(57)【要約】【課題】駆動時において電子放出源等の発熱による絶縁部材のダメージの発生を防止した放射線管を提供する。【解決手段】中央部に開口を有する板状の陰極部材１１と、前記開口を閉塞する絶縁部材１２と、を備える陰極１０と、陰極１０から出射された電子を捕捉し放射線を発生させるターゲット２３を備える陽極２０と、陰極１０と陽極２０との間に設けられ、陰極部材１１と陽極部材２１とを絶縁する絶縁管３０と、を備えた放射線管において、陰極部材１１が、他の部分の板厚より薄く、かつ屈曲している熱応力緩和部１１ａを、陰極部材１１の外周縁と陰極部材１１の内周縁との間又は陰極部材１１の内周縁側に有することを特徴とする、放射線管１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央部に開口を有する板状の陰極部材と、前記開口を閉塞する絶縁部材と、を備える陰極と、
前記陰極から出射された電子を捕捉し放射線を発生させるターゲットを備える陽極と、
前記陰極と前記陽極との間に設けられ、前記陰極部材と前記陽極とを絶縁する絶縁管と、を備えた放射線管において、
前記陰極部材が、他の部分の板厚より薄く、かつ屈曲している熱応力緩和部を、前記陰極部材の外周縁と前記陰極部材の内周縁との間又は前記陰極部材の内周縁側に有することを特徴とする、放射線管。
【請求項２】
前記熱応力緩和部が、前記絶縁管の管軸方向と交差する領域と、前記絶縁管の管径方向と交差する領域と、を有するように屈曲し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】
前記熱応力緩和部の板厚が、前記陰極部材の他の部分の板厚の１／２以下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４】
前記熱応力緩和部の板厚が、前記内周縁側で薄くなっていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の放射線管。
【請求項５】
前記絶縁部材が、セラミック又はガラスからな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管。
【請求項６】
前記陰極部材が金属からなることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の放射線管。
【請求項７】
前記放射線管が、透過型の放射線管であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の放射線管。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放射線管と、
前記放射線管を収容し、前記放射線管から生じる放射線を取り出すための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たことを特徴とする、放射線発生装置。
【請求項９】
前記放射線管の放出窓から放出される放射線の照射野の広さを調整する可動絞りユニットをさらに備えたことを特徴とする、請求項８に記載の放射線発生装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の放射線発生装置と、
前記放射線発生装置から放出され、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、医療機器分野や産業機器分野における非破壊Ｘ線撮影等に適用できる放射線管、並びにこれを用いた放射線発生装置及び放射線撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、放射線発生装置は、放射線源として放射線管を内蔵している。放射線管は、絶縁管の開口の一方に陰極を、他方に陽極を取り付けた真空容器で構成され、陰極には電子放出源が接続され、陽極にはターゲットを備えている。放射線管は、陰極と陽極との間に高電圧を印加することにより、電子放出源から放出される電子をターゲットに照射し、このターゲットからＸ線等の放射線を発生させている。
