(57)【要約】【課題】  小型の装置で実現した高輝度な点Ｘ線源であって、大気中の試料への照射が可能なＸ線源を提供することが、本発明の課題である。【解決手段】  Ｘ線を点光源として利用する方法であって、真空中で、一次ビームを、一次ビーム照射によりＸ線を発生させるターゲット材から構成された細孔の一端から入射して、該細孔の内壁に照射し、発生したＸ線を該細孔内での反射により集束して該細孔の他端から取り出すことを特徴とする方法。また、一次ビームの照射によりＸ線を発生させるターゲット材から構成された細孔を具備する小型点Ｘ線源として使用可能な装置であって、該細孔が、一次ビーム照射によりＸ線を発生させるＸ線発生部として機能し、また、発生したＸ線を集束する光学系として機能することを特徴とする装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を点光源として利用する方法であって、真空中で、一次ビームを、該一次ビーム照射によりＸ線を発生させるターゲット材から構成された細孔の一端から入射して、該細孔の内壁に照射し、発生したＸ線を該細孔内での反射により集束して該細孔の他端から取り出すことを特徴とする方法。
【請求項２】
一次ビームの線幅を、該一次ビームを入射させる細孔入口の幅より小さくしたことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
Ｘ線を細孔から直接大気圧下に取り出すことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
一次ビームの照射によりＸ線を発生させるターゲット材から構成された細孔を具備する小型点Ｘ線源として使用可能な装置であって、該細孔が、一次ビーム照射によりＸ線を発生させるＸ線発生部として機能し、また、発生したＸ線を集束する光学系として機能することを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型点Ｘ線源に関するものであり、より詳しくは、小型の装置で実現した高輝度な点Ｘ線源であって、大気中の試料への照射が可能なＸ線源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線は、生体内部の撮影など医療分野はもとより、試料の非破壊検査、材料の構造解析など、非常に幅広い分野で利用されている。従来、Ｘ線を利用する際には、真空中で数十〜百ｋｅＶ程度に加速された電子線を、平面もしくは曲面のターゲット材に照射し、そこで発生するＸ線を、ターゲット材を含むＸ線発生手段から独立しているＸ線光学系により集光し、利用に供している（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
このようなＸ線源のうち、特に、高輝度の点光源を要する場合には、一次ビームである電子線を細く絞り、Ｘ線の発生する領域を微少点にすることが必要となる。
しかしこのとき、限定された非常に狭い領域に、集約された電子線が照射されることから、ターゲット材において、局所的な発熱に起因する損傷が大きな問題となる。また、Ｘ線は等方的に発生するため、Ｘ線光学系に入射するＸ線量はターゲット材とＸ線光学系との距離に依存し、光源としての効率を高めるためには、Ｘ線の発生量を大きくすることと、高性能のＸ線光学系を使用することによらざるを得なかった。さらに、真空中で発生したＸ線を大気中に取り出すためには、Ｘ線を適当な材質で作られた窓に通す必要があり、特に、１ｋｅＶ以下の軟Ｘ線領域では窓での吸収が大きくなるため、強度の強いＸ線を大気中で得ることはできなかった。
【０００４】
その他の方法としては、大型の加速器（シンクロトロン）を使用して、高エネルギー電子（＞数百ＭｅＶ）が磁場中で偏向する際に発生する放射光を高輝度Ｘ線源として用いる方法もあるが、この方法は大規模設備を必要とするうえ、利用できる施設も非常に限定されている。
【非特許文献１】庄野利之、外１名，「入門機器分析化学」，三共出版株式会社，昭和６３年１０月１０日，ｐ．９９−１０４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
小型の装置で実現した高輝度な点Ｘ線源であって、大気中の試料への照射が可能なＸ線源を提供することが、本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意研究した結果、ターゲット材から構成された細孔を、一次ビーム照射によりＸ線を発生させるＸ線発生部、ならびに、発生したＸ線を集束する光学系として採用することにより、本発明を完成させた。
【０００７】
すなわち、本発明は、Ｘ線を点光源として利用する方法であって、真空中で、一次ビームを、該一次ビーム照射によりＸ線を発生させるターゲット材から構成された細孔の一端から入射して、該細孔の内壁に照射し、発生したＸ線を該細孔内での反射により集束して該細孔の他端から取り出すことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明は、上記方法において、一次ビームの線幅を、該一次ビームを入射させる細孔入口の幅より小さくしたことを特徴とするものである。
また、本発明は、上記いずれかの方法において、Ｘ線を細孔から直接大気圧下に取り出すことを特徴とするものである。
【０００９】
さらに、本発明は、一次ビームの照射によりＸ線を発生させるターゲット材から構成された細孔を具備する小型点Ｘ線源として使用可能な装置であって、該細孔が、一次ビーム照射によりＸ線を発生させるＸ線発生部として機能し、また、発生したＸ線を集束する光学系として機能することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、小型の装置で高輝度点Ｘ線源を形成できることが大きな特徴である。本発明の小型点Ｘ線源によれば、Ｘ線を発生するターゲット材を適宜変えることにより、様々な波長のＸ線を得ることが可能である。
【００１１】
