(57)【要約】本発明はＸ線真空管に関する。金属性の壁部を備えるＸ線生成管からＸ線を射出するために、本発明は熱分解グラファイトからなる射出ウィンドウ（５０）を提供する。好適には、ウィンドウは鐘形状で、管の金属製壁部（１０）にロウ付けされた銅製襟部（６０）にロウ付けされている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁部にＸ線が通過するウィンドウ（５０）を備え、当該ウィンドウが熱分解グラファイト製で且つ鐘形状であることを特徴とする、Ｘ線真空管。
【請求項２】
前記ウィンドウを銅製の襟部（６０）にロウ付けし、次いで当該襟部を管の銅製の壁部にロウ付けしてなることを特徴とする、請求項１に記載の管。
【請求項３】
銀、銅及びチタンからなる活性ロウを使用して前記ウィンドウを前記襟部（６０）にロウ付けしてなることを特徴とする、請求項２に記載の管。
【請求項４】
グラファイトウィンドウの厚みが約０．５から１．５ｍｍであることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線管に関し、特にＸ線生成真空管に関する。そのような生成管に関して本発明を開示するが、本発明は（放射線画像インテンシファイアーＲＩＩ型の）Ｘ線検出真空管にも応用可能である。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線源として機能する真空管は、例えば物理的対象物（金属構造、合成物、荷物等）の非破壊的検査に使用されている。それらはまた医療上の撮像にも使用されている。
【０００３】
Ｘ線生成真空管は、基本的に、高エネルギー電子ビームを発する陰極と、電子ビームの経路に配置された金属製の目標物とを備える。このようにして電子の衝突を受けた目標物は、目標物表面への電子の入射角に応じて特定の角領域にＸ線を射出する。一般に、ビーム衝突時の目標物表面は、ビームの入射方向に対して約７０度傾斜した平面内にあり、次いで、数十度の角度に開いてその中心をビームのほぼ法線上に持つ円錐形にＸ線を送り返す。
【０００４】
Ｘ線は管を出ることができなければならない。管の壁部が通常の金属製である場合、できるだけＸ線を吸収しない材料からなる射出ウィンドウは、Ｘ線射出角領域に対向して位置することが好ましい。壁部の残りの部分は金属製であって、望ましくない方向（つまり前記特定の角領域以外）に発せられたＸ線から環境を保護する。射出ウィンドウは、管壁部の残りの部分と同様に、管内に存在する真空をシールするのに寄与している。
【０００５】
使用する材料はＸ線に対する透過性が良好で、且つ、管の真空密封性の維持及び単純大量生産に適う機械的、化学的及び熱的特性を備えていることが必要であるため、問題となるのがこのウィンドウの製造である。
【０００６】
最も広く使用されている材料の１つはベリリウムである。ベリリウムは、厚さ１ｍｍ以上までＸ線に対して良好な透過性を有し、その機械的特性は直径約２０ｍｍ（厚さ１ｍｍ）のウィンドウを製造するのに十分強く、多数の用途において満足のゆくものである。
【０００７】
しかしながら、この材料にはいくつかの欠点がある。第１に、毒性であるので工業使用に大きな制約を有し、使用済み管の再生に問題がある。第２に、非常に高価である。最後に、直接銅に接続させることができない。（ウィンドウを接合するのに好ましい壁部及び他の支持要素は通常銅製である。）ベリリウムを銅に直接ロウ付けすると、これら２つの材料に金属間拡散をもたらす結果となる。この拡散はアセンブリの強度を低下させ、真空密封性を低減する。従って、ニッケルなどの中間材料を使用して銅とベリリウムを直接接触させること無く密封性を確実にする、複雑性の大きいアセンブリの使用が必要になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