【０００３】
さらに、陰極には、真空容器内の電子放出源に電流を印加するための電流導入端子が、真空容器内の真空を保った状態で設けられている。ここで電流導入端子は、電気的絶縁のために絶縁部材を介して陰極部材によって固定されている。
【０００４】
ところで、電子放出源を良好に保つためには、真空容器を作製する際に部材間の接合信頼性を高める必要がある。通常、陽極と絶縁管との間、陰極部材と絶縁管との間、及び陰極を構成する絶縁部材と陰極部材との間には、それぞれロウ付けや溶接によって接合されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、電流導入端子を有するセラミックスが、板状の陰極部材に直接固定されている構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−７９４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、電子放出源から放出され陰極と陽極との間の高電圧により加速された電子線がターゲットに衝突すると、ターゲットからは放射線が発生する。ただしターゲットに衝突した電子が持つエネルギーの殆どは熱に変わるため、ターゲットが発熱し、その熱がターゲットを保持している陽極に伝わって放射線管の温度が上昇する。
【０００８】
放射線発生装置においては、放射線管を冷却するために、冷媒として絶縁性流体が充填されているが、放射線管の温度が急激に上昇すると、絶縁性流体による冷却が追いつかない場合がある。
【０００９】
具体的には、医療用のＸ線撮影装置において、循環器等の動きや患者の体の動きに対応して短時間での撮影となる場合等において、解像度を高めるために、短パルス・大管電流が必要とされる。しかし、短パルス・大管電流を放射線管に印加した場合、電子線電流及び管電流の増加によって放射線管の温度が急激に上昇する場合があった。また産業分野においても、デバイス検査速度を高速化する場合等において、線量を高めるために大管電流が必要となるが、上述した放射線管の急激な温度上昇の問題が生じる場合があった。
【００１０】
ここで陰極を構成する電子放出源が有する電流導入端子を保持する部材としては、セラミック等で構成される絶縁部材があるが、この絶縁部材は、その線膨張係数が陰極の構成材料である金属等の導電体よりも低い。このため放射線管の温度が上昇した場合には、この線膨張係数の違いにより陰極に熱応力が発生する。係る熱応力は、破壊靭性値が低い絶縁部材と陰極部材との接合部において集中する。さらに、熱陰極型の電子放出源を用いた場合には、放射線間の駆動によりこの電子放出源が発熱する。その結果、陰極の温度が上昇して、上記線膨張係数の違いによる熱応力がより大きくなり、絶縁部材と陰極部材との接合部において、クラック等のダメージを生じる場合があった。
【００１１】
ここで絶縁部材が受けるダメージは真空容器でもある放射線管内の圧力を上昇させる原因となり、放射線発生装置の信頼性を損なう一因であった。
【００１２】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、駆動時において電子放出源等の発熱による絶縁部材のダメージの発生を防止した放射線管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の放射線管は、中央部に開口を有する板状の陰極部材と、前記開口を閉塞する絶縁部材と、を備える陰極と、
前記陰極から出射された電子を捕捉し放射線を発生させるターゲットを備える陽極と、
前記陰極と前記陽極との間に設けられ、前記陰極部材と前記陽極とを絶縁する絶縁管と、を備えた放射線管において、
前記陰極部材が、他の部分の板厚より薄く、かつ屈曲している熱応力緩和部を、前記陰極部材の外周縁と前記陰極部材の内周縁との間又は前記陰極部材の内周縁側に有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、駆動時において電子放出源等の発熱による絶縁部材のダメージの発生を防止した放射線管を提供することができる。
