作業性がよい。また、図４（ｄ）乃至（ｆ）は放射線管１内が接着剤４１の溶剤成分等にさらされないため、好ましい。
【００３０】
〈放射線発生装置〉
次に、本発明の放射線発生装置について、図２を用いて説明する。図２は、図１の放射線管１を用いた放射線発生装置の一実施形態の断面図である。本発明の放射線発生装置１１は、放射線発生管１と、該放射線発生管１を収容し、該放射線発生管１から生じる放射線を取り出すための放射線放出窓１４を有する収納容器１２と、を備え、該収納容器１２の内部の余剰空間が絶縁性流体１５で満たされている。また、放射線発生装置１１においては、収納容器１２内に放射線管１を駆動するための駆動回路１３を有していてもよい。
【００３１】
駆動回路１３により、陰極及び陽極の間に管電圧Ｖａが印加され、ターゲットと電子放出源との間に加速電界が形成される。ターゲット層の層厚と金属種とに対応して、管電圧Ｖａを適宜設定することにより、放射線の線種を選択することができる。
【００３２】
放射線管１及び駆動回路１３を収納する収納容器１２は、容器としての十分な強度を有し、かつ放熱性に優れたものが望ましく、その構成材料として、例えば真鍮、鉄、ステンレス等の金属材料が用いられる。また、絶縁性流体１５は、電気絶縁性を有する流体、好ましくは液体で、収納容器１２の内部の電気的絶縁性を維持する役割と、放射線管１の冷却媒体としての役割とを有する。絶縁性液体としては、鉱油、シリコーン油、パーフロオロ系オイル等の電気絶縁油を用いるのが好ましい。
【００３３】
〈放射線撮影システム〉
次に、図３を用いて、本発明の放射線撮影システムについて説明する。図３の放射線撮影システムは、図２の放射線発生装置を用いた一実施形態である。本発明の放射線撮影システムは、本発明の放射線発生装置１１と、放射線発生管１から放出され、被検体２４を透過した放射線を検出する放射線検出装置２１と、放射線発生装置１１と放射線検出装置２１とを連携制御する制御装置２２とを備えている。
【００３４】
制御装置２２は、放射線発生装置１１と放射線検出器２６とを統合制御する。駆動回路１３は、制御装置２２による制御の下に、放射線管１に各種の制御信号を出力する。駆動回路１３は、本実施形態では収納容器１２の内部に放射線管１とともに収納されているが、収納容器１２の外部に配置しても良い。駆動回路１３が出力する制御信号により、放射線発生装置１１から放出される放射線１０の放出状態が制御される。放射線発生装置１１から放出された放射線１０は、可動絞り１６によりその照射範囲を調整されて放射線発生装置１１の外部に放出され、被検体２４を透過して検出器２６で検出される。検出器２６は、検出した放射線を画像信号に変換して信号処理部２５に出力する。信号処理部２５は、制御装置２２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制御装置２２に出力する。制御装置２２は、処理された画像信号に基づいて、表示装置２３に画像を表示させるための表示信号を表示装置２３に出力する。表示装置２３は、表示信号に基づく画像を、被検体２４の撮影画像としてスクリーンに表示する。
【００３５】
放射線の代表例はＸ線であり、本発明の放射線発生管１、放射線発生装置１１及び放射線撮影システムは、Ｘ線発生管、Ｘ線発生装置及び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】
【００３６】
（実施例１）
図１に示す構成の放射線発生管１を作製した。本例で放出される放射線はＸ線である。先ず、ターゲット５を作製するために、直径５ｍｍ、厚さ１ｍｍのディスク形状の高圧合成ダイヤモンドを支持基板７ａとして用意した。このダイヤモンド基板の一方の面上に、スパッタ法によりターゲット層７ｂとして直径３ｍｍ、厚さ６μｍのタングステン膜をメタルマスクを使用して形成した。タングステン膜のパターン形成は本実施例ではメタルマスクを使用して行なったが、フォトリソグラフィを使用してもよいし、印刷法等を使用することも可能である。続いて、タングステンを加工した遮蔽部材６とターゲット９とをろう材としてＢＡｇ８（銀ろう）を使いろう付けにより一体化した。
【００３７】
次に、含浸型の熱陰極を有する電子放出源５とコバール製の陰極３とを溶接により一体化した。続いて、図４（ａ）に示すような形態で、接着剤４１を使用して陰極３に直径６ｍｍ、高さ３ｍｍの円盤状のＮＥＧ６０（ＳＡＥＳ  ＧＥＴＴＥＲＳ  Ｓ．Ｐ．Ａ製、商品名：ＳＴ７０７、最大高さ粗さＲｚ：１０μｍ）を取り付けた。陰極３のＮＥＧ８と接着される面は、表面の最大高さ粗さＲｚが２０μｍとなるように、旋盤とフライス盤を用いた切削加工を施した。接着剤４１としては、銀粒子を含有した高熱伝導性、高耐熱性の高真空対応の接着剤（ＡＲＥＭＣＯ  ＰＲＯＤＵＣＴＳ  ＩＮＣ，Ｕ．Ｓ．Ａ製、商品名：パイロダクト５９７−Ａ、熱伝導率：９．１Ｗ／（ｍ／Ｋ））を使用した。尚、陰極３には不図示の銅パイプが取り付けられており、外面と内面とが連通されている。