また、本発明にしたがえば、従来、形成が困難であった高輝度のＸ線点光源を、小型の発生装置で形成することが可能となり、その波及効果は、小型のＸ線顕微鏡の開発が可能となるなど非常に大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明においては、真空中で一次ビーム発生手段により発生させた一次ビームを、一次ビーム照射によりＸ線を発生させるターゲット材から構成された細孔の一端から入射して、細孔の内壁に照射し、Ｘ線を発生させる。発生したＸ線は、細孔内での反射により集束し、窓を通過することなく、このまま大気中又は真空中に取り出され利用される。
【００１３】
本発明において、ターゲット材は、一次ビーム照射によりＸ線を発生させる目的で一般に使用されるターゲット材を使用することができる。ターゲット材の材質は、発生させるＸ線の波長に応じて適宜選択することができる。「一次ビーム」とは、ターゲット材に照射してＸ線に変換するためのビームであり、例えば、電子線、イオンビームである。一次ビームは、例えば、電子銃、イオンビーム発生装置などの当技術分野において既知の手段を用いて供給することができる。一次ビームを細孔に入射する前には、電磁レンズ等の当技術分野において既知のいずれかの手段により、適する線幅に集束することが好ましい。
【００１４】
本発明は、一次ビームをＸ線に変換するため、「ターゲット材から構成された細孔」を採用する点で顕著な特徴を有する発明であり、かかる特徴により、小型の装置で高輝度な点Ｘ線源を形成できることが可能である。本発明において、細孔はＸ線発生部としての機能のみならず、発生したＸ線を集束する光学系としての機能も有している。細孔の内径は大きくとも約１０μｍである。約１０μｍ以下の内径であれば、気体分子が細孔を通過することは殆どなく、Ｘ線発生部の気密を充分に高く保持することができる。細孔の長さ（ターゲット材の厚さ）は、好ましくは、約１００μｍ〜数ｍｍの範囲である。細孔内壁の形状は、発生したＸ線の反射効率を高くするため、平滑であることが望ましい。
【００１５】
一次ビームは、一次ビームを入射するための細孔入口から細孔内部に導入され、細孔の内壁に衝突する。電子線を細孔内壁に照射することによりＸ線が発生し、発生したＸ線は、細孔内壁と衝突し反射を繰り返しながら集束し、細孔の他端から取り出される。細孔内部で発生したＸ線において、浅い角度で細孔内壁に入射するものは、全反射することから、Ｘ線を効率よく細孔出口から取り出すことができる。
【００１６】
一次ビームを細孔内壁に照射する際には、電磁レンズを調整して一次ビームを集束し、一次ビームの線幅を細孔入口の幅より小さくすることが好ましい。こうすることにより、すべての電子が、ターゲット材の細孔内部に導入され、Ｘ線発生に利用される。
【００１７】
また、一次ビームを内壁表面に対して平行に近い角度で細孔内部に入射することにより、細孔内壁への照射面を大きくすることができ、一次ビームのエネルギー密度が小さくなることから、ターゲット材の局所的な発熱を抑え、損傷を最小限にすることができる。
【００１８】
さらに、Ｘ線を取り出すための細孔出口を、一次ビームを入射するための細孔入口より細くすることにより、細孔内で発生したＸ線を容易に集光することが可能である。
また、本発明においては、細孔出口の外部の雰囲気を大気圧にすることが可能であるため、高輝度の点Ｘ線源を大気中で形成することができる。
【００１９】
本発明にしたがって、一次ビームの照射によりＸ線を発生させるターゲット材から構成された細孔を、Ｘ線発生部ならびに発生したＸ線を集束する光学系としての機能させることにより、従来は実現不可能であった小型で高輝度な点Ｘ線源を実現することができる。細孔と、真空中で一次ビームを発生させる一次ビーム発生手段と、一次ビームを適する線幅に調整するための電磁レンズとを具備する小型点Ｘ線源は、例えば、現在一般に使用されている家庭用テレビのブラウン管程度の大きさで実現することができる。
【００２０】
以下、本発明を実施例により説明するが、この実施例は本発明の一態様であり、本発明をいかなるようにも限定するものではない。
実施例
実施例１
図１に本発明の一態様である点Ｘ線源の模式図を示す。図１（ａ）は全体図であり、図１（ｂ）は細孔部の断面図である。この態様においては、真空中で電子銃により発生させた電子線を適当な電磁レンズにより集束し、集束した電子線を、ターゲット材に形成された細孔の内壁に照射してＸ線に変換する。電磁レンズを調整して電子線を集束し、電子線の線幅を細孔の入口の幅より小さくすることにより、すべての電子が、ターゲット材の細孔内部に導入され、Ｘ線発生に利用される。図１（ｂ）に示すように、電子線を内壁表面に対して平行に近い角度で細孔内部に入射することにより、広い面積に照射することができ、電子の飛程に沿って発生したＸ線を効率よく利用することが可能になる。
【００２１】
実施例２
本発明の別の態様を図２に示す。図２は、細孔の内壁が平行ではなく、角度がある場合、すなわち、電子線を入射するための細孔入口が広く、Ｘ線を放出するための細孔出口が細い細孔の断面図である。ターゲット材以外の、電子銃、電磁レンズ等の構成、配置は実施例１と同様である。この態様においては、Ｘ線を放出するための細孔出口を、電子線を入射するための細孔入口よりも細くすることにより、細孔内で発生したＸ線を容易に集光することができ、より高輝度のＸ線を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の点Ｘ線源の一態様を示す模式図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は細孔部の断面図である。
【図２】図２は、本発明の別の態様の点Ｘ線源であって、細孔の内壁が平行ではなく、角度がある場合の細孔の断面図である。
【図１】
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【図２】
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