【００１５】
即ち、本発明の放射線管は、陰極を構成する陰極部材が、他の部分よりも板厚が薄く、かつ屈曲している熱応力緩和部を有している。これにより、陰極を構成する絶縁部材へ集中する熱応力を当該熱応力緩和部にて緩和させることができる。よって、本発明の放射線管は、駆動時において陰極の温度が上昇したとしても、陰極を構成する絶縁部材にクラック等のダメージが発生する恐れがない。従って、本発明の放射線管は、真空容器の真空度を悪化させることなく、長期にわたって駆動が可能となる。
【００１６】
また本発明の放射線管を、放射線発生装置、特に、放射線撮影システムを構成する放射線発生装置に導入することにより、Ｘ線等の放射線を用いた高解像度の撮影が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の放射線管における実施形態の例を示す断面模式図である。
【図２】本発明の放射線管を構成する陰極の他の具体例を示す断面模式図である。
【図３】本発明の放射線発生装置における実施形態の例を示す断面模式図である。
【図４】本発明の放射線撮影システムにおける実施形態の例を模式的に示すブロック図である。
【図５】図１の放射線管を構成する陰極部材の比較対象となる陰極部材を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の放射線管は、陰極と、陽極と、絶縁管とを備えた放射線管に関する発明である。本発明において、陰極は、中央部に開口を有する板状の陰極部材と、この開口を閉塞する絶縁部材と、を備えている。本発明において、陽極は、陰極から出射された電子を捕捉し放射線を発生させるターゲットを備えている。尚、陽極には、このターゲットを支持する部材（陽極部材）を備えていてもよい。本発明において、絶縁管は、陰極と陽極との間に設けられ、前記陰極部材と前記陽極（陽極部材）とを絶縁する管状の部材である。
【００１９】
本発明において、陰極部材は、他の部分の板厚より薄く、かつ屈曲している熱応力緩和部を、陰極部材の外周縁と陰極部材の内周縁との間又は陰極部材の内周縁側に有している。
【００２０】
以下、図面を適宜参照しながら、本発明について詳細に説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態に制限されるものではない。
【００２１】
図１は、本発明の放射線管における実施形態の例を示す断面模式図である。図１の放射線管１は、陰極１０と、陽極２０と、絶縁管３０とを備えている。図１の放射線管１を構成する絶縁管３０は、２箇所有する開口のうち、一方の開口を陰極１０を構成する陰極部材１１によって閉塞され、他方の開口を陽極２０を構成する陽極部材２１によって閉塞されている。また絶縁管３０の開口の２つの端面は、それぞれ陰極部材１１又は陽極部材２１の周縁部（外縁部）と接合している。これにより、放射線管１は、真空容器を構成する。尚、図１の放射線管１は、後述するように透過型の放射線管である。
【００２２】
図１の放射線管１において、陰極１０は、陰極部材１１と、絶縁部材１２と、電子放出源１３と、電流導入端子１４と、を備える電極部材である。
【００２３】
陰極１０を構成する陰極部材１１は、中央部に開口を有している。尚、この開口は、絶縁部材１２によって閉塞されている。
【００２４】
本発明において、陰極１０を構成する陰極部材１１の構成材料としては特に限定されないが、好ましくは、金属である。陰極部材１１の構成材料として、例えば、モネル（米国登録商標シリアルＮｏ．７１１３６０３４：ＭＯＮＥＬ、Ｎｉ−Ｃｕ系合金）、インコネル（米国登録商標シリアルＮｏ．７１３３３５１７：ＩＮＣＯＮＥＬ、Ｎｉ基の超合金）、コバール（米国登録商標シリアルＮｏ．７１３６７３８１：ＫＯＶＡＲ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系の合金）等の低線膨張係数合金やステンレス等の金属が挙げられる。
【００２５】