先行技術の欠点を回避するため、本発明は壁部にＸ線を通過させるウィンドウを備え、このウィンドウが熱分解グラファイト製で鐘形状である（ドーム状の表面を有する）ことを特徴とするＸ線真空管を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
「熱分解グラファイト」という用語は、非常な高温で炭化水素を化学分解することにより中間物質上に漸進的に成長させた堆積物を、脱型作業によりこの中間物質から分離させて形成した（特にダイヤモンドの結晶構造とは異なる）グラファイト結晶構造を有する炭素を意味する。ここでの中間物質の役割は、グラファイト部分に最終的な形状を与えることだけである。
【００１０】
この種類の物質は所望の形状にすることができる。（しかし、好適には左右対称な円形にする。）この材料は、表面に鉛直に加わる力に対して良好な機械的耐性を示す。それと比較して表面と平行な張力に対する機械的耐性は低いが、好適にはウィンドウの形状を表面に平行な力を最小化するような形状にする。特に、ベリリウムの場合のような平坦なディスク状ではなく、鐘形状（又はるつぼ型）とする。
【００１１】
好適には、鐘形状の物質を銅製の襟部にロウ付けし、次いで該襟部を管の銅製壁部にロウ付けする。グラファイトと銅の間には重大な不適合性は無く、この種のアセンブリでは確実に真空密封性が持続する。グラファイトと銅のロウ付けには、銀、銅及びチタンからなる活性のロウを使用することが好ましい。
【００１２】
グラファイトの吸収係数はベリリウムの同係数よりも大きいため、ウィンドウによるＸ線吸収が十分に制限されるよう、グラファイトウィンドウの厚みは好適には０．５から１．５ｍｍである。
【００１３】
添付図面を参照する以下の詳細な説明により、本発明の他の特徴及び利点を明らかにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１に概略的に示されているのは、一般的な円筒形状のＸ線生成真空管であり、原則的に銅製の壁部１０と、壁部内側に、基本的に電子銃２０と金属製の目標物３０とを有する。図では、壁部の一部を開き、これらの要素を示した。電子銃は管の軸に沿って電子ビーム２２を射出する。一方で銃の陰極の形状及びそれを取り囲む電極（ビームを集中させるために特にウェーネルトを使用）により、他方で管の長手方向に沿って選択的に他の電極を配置することにより、該ビームはその軸上に集中する。
【００１５】
高エネルギーの電子ビームを金属製の目標物３０に向ける。この目標物は好適にはタングステン製であり、その表面は平坦である。図中の例では、目標物は固定されているが、衝突位置を回転させることにより目標物の温度上昇を抑えるため、目標物を回転可能にすることもできる。目標物への電子の衝突により発生する熱の散逸を促進する銅ブロック３２にタングステンを埋め込むことにより目標物を形成してもよい。好ましくは銅ブロックに流路３４を形成して循環水を流すことにより冷却する。
【００１６】
目標物に電子ビームが衝突する地点で、目標物表面の電子ビームの軸に対する角度は約７０度である。ビームの衝突により目標物からＸ線のフォトンが射出する。大部分のフォトンは、電子の衝突地点からテーパ角度約４５度の円錐形に射出する。この円錐の軸は電子ビームの軸にほぼ垂直であり、ビームの軸及び目標物の平面の法線両方を含む平面内に位置している。
【００１７】
Ｘ線が通過するウィンドウ４０は、このＸ線射出円錐に対向する管壁部に設けられている。このウィンドウは通常円形であり、その大きさは直径約２０ｍｍで、射出されたＸ線を約４５度の円錐全体に亘って通過させたい場合、ビームの衝突地点から約３０ｍｍの位置に配置される。
【００１８】
先行技術では、ウィンドウ４０は平坦なベリリウムのディスクであり、１又は２のニッケル製の襟部（図示せず）に搭載されているためベリリウムは銅に直接接合せず、管の内側の壁部を形成し、ウィンドウの支持体として機能している。ウィンドウは管の壁部に形成された開口部の周縁にロウ付けされており、Ｘ線が外に出る地点で真空シールする。
【実施例１】
【００１９】
