(57)【要約】【課題】低エネルギの単色性の高い特性Ｘ線20を得ることができるＸ線源11を提供する。【解決手段】ターゲット19の厚み寸法を電子ビーム15の浸透深さ以上とし、低エネルギのＸ線成分を吸収する。電子ビーム15のエネルギを１０ｋｅＶ以下とし、高エネルギのＸ線成分がターゲット19を透過するのを制限する。低エネルギのＸ線成分の吸収と高エネルギのＸ線成分の非透過により、低エネルギの単色性の高い特性Ｘ線20を得る。【選択図】図１
2008123782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１０ｋｅＶ以下のエネルギを有する電子ビームを発生する電子銃と、
厚み寸法が前記電子銃から入射する電子ビームの浸透深さ以上に設けられ、前記電子ビームを入射して特定Ｘ線を透過させて放出するターゲットと
を具備していることを特徴とするＸ線源。
【請求項２】
５ｋｅＶ以上３０ｋｅＶ以下のエネルギを有する電子ビームを発生する電子銃と、
材質がチタンであり、前記電子銃からの電子ビームを入射してチタンの特性Ｘ線を放出する１次ターゲットと、
この１次ターゲットのチタンの特性Ｘ線より小さいエネルギの吸収端を有する材質で形成され、前記１次ターゲットからチタンの特性Ｘ線を入射して特性Ｘ線を放出する２次ターゲットと
を具備していることを特徴とするＸ線源。
【請求項３】
１次ターゲットから放出されるチタンの特性Ｘ線を集光して２次ターゲットに入射させる集光素子を具備している
ことを特徴とする請求項２記載のＸ線源。
【請求項４】
透過窓を有し、透過窓を通じてチタンの特性Ｘ線を放出可能に１次ターゲットが内部に配置されるとともに、透過窓を通じて放出されるチタンの特性Ｘ線が入射可能に２次ターゲットが外部に配置された真空容器と、
この真空容器の透過窓から２次ターゲットまでを覆い、真空および所定のガス雰囲気のいずれか一方に保持する気密容器とを具備している
ことを特徴とする請求項２または３記載のＸ線源。
【請求項５】
透過窓を有し、透過窓を通じてチタンの特性Ｘ線を放出可能に１次ターゲットが内部に配置されるとともに、透過窓を通じて放出されるチタンの特性Ｘ線が入射可能に２次ターゲットが外部に配置された真空容器と、
この真空容器の透過窓から２次ターゲットとともに２次ターゲットからの特定Ｘ線を照射する試料および試料に照射された特定Ｘ線を測定する測定器までを覆い、真空および所定のガス雰囲気のいずれか一方に保持する気密容器とを具備している
ことを特徴とする請求項２または３記載のＸ線源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特性Ｘ線を放出するＸ線源に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なＸ線源では、高電圧で加速した電子を陽極であるターゲットに入射することにより、制動Ｘ線とターゲット特有の特性Ｘ線とが混在して放出されることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
制動Ｘ線は、連続的なエネルギスペクトルであって白色で構成され、そのスペクトル分布は入射する電子エネルギによって変化するのに対し、特性Ｘ線は、電子エネルギに依存せず、ターゲット固有の単一的なエネルギ分布の単色である。
【０００４】
現在、チタンのＫ線エネルギ（４．５ｋｅＶ）以上の単色Ｘ線発生については、蛍光Ｘ線分析向けに様々なタイプが製品化されている。単色Ｘ線源の利用は、蛍光Ｘ線分析の高分解能化に有効であり、Ｘ線撮影に用いた場合もエネルギ弁別による補正が可能となり、高コントラスト化のための有効な手段となる。
【特許文献１】特開平２００４−２８８４５号公報（第４−５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、生体などＸ線減弱率と密度とが小さい物質で構成された試料に対しては、４．５ｋｅＶ以上のＸ線エネルギを使用する限りでは、Ｘ線透過撮影で高いコントラストが得られない場合がある。
【０００６】
低エネルギの単色性が高い特性Ｘ線が利用できれば、高コントラストの撮影と蛍光Ｘ線分析とを同時に行うことが可能となるが、従来のＸ線源では４．５ｋｅＶ以下の低エネルギの特性Ｘ線の単色化を高めることが困難であった。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、低エネルギの単色性の高い特性Ｘ線を得ることができるＸ線源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、１０ｋｅＶ以下のエネルギを有する電子ビームを発生する電子銃と、厚み寸法が前記電子銃から入射する電子ビームの浸透深さ以上に設けられ、前記電子ビームを入射して特定Ｘ線を透過させて放出するターゲットとを具備しているものである。