陰極１０を構成する陰極部材１１には、他の部分よりも板厚が薄く、かつ屈曲している熱応力緩和部１１ａを備える。尚、この熱応力緩和部１１ａの詳細については、後述する。
【００２６】
本発明において、陰極１０を構成する絶縁部材１２の構成材料としては、絶縁性の材料であるならば特に限定されないが、例えば、アルミナ等のセラミックス材料やガラス等が用いられる。
【００２７】
電子放出源１３は、電気的に接続している電流導入端子１４を介して外部から電子を導入し、この電子を陽極２０に備えるターゲット２２へ向けて放出する。図１の放射線管１において、電流導入端子１４は、絶縁部材１２によって固定されるため、電子放出源１３は、放射線管１内（陰極１０と陽極２０と絶縁管３０とで構成されている真空容器の内部）の所定の空間に固定させることができる。また電子放出源１３は、陽極２０が備えるターゲット２２に対向するように配置されている。
【００２８】
電子放出源１３としては、タングステンフィラメント、含浸型カソード等の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。ここで電子放出源１３として含浸型カソード等の熱陰極を使用すると、ヒータの熱により電子放出源１３を有する陰極１０の温度が上昇する。ここで陰極１０の温度が一定の温度以上になると、電子放出源１３から電子が放射される。尚、陰極１０（カソード）から発生した電子は、陽極２０側に設けられているターゲット２２に到達するように、電子レンズ（不図示）等によりその進路が制御される。
【００２９】
陽極２０は、陽極部材２１と、ターゲット２２と、放射線遮蔽体２３と、を備える部材である。
【００３０】
陽極部材２１の構成材料としては、陰極部材１１と同様に、低線膨張係数合金やステンレス等の金属を用いることができる。
【００３１】
陽極２０を構成するターゲット２２は、電子を受け取った面とは反対側の面からＸ線等の放射線を放出するため、透過型のターゲットである。
【００３２】
ターゲット２２としては、電子を照射することで放射線を放出する材料（ターゲット金属）のみで構成されていてもよいし、放射線を透過する基材にターゲット金属を成膜した構成であってもよい。
【００３３】
放射線を透過する基材としては、ターゲット金属を支持できる強度を有し、ターゲット金属で発生した放射線の吸収が少なく、かつターゲット金属で発生した熱をすばやく放熱できるよう熱伝導率の高いものが好ましい。例えば、ダイヤモンド、炭化シリコン、窒化アルミニウム等を用いることができる。
【００３４】
ターゲット金属となる金属材料としては、融点が高く、かつ放射線発生効率の高いものが好ましい。例えば、タングステン、タンタル、モリブデン等を用いることができる。発生した放射線がターゲット金属を透過する際に生じる吸収を軽減するため、ターゲット金属の厚みは、数μｍ乃至十数μｍ程度が適当である。
【００３５】
図１の放射線管１において、陽極部材２１は、陰極部材１１と同様に中央部に開口を有する電極部材である。この開口は、ターゲット２２と放射線遮蔽体２３によって閉塞されている。
【００３６】
放射線遮蔽体２３は、電子放出源１３から放出された電子をターゲット２２へ誘導させるための電子通過路としての役割を果たすと共に、ターゲット２２を、陽極部材２１の開口へ保持させるための保持部材としての役割を果たす。尚、放射線遮蔽体２３は、陽極部材２１の開口端部（陽極部材２１の内縁部）において陽極部材２１に接合されている。また放射線遮蔽体２３は、不要な放射線を遮蔽するためのものであるため、その構成材料としては、鉛、タングステン等を用いることができるが、これに限定されない。図１の放射線管１において、ターゲット２２及び陽極２１の電位は、放射線遮蔽体２３を介して制御される。
【００３７】
絶縁管３０の構成材料としては、陰極１０を構成する絶縁部材１２と同様に、アルミナ等のセラミックス材料やガラス等の電気的に絶縁性の材料が用いられる。
【００３８】