【００３８】
次に、図１に示すように、コバール製の陽極４を、絶縁管２を介して含浸型の熱陰極を有する電子放出源５と対向させて、電子線９がターゲット７に照射されるように位置決めして、溶接することで固定した。尚、絶縁管２の両端には不図示のリング状の金属性の部材がロウ付けにより設けられており、陽極４、陰極３と溶接により接続固定することができるようにした。
【００３９】
続いて、上記の陽極４、陰極３、絶縁管２を一体化した管を放射線管１とするための処理を行なった。先ず、陰極３に設けられている不図示の銅パイプを介して真空排気系に接続して、管内を５×１０-4Ｐａまで真空排気し、管外部からヒ−ターにより４５０℃に加熱して、管内を真空ベークした。この真空ベークには、放射線管１内の部材の脱ガスとＮＥＧ８の活性化の２つの役割がある。真空ベークすることで、放射線管１内の部材に吸着しているガスが脱ガスされ、放射線管１使用時の脱ガスを低減することができ、管内の真空度を高真空に維持することが容易になる。また、真空ベーク時には陰極３に取り付けられたＮＥＧ８も加熱され、ＮＥＧ８が活性化され、ＮＥＧ８の持っているガスの吸着能力を十分には発揮できる状態となる。真空ベーク工程に引き続いて、電子放出源５の活性化工程を行ない、最後に銅パイプを切断封止して放射線管１とした。
【００４０】
引き続き、放射線管１の陰極３と陽極４とに対して駆動回路１３を電気的に接続し、さらに、収納容器１２の内部に、放射線管１と駆動回路１３とを収納して、図２に示す構成の放射線発生装置１１を作製した。
【００４１】
次に、放射線発生装置１１の耐放電性能と陽極電流の安定性を評価するために、図５に示す評価系を準備した。図５の評価系は、放射線発生装置１１の放射線放出窓１４の１ｍ前方の位置に線量計５６が配置されている。線量計５６は、測定制御装置５３を介して駆動回路１３に接続されることにより、放射線発生装置１１の放射出力強度を測定可能となっている。本実施例の放射線発生装置１１に対する駆動条件は、放射線管１の管電圧Ｖａを＋１１０ｋＶとし、ターゲット層７ｂに照射される電子線９の電流密度を２０ｍＡ／ｍｍ2、電子照射期間を３秒と非照射期間を５７秒とを交互に繰り返すパルス駆動とした。検出した陽極電流は、ターゲット層７ｂから接地電極５２に流れる管電流を陽極電流として電流計測装置５４で計測し、電子照射パルス幅期間の中央１秒間の平均値を採用した。また、電子照射のパルスの立ち上がり時間及び立ち下がり時間をどちらも０．１秒とした。陽極電流の安定性評価は、放射線出力開始から１０時間経過後の陽極電流を、初期の陽極電流で規格化した保持率で評価した。また、本実施例の放射線管１は陽極接地とし、係る動作期間中に放射線管１の遮蔽部材６に０．１Ｈｚで０．１Ｎの加重を印加して行われた。尚、陽極電流の安定性評価に際し、電子放出源５と不図示のゲート電極との間に流れるゲート電流を不図示の負帰還回路で変動が１％以内となるように安定化させた。本実施例の放射線発生装置１の陽極電流の保持率は、０．９９であった。本実施例の放射線発生装置１は、長時間の駆動履歴を経た場合においても、顕著なＸ線出力の変動も認められず、安定した放射線出力強度が得られることが確認された。
【００４２】
（実施例２）
ＮＥＧ８の取り付けを図４（ｅ）に示す形態とし、陽極４の内面に固定した以外は実施例１と同様にして放射線管及び放射線発生装置を作製した。固定部材４２としては、ＳＵＳ３０４製のバネ材を使用し、陽極４の内面の取り付け面は最大高さ粗さＲｚが５０μｍとなるように、旋盤とフライス盤を用いた切削加工を施した。本実施例の放射線発生装置も、実施例１と同様に、長時間の駆動履歴を経た場合においても、顕著な放射線出力の変動も認められず、安定したＸ線出力強度が得られることが確認された。
【００４３】
（実施例３）
実施例１で作製した放射線発生装置を用いて、図３に示した構成の放射線撮影システムを作製したところ、長時間の使用に際しても安定したＸ線出力強度が得られる放射線発生装置を備えることにより、安定的にＸ線撮影画像を取得することができた。
【符号の説明】
【００４４】
１：放射線管、２：絶縁管、３：陰極、４：陽極、８：ＮＥＧ、１０：放射線、１１：放射線発生装置、１２：収納容器、１４：放射線放出窓、１５：絶縁性流体、４１：接着剤、４２：固定部材、２４：被検体、２１：放射線検出装置、２２：制御装置
【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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