【０００９】
また、本発明は、５ｋｅＶ以上３０ｋｅＶ以下のエネルギを有する電子ビームを発生する電子銃と、材質がチタンであり、前記電子銃からの電子ビームを入射してチタンの特性Ｘ線を放出する１次ターゲットと、この１次ターゲットのチタンの特性Ｘ線より小さいエネルギの吸収端を有する材質で形成され、前記１次ターゲットからチタンの特性Ｘ線を入射して特性Ｘ線を放出する２次ターゲットとを具備しているものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ターゲットの厚み寸法を電子ビームの浸透深さ以上とすることにより低エネルギのＸ線成分を吸収し、かつ、電子ビームのエネルギを１０ｋｅＶ以下とすることにより高エネルギのＸ線成分がターゲットを透過せず、したがって、低エネルギの単色性の高い特性Ｘ線を得ることができる。
【００１１】
また、本発明によれば、５ｋｅＶ以上３０ｋｅＶ以下のエネルギを有する電子ビームをチタンの１次ターゲットに入射し、この１次ターゲットから放出されるチタンの特性Ｘ線を、チタンの特性Ｘ線より小さいエネルギの吸収端を有する材質で形成された２次ターゲットに入射すれば、２次ターゲットは、チタンの特性Ｘ線を効率良く吸収し、２次ターゲット自身の特性Ｘ線を放出することができ、低エネルギの単色性の高い特性Ｘ線を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
図１に第１の実施の形態を示す。
【００１４】
Ｘ線源11は、内部が真空保持される真空容器12を有し、この真空容器12の一端にはＸ線を外部に放出する透過窓13が配設されている。
【００１５】
真空容器12の他端には電子銃14が配設され、真空容器12内に位置して透過窓13に対向する電子銃14の端部に、透過窓13へ向けて電子ビーム15を放出するエミッタ16が設けられている。電子銃14は、駆動電源17により、１０ｋｅＶ以下のエネルギを有する電子ビーム15を発生する。
【００１６】
真空容器12内には、電子銃14から放出された電子ビーム15を透過窓13へ向けて収束させる収束用電極18が配設されている。
【００１７】
透過窓13の真空容器12内に臨む内面には、電子ビーム15が入射するターゲット19が配置されている。このターゲット19は、透過窓13にコーティングされて形成されており、そのコーティングの厚み寸法は電子銃14から入射する電子ビーム15の浸透深さ（飛程）以上とされている。
【００１８】
そして、電子銃14で発生した１０ｋｅＶ以下のエネルギを有する電子ビーム15が収束用電極18で収束されてターゲット19に入射する。
【００１９】
このとき、ターゲット19の厚み寸法を電子ビーム15の浸透深さ以上としているため、低エネルギのＸ線成分をターゲット19内で吸収する。また、電子ビーム15のエネルギを１０ｋｅＶ以下としているため、高エネルギのＸ線成分がターゲット19を透過しない。これらによって、低エネルギで単色性の高い特性Ｘ線20が透過窓13を透過して放出される。
【００２０】
したがって、真空容器12の透過窓13にターゲット19をコーティングする単純な構成で、低エネルギの単色性の高い特性Ｘ線が得られるＸ線源11を提供できる。さらに、電子ビーム15の収束によって焦点が小さでき、高い分解能が得られる。
【００２１】
なお、収束用電極18は、収束用電磁石でも同様の効果を得ることができる。
【００２２】
次に、図２に第２の実施の形態を示す。
【００２３】
Ｘ線源11は、内部が真空保持される真空容器12を有し、この真空容器12の一端にはＸ線を外部に放出する透過窓13が配設されている。
【００２４】
真空容器12の他端には電子銃14が配設され、真空容器12内に位置して透過窓13に対向する電子銃14の端部に、透過窓13へ向けて電子ビーム15を放出するエミッタ16が設けられている。電子銃14は、駆動電源17により、５ｋｅＶ以上３０ｋｅＶ以下のエネルギを有する電子ビーム15を発生する。
【００２５】
透過窓13の真空容器12内に臨む内面には、電子ビーム15が入射する１次ターゲット23が配置されている。この１次ターゲット23は、材質がチタンであって透過窓13にコーティングされて形成されており、電子ビーム15の入射によってチタンの特性Ｘ線であるＫ線24を発生する。
【００２６】