上述したように、図１の放射線管１は、その内部を真空状態にする必要があるため、放射線管１を作製する場合は、部材同士を真空機密に接合する必要がある。ここで真空機密に接合する部材の組合せとしては、ターゲット２２−放射線遮蔽体２３、放射線遮蔽体２３−陽極部材２１、陰極部材１１−絶縁管３０、陰極部材１１−絶縁部材１２、陽極部材２１−絶縁管３０が挙げられる。以上列挙された部材同士を真空気密に接合させる方法としては、ロウ付け、鋳こみ、ハンダ付け、溶接、レーザー溶接、ネジこみ、焼きバメ、テーパーはめ込み、接着剤等を用いた接合手段が挙げられる。
【００３９】
図１の放射線管１を用いて放射線を発生させるには、電子放出源１３とターゲット２２との間に印加される電圧Ｖaを、概ね４０ｋＶ以上１２０ｋＶ以下程度に設定すればよいが、電圧Ｖaの具体的な設定条件は、放射線の使用用途によって異なる。
【００４０】
ところで、電子放出源１３から放出された電子（電子線）がターゲット２２に衝突すると、ターゲット２２から放射線が発生する。しかし、ターゲット２２に衝突する電子の殆どは熱に変換されるため、ターゲット２２は発熱する。その結果、ターゲット２２を有する陽極２０の温度が急に上昇する。この陽極２０の温度上昇の原因となる熱は、陽極２０に接合された絶縁管３０より陰極１０へ伝わる。その結果、絶縁管３０と接合する絶縁部材１２には、熱応力（熱によるストレス）が発生する。また、電子放出源１３として熱陰極型の電子放出源を用いた場合は、電子放出源１３の駆動によって熱が生じ、この熱によっても陰極１０の温度が上昇し、その結果、絶縁部材１２は、より大きな熱応力が発生する。
【００４１】
上述したように、絶縁部材１２は、陰極部材１１よりも破壊靭性値が低い材料で構成ざれている部材である。ここで、急激に陰極１０の温度が上昇することによって陰極１０の構成部材に熱膨張を生じた場合は、絶縁部材１２と陰極部材１１との接合部に熱応力が集中し、絶縁部材１２にクラック等のダメージが生じてしまう。図１の構成においては、係る熱応力は、主に絶縁部材１２と陰極部材１１との接合部に発生する。
【００４２】
本発明では、この絶縁部材１１にかかる熱応力を低減するために、図１に示すように、陰極部材１１の内縁側に、陰極部材１１の他の部分よりも板厚が薄く、かつ屈曲している熱応力緩和部１１ａが設けられている。この熱応力緩和部１１ａを設けることで、陰極１０が加熱した際に、この熱応力緩和部１１ａにて陰極部材１１が容易に変形する。このように、熱応力緩和部１１ａにおいて陰極部材１１が変形することによって、絶縁部材１２にかかり得る熱応力を緩和することができる。この結果、絶縁部材１２と陰極部材１１との接合部における熱応力の集中を避けることができるので、絶縁部材１２にクラック等のダメージが発生するのを防止することができる。
【００４３】
本発明において、熱応力緩和部１１ａは、放射線管１の中心軸に平行な面を断面としたときにこの断面において屈曲しているのが好ましい。管軸方向と交差する領域と、管径方向と交差する領域とを有するように屈曲している態様がより好ましい。この屈曲の態様では、陰極部材１１が加熱されているときに、この陰極部材１１を管径方向及び管軸方向において変形させることが可能となる。
【００４４】
図５は、図１の放射線管を構成する陰極の比較対象となる陰極を示す断面模式図である。図５に示される陰極１０は、陰極１０を構成する陰極部材１１の内縁部１１ｂが、陰極部材１１の他の部分と比較して板厚が薄いが屈曲していない。このため、図５に示される陰極１０は、熱応力緩和部１１ａを備えていない構成である。このように、屈曲していない陰極部材１１の内縁部は、陰極１０が加熱されたときに管軸方向への変形することは可能であるが、管径方向への変形が困難である。このため図５に示される陰極１０は、絶縁部材１２にかかる熱応力の緩和効果が十分でない。
【００４５】
ここで、数値解析により、放射線管１を駆動した際に絶縁部材１２に発生する熱応力について、図１の放射線管１と図５の陰極を備える放射線管とで比較を行った。その結果、図１の放射線管１の方が、図５の陰極を備える放射線管と比較して、絶縁部材１２に発生する熱応力を１２％低減していることがわかった。
【００４６】