本発明によれば、管の射出ウィンドウを備える部分を示した図２に見られるように、ベリリウムのウィンドウ４０に代わって熱分解グラファイトからなるウィンドウ５０が使用される。このウィンドウ５０は鐘形状で、好適には、管壁部の開口部周縁にシールされるかロウ付けされた円筒形状の銅製襟部６０に搭載される。「鐘形状」という表現は、縁部と中央部とが異なる平面に位置する表面を意味する。該表面の中央部はＸ線射出の中央軸にほぼ垂直であり、一方表面の縁部の少なくとも一部はこの軸の方向に接近して位置する。
【００２０】
熱分解グラファイトは、炭化水素（実際にはメタンと水素の混合物）を非常に高温の炉で分解し、堆積の中間物質として機能するマンドレル上に原子の層を漸進的に成長させてなる、六角格子を有する炭素結晶構造を持つ（立方体のダイヤモンド炭素とは異なる）。
【００２１】
堆積物の温度は好適には約２２７０Ｋである。支持体であるマンドレルはこの温度に耐性でなければならない。該支持体は炭素ブロックの熱処理により得られるグラファイト（非熱分解グラファイト）であってもよく、製造されるウィンドウの鐘形状を有する。所望の部分の厚み（約０．５から１．５ｍｍ）が得られたら、成長を止めて該部分を脱型する。マンドレル（非熱分解グラファイト）と製造される部分（熱分解グラファイト）の拡張係数が異なるため、該部分の脱型は容易である。脱型を容易にするために、熱分解グラファイトの堆積前に、マンドレルにすすの層をさらに堆積させてもよい。
【００２２】
脱型した鐘形状のグラファイトのウィンドウは、直径約２０ｍｍ及び高さ１０から１５ｍｍとすることができる。鐘形状であるため、該部分は全方向に柔軟性を有する。これは、熱分解グラファイトが、層の堆積平面に平行な張力に対する耐性は小さいがこの面に垂直な屈曲力に対する耐性が大きくなるような構造を有するためである。純粋及び単純に先行技術によるベリリウムディスクの代わりとなる熱分解グラファイトのディスクは、鐘形状ウィンドウよりも強度が小さい。
【００２３】
本発明のウィンドウにより、管は確実に真空に保たれる。
【００２４】
図３はウィンドウ５０の詳細図である。図中、ウィンドウ５０は該ウィンドウのロウ付けを目的とする銅製の襟部６０に搭載されている。鐘形状のウィンドウのスカート部５２の内径は、銅製の襟部の外径に等しい。スカート部を襟部の上に滑らせ、スカート部と接触する襟部表面にロウ付けする。縁部のビード５４に示すロウは、好適には銀、銅及びチタンからなる活性ロウ（ＡＢＡ  ｃｕｓｉｌロウビード）である。
【００２５】
好適には、襟部はスカート部５２の基部が載る縁６２を有する。
【００２６】
グラファイトウィンドウにこのように結合させた襟部は、Ｘ線生成管の壁部にロウ付けされる。このロウ付けは銅と銅のロウ付けであり、何の問題も生じず、真空シールも良好である。
【００２７】
グラファイトのＸ線吸収はベリリウムのほぼ２倍であるが、グラファイトの強度（特にウィンドウが鐘形状を有する場合）により、グラファイトの厚みを、同じ直径のウィンドウにするのに必要な、ベリリウムの厚みの約２分の１に選択することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
ベリリウムと異なり、グラファイトは工業上の制約を有さず、特に毒性に関する問題点を有しない。
【００２９】
本発明は、例えばその強度又は強度分布の測定のために、ウィンドウを介して外部から検出管にＸ線を入射させるための、Ｘ線検出に使用される管にも利用可能であることに注意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ベリリウムの射出ウィンドウを備えた従来技術によるＸ線生成管を示す。
【図２】熱分解グラファイトからなるウィンドウを備えた本発明による管を部分的に示す。
【図３】管にロウ付けされる前の銅製の支持体に搭載されたウィンドウの拡大図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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