真空容器12の一端にボックス形の枠体25が取り付けられ、この枠体25の内面に透過窓13を透過して枠体25内に侵入するＫ線24が入射する２次ターゲット26が形成されている。枠体25には、Ｋ線24が入射した２次ターゲット26で発生する特性Ｘ線（Ｌ線またはＫ線）27を外部に取り出す取出窓28が形成されている。
【００２７】
そして、電子銃14で発生した５ｋｅＶ以上３０ｋｅＶ以下のエネルギを有する電子ビーム15がチタンの１次ターゲット23に入射し、１次ターゲット23からチタンの特性Ｘ線であるＫ線24が発生する。
【００２８】
１次ターゲット23のチタンのＫ線24が透過窓13を透過して２次ターゲット26に入射し、２次ターゲット26から特性Ｘ線（Ｌ線またはＫ線）27が発生し、この特性Ｘ線（Ｌ線またはＫ線）27が取出窓28から取り出される。
【００２９】
すなわち、５ｋｅＶ以上３０ｋｅＶ以下のエネルギを有する電子ビーム15をチタンの１次ターゲット23に入射し、この１次ターゲット23から放出されるチタンのＫ線24を、チタンのＫ線24より小さいエネルギの吸収端を有する材質で形成された２次ターゲット26に入射すれば、２次ターゲット26は、チタンのＫ線24を効率良く吸収し、２次ターゲット26自身の特性Ｘ線27を放出することができ、低エネルギの単色性の高い特性Ｘ線27を得ることができる。
【００３０】
なお、２次ターゲット26をチタンのＫ線24より大きいエネルギの吸収端を有する材質で形成した場合には、２次ターゲット26の特性Ｘ線27は放出されず、連続Ｘ線（制動Ｘ線）だけとなり、単色Ｘ線は得られない。
【００３１】
本実施の形態のようなＸ線励起方式を用いれば、ノイズ（連続成分）の含有率が極めて小さく、低エネルギの単色性の高い特性Ｘ線が得られるＸ線源11を提供できる。
【００３２】
また、２次ターゲット26を取り替えることにより、簡単に複数のエネルギを選ぶこともできる。
【００３３】
なお、１次ターゲット23は、真空容器12内に内蔵された反射型ターゲット構造としても同様の効果を得ることができる。
【００３４】
次に、図３に第３の実施の形態を示す。
【００３５】
Ｘ線源11は、内部が真空保持される真空容器12を有し、この真空容器12の一端にはＸ線を外部に放出する透過窓13が配設されている。
【００３６】
真空容器12の他端には電子銃14が配設され、真空容器12内に位置して透過窓13に対向する電子銃14の端部に、透過窓13へ向けて電子ビーム15を放出するエミッタ16が設けられている。電子銃14は、駆動電源17により、５ｋｅＶ以上３０ｋｅＶ以下のエネルギを有する電子ビーム15を発生する。
【００３７】
透過窓13の真空容器12内に臨む内面には、電子ビーム15が入射する１次ターゲット23が配置されている。この１次ターゲット23は、材質がチタンであって透過窓13にコーティングされて形成されており、電子ビーム15の入射によってチタンの特性Ｘ線であるＫ線24を発生する。
【００３８】
透過窓13に対向して、２次ターゲット26が配置されているとともに、透過窓13と２次ターゲット26との間には透過窓13を透過するＫ線24を集光して２次ターゲット26に照射させる例えばフレネルゾーンプレートのような集光素子31が配置されている。
【００３９】
そして、電子銃14で発生した５ｋｅＶ以上３０ｋｅＶ以下のエネルギを有する電子ビーム15がチタンの１次ターゲット23に入射し、１次ターゲット23からチタンの特性Ｘ線であるＫ線24が発生する。
【００４０】
１次ターゲット23のチタンのＫ線24が透過窓13を透過して集光素子31で集光されて２次ターゲット26に入射し、２次ターゲット26から特性Ｘ線（Ｌ線またはＫ線）27が発生し、この特性Ｘ線（Ｌ線またはＫ線）27が２次ターゲット26を透過して取り出される。
【００４１】
すなわち、５ｋｅＶ以上３０ｋｅＶ以下のエネルギを有する電子ビーム15をチタンの１次ターゲット23に入射し、この１次ターゲット23から放出されるチタンのＫ線24を、チタンのＫ線24より小さいエネルギの吸収端を有する材質で形成された２次ターゲット26に入射すれば、２次ターゲット26は、チタンのＫ線24を効率良く吸収し、２次ターゲット26自身の特性Ｘ線27を放出することができ、低エネルギの単色性の高い特性Ｘ線27を得ることができる。
【００４２】
このようなＸ線励起方式を用いれば、ノイズ（連続成分）の含有率が極めて小さく、低エネルギの単色性の高い特性Ｘ線が得られるＸ線源11を提供できる。
【００４３】