ところで、陰極部材１１を構成する金属材料は、その板厚が薄い方が熱による変形の度合いが大きいため、熱応力緩和部１１ａの板厚は、好ましくは、陰極部材１１を構成する他の部分の板厚の１／２以下であることが好ましい。
【００４７】
図２は、本発明の放射線管を構成する陰極の他の具体例を示す断面模式図である。図２に示されるように、本発明において、陰極１０を構成する陰極部材１１は、熱応力緩和部１１ａが設けられている。この熱応力緩和部１１ａを設ける位置としては、図１に示されるように陰極部材１１の内縁側であってもよいが、陰極部材１１の内周縁と外周縁との間であってもよい。
【００４８】
またこの熱応力緩和部１１ａは屈曲しているが、この屈曲の態様については、図１に示される態様に限定されるものではない。図２（ａ）に示されるように、屈曲方向が陰極部材１１の周縁より管径方向と交差する方向へ伸び、管軸方向と交差する方向へ屈曲する形態であってもよい。
【００４９】
また図２（ｂ）や（ｃ）に示されるように、屈曲方向が陰極部材１１の周縁より管軸方向と交差する方向へ伸び、管径方向と交差する方向へ屈曲する態様であってもよい。屈曲の態様が図２（ｂ）や（ｃ）に示される態様である場合、好ましくは、図２（ｃ）の態様である。即ち、管径方向と交差する方向へ屈曲している場合、電子放出源１３側と反対側に屈曲している態様が好ましい。図２（ｃ）の態様にすれば、陰極部材１１と電流導入端子１４との間の距離が、図２（ｂ）と比較して離れているため、陰極部材１１と電流導入端子１４との間の耐電圧が向上するからである。
【００５０】
また図２（ｄ）乃至（ｆ）に示されるように、熱応力緩和部１１ａは、屈曲している箇所が１箇所に限定されるものではなく、複数箇所あってもよい。
【００５１】
図１の放射線管１は、排気管（不図示）を通じて管内を真空に排気した後、この排気管を封止することで、内部を真空にすることができる。このようにして作製した放射線管１の内部には、さらに真空度を高めるために、ゲッター（不図示）を配置してもよい。
【００５２】
次に、本発明の放射線管を備える放射線発生装置について説明する。図３は、本発明の放射線発生装置における実施形態の例を示す断面模式図である。図３の放射線発生装置２は、放射線管１と、放射線管を駆動させるための駆動回路４０と、放射線管１と駆動回路４０とを収容する収納容器５１と、を備えている。尚、図３の放射線発生装置２は、放射線管１等の部材を収容した際に生じる空間（余剰空間）が存在するが、この余剰空間には、絶縁性流体５２が充填されている。
【００５３】
図３の放射線発生装置２が備える放射線管１は、図１の放射線管１である。即ち、図３の放射線発生装置２には、透過型の放射線管が備えられている。
【００５４】
図３の放射線発生装置２において、収納容器５１の内部に収容される駆動回路４０は、回路基板（不図示）や絶縁トランス（不図示）等から構成される回路である。この駆動回路４０を設けた場合、例えば、放射線管１に複数の端子（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４２）を介して駆動回路４０から電圧信号を印加する。これにより放射線の発生を制御することができる。尚、駆動回路４０に備える端子のうち、符号４１ａ、４１ｂ、４１ｃ及び４１ｄのいずれかで表される端子は、電流導入端子１４に接続されている端子（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）に、１対１対応で接続されている。また、符号４２で表される端子は、陽極２０を構成する陽極部材２１に接続されている。
【００５５】
放射線管１や駆動回路４０等を収容する収納容器５１は、容器としての十分な強度を有していればよく、金属やプラスチックス材料等から構成される。
【００５６】
図３の放射線発生装置２において、収納容器５１には、放射線を透過し収納容器５１の外部に放射線を出力させるための放出窓５３が設けられている。放射線管１から放出された放射線は、この放出窓５３を通して放射線発生装置２の外部に放出される。放出窓５３の構成材料としては、ガラス、アルミニウム、ベリリウム等が用いられる。
【００５７】
収納容器５１に収容される絶縁性流体５２は、電気絶縁性を有する流体であればよく、液体であってもよいし気体であってもよい。例えば、収納容器５１内に収容されている部材間の絶縁及び放射線管１の冷却効果を重視するのであれば、冷却媒体としての役割を果たす電気絶縁油を用いるのが好ましい。電気絶縁油としては、鉱油、シリコーン油、フッ素系電気絶縁性液体等が好適に用いられる。一方、放射線発生装置２自体の軽量化、小型化を重視するならば、気体を用いた方が絶縁性液体を用いるよりも装置自体を軽くすることができる。ここでいう気体としては、空気や六フッ化硫黄等が用いられるが、六フッ化硫黄がより好適に用いられる。
【００５８】
次に、本発明に係る放射線撮影システムの実施形態を説明する。図４は、本発明の放射線撮影システムにおける実施形態の例を模式的に示すブロック図である。図４の放射線発生装置３は、放射線発生装置２と、放射線検出装置６１と、システム制御装置６２と、表示装置６３と、から構成される。
【００５９】
図４の放射線撮影システム３において、放射線発生装置２は、図３の放射線発生装置２と同じである。尚、この放射線発生装置２には、放射線放出窓５３の周辺に可動絞りユニット５４が設けられている。この可動絞りユニット５４は、放射線発生装置２から照射される放射線４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５４には、放射線４の照射野を可視光により模擬表示できる機能を付加させてもよい。
【００６０】
図４に示されるように、放射線検出装置６１は、少なくとも信号処理部６５と検出器６６とを備えている。
【００６１】
システム制御装置６２は、放射線発生装置２と放射線検出装置６１とを連携制御するために設けられている。放射線発生装置２を構成する駆動回路４０は、システム制御装置６２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。この制御信号により、放射線発生装置２から放出される放射線４の放出態様が制御される。また放射線発生装置２から放出された放射線４は、被検体６４を透過して放射線検出装置６１が備える検出器６６で検出される。検出器６６は、検出した放射線４を画像信号に変換して信号処理部６５に出力する。信号処理部６５は、システム制御装置６２による制御の下に、検出器６６から出力された画像信号に所定の信号処理を施す。そしてこの信号処理が施された画像信号をシステム制御装置６２に出力する。システム制御装置６２は、処理された画像信号に基づいて、表示装置６３に画像を表示させるための表示信号を表示装置６３に出力する。
【００６２】
表示装置６３は、表示信号に基づく画像を、被検体６４の撮影画像としてスクリーンに表示する。
【００６３】
本発明において、放射線管１が出力する放射線としては、例えば、Ｘ線が挙げられる。放射線管１からＸ線を出力させる場合、図３の放射線発生装置２及び図４の放射線撮影システム３は、それぞれＸ線発生装置、Ｘ線撮影システムとしてそれぞれ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】
【００６４】
［実施例１］
図３の放射線発生装置２を、以下に説明する方法により作製した。尚、本実施例（実施例１）の放射線発生装置は、図１の放射線管１を備えている。
【００６５】
（１）放射線管の主要部材
以下に、本実施例で使用した放射線管１の主要部材を説明する。
【００６６】
（１−１）陰極部材
陰極部材１１として、コバールを用いて形成した部材であって、具体的な寸法が、直径５０ｍｍ、厚さ５ｍｍであって、中心に直径１６ｍｍの開口を有する円盤状の部材を用いた。またこの円盤状の部材の内周縁側に熱応力緩和部１１ａを設けた。具体的には、開口部へ向かって管軸方向と交差する領域（厚さ１．５ｍｍ、長さ２．２ｍｍ）と、管径方向と交差する領域（厚さ０．６ｍｍ、長さ１．５ｍｍ）と、を有し、屈曲している部分を設けた。尚、陰極部材１１の開口は、後述する絶縁部材１２で閉塞した。また、陰極部材１１の外周縁は、後述する絶縁管３０の端部に接続した。