また、集光素子31で１次ターゲット23のチタンのＫ線24を２次ターゲット26上に集光して照射することにより、２次ターゲット26の小さな領域（小焦点）から特性Ｘ線27を得ることができる。したがって、集光素子31を用いることにより、焦点が小さく、高い分解能が得られる。
【００４４】
また、２次ターゲット26を取り替えることにより、簡単に複数のエネルギを選ぶこともできる。
【００４５】
なお、１次ターゲット23は、真空容器12内に内蔵された反射型ターゲット構造としても同様の効果を得ることができる。
【００４６】
次に、図４に第４の実施の形態を示す。
【００４７】
第３の実施の形態において、真空容器12の透過窓13から集光素子31および２次ターゲット26までの領域を覆う気密容器34を設け、この気密容器34を例えばＯリング35を介して真空容器12に気密を取って結合する。気密容器34の内部は、真空またはＨｅなどのガス雰囲気とする。
【００４８】
気密容器34には、２次ターゲット26を透過した特性Ｘ線27を取り出す取出窓36が設けられ、この取出窓36は十分薄いものを使用するかＢｅなどの特性Ｘ線27の減衰が小さな材質を選ぶ。
【００４９】
そして、低エネルギのチタンのＫ線24は空気中での吸収により減衰しやすいため、チタンのＫ線24の領域を気密容器34によって真空またはＨｅなどのガス雰囲気とすることで、チタンのＫ線24の減衰を低減し、低エネルギの特性Ｘ線27を効率よく取り出すことができる。
【００５０】
効率よく取り出した特性Ｘ線27を試料37に照射し、この試料37を透過する特性Ｘ線27を測定器38で測定することにより、測定感度を高くできる。
【００５１】
このように、真空容器12の透過窓13から２次ターゲット26に至る領域を真空またはＨｅなどのガス雰囲気とすることにより、低エネルギの特性Ｘ線27を効率よく取り出し、測定器38できの計測感度を高くできる。
【００５２】
次に、図５に第５の実施の形態を示す。
【００５３】
第３の実施の形態において、真空容器12の透過窓13から集光素子31、２次ターゲット26、試料37および測定器38までの領域を覆う気密容器34を設け、この気密容器34を例えばＯリング35を介して真空容器12に気密をとって結合するとともに例えばＯリング39を介して測定器38に気密をとって結合する。気密容器34の内部は、真空またはＨｅなどのガス雰囲気とする。
【００５４】
そして、低エネルギのチタンのＫ線24や特性Ｘ線27は空気中での吸収により減衰しやすいため、チタンのＫ線24および特性Ｘ線27の領域を気密容器34によって真空またはＨｅなどのガス雰囲気とすることで、低エネルギのチタンのＫ線24および特性Ｘ線27の減衰を低減し、低エネルギの特性Ｘ線27を効率よく取り出すことができる。
【００５５】
効率よく取り出した特性Ｘ線27を試料37に照射し、この試料37を透過する特性Ｘ線27を測定器38で測定することにより、測定感度を高くできる。
【００５６】
このように、真空容器12の透過窓13から計測器38に至る領域を真空またはＨｅなどのガス雰囲気とすることにより、低エネルギの特性Ｘ線27を効率よく取り出し、測定器38できの計測感度を高くできる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すＸ線源の説明図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示すＸ線源の説明図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示すＸ線源の説明図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態を示すＸ線源の説明図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態を示すＸ線源の説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
11    Ｘ線源
12    真空容器
13    透過窓
14    電子銃
15    電子ビーム
19    ターゲット
20    特性Ｘ線
23    １次ターゲット
26    ２次ターゲット
27    特性Ｘ線
31    集光素子
34    気密容器
37    試料
38    測定器
【図１】
2008123782.tif 000003
【図２】
2008123782.tif 000004
【図３】
2008123782.tif 000005
【図４】
2008123782.tif 000006
【図５】
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