【００６７】
（１−２）絶縁部材
絶縁部材１２として、アルミナを加工して得た部材であって、具体的な寸法が、直径１８ｍｍ、厚さ５ｍｍの円盤状の部材を用いた。
【００６８】
（１−３）電子放出源
図１に示されるように、絶縁部材１２を貫通する電流導入端子１４の放射線管の管内部側の先端に、タングステンフィラメントからなる電子放出源１３を取り付けた。
【００６９】
（１−４）陽極部材
陽極部材２１として、コバールを用いて形成した部材であって、具体的な寸法が、直径５０ｍｍ、厚さ５ｍｍであって、中心に直径１６ｍｍの開口を有する円盤状の部材を用いた。
【００７０】
（１−５）放射線遮蔽体
放射線遮蔽体２３として、タングステンからなる円環状の部材を用いた。
【００７１】
（１−６）ターゲット
ターゲット２２として、ダイヤモンドからなる基材と、この基材の内側に塗布されているタングステン（ターゲット金属）と、からなる部材を用いた。
【００７２】
（１−７）絶縁管
絶縁管３０として、アルミナを加工して得た部材であって、具体的な寸法が、直径５０ｍｍ、厚さ５ｍｍの円筒状の部材を用いた。
【００７３】
（２）放射線管の作製工程
まず、上述した主要部材を組み立てて、図１に示されるように、陰極１０及び陽極２０をそれぞれ作製した。
【００７４】
即ち、陰極１０は、電子放出源１３を取り付けた電流導入端子１４を備える絶縁部材１２と、陰極部材１１とを、接合することで作製した。尚、接合の際には、絶縁部材１２が陰極部材１１の開口を閉塞するように接合した。
【００７５】
また陽極２０は、ロウ付けにより、ターゲット２２と放射線遮蔽体２３とを陽極部材２１に取り付けることで作製した。
【００７６】
次に、絶縁管３０の一方の開口に陰極１０を、反対側の開口に陽極２０を、それぞれ接合した。次に、排気管（不図示）を用いて内部を真空にした後、この排気管を封止することにより、放射線管１を作製した。
【００７７】
（３）放射線発生装置の作製工程
次に、作製した放射線管１を、放射線を透過するベリリウム製の放出窓５３（放射線放出窓）を備えたステンレス製の収納容器５１に収納し、絶縁性液体５２となる絶縁油を充填することにより、放射線発生装置２を作製した。尚、絶縁油を充填したのは、放射線発生装置２自体の耐電圧を確保するためである。
【００７８】
本実施例にて作製した放射線管１は、電子放出源１３の発熱により陰極部材１１及び絶縁部材１２の温度が上昇する。ここで絶縁部材１２と陰極部材１１とは素材が異なるため、両部材の線膨張係数は異なる。このため、絶縁部材１２と陰極部材１１との接合部においては、両部材の温度上昇による熱応力が集中するため、従来の放射線管では、絶縁部材１２がダメージを受けてしまう。
【００７９】
しかし、本実施例の放射線管１は、陰極部材１１の内縁部に、陰極部材１１の他の部分よりも板厚が薄く、かつ屈曲している熱応力緩和部１１ａが設けられている。このため、陰極部材１１の温度が上昇した際に、熱応力緩和部１１ａにおいて陰極部材１１が変形する。これにより、上記接合部への熱応力の集中を緩和することができるため、熱応力緩和部１１ａが無い場合と比較して絶縁部材１２に係る最大熱応力を約２０％低減できることがわかった。
【００８０】
また本実施例の構成を採用することで、これまでの絶縁部材１２でのダメージの発生確率が、採用しない従来タイプに比べて１桁程度低減できることがわかった。
【符号の説明】
【００８１】
１：放射線管、２：放射線発生装置、３：放射線撮影装置、４：放射線、１０：陰極、１１：陰極部材、１２：絶縁部材、１３：電子放出源、１２：電流導入端子、２０：陽極、２１：陽極部材、２２：ターゲット、２３：放射線遮蔽部材、３０：絶縁管：４０：駆動回路、４１：収容容器、５２：絶縁性流体、５３：放射線放出窓、５４：可動絞りユニット、６１：放射線検出装置、６２：制御装置、６４：被検体
【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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