(57)【要約】【課題】ターゲットで発生した熱を効率良く放熱させ、不要な放射線の遮蔽機能も確保した透過型放射線発生装置及びそれを用いた放射線撮影装置を提供する。【解決手段】電子源３と、放射線を透過する基板１１と、基板１１の電子源３側の面に設けられ、電子源３から放出された電子の照射により放射線を発生するターゲット１２と、基板１１を透過した放射線を通過させる放射線通過孔を有し、基板１１に接続され、少なくともターゲット１２より電子源３から離れる方向に突出する前方遮蔽部９を備える遮蔽部材１３と、前方遮蔽部９に接する絶縁性流体と、を備える透過型放射線発生装置であって、遮蔽部材１３は低融点金属又は低融点合金１０を内包し、低融点金属又は低融点合金１０は、少なくとも前方遮蔽部９の内部に位置していることを特徴とする透過型放射線発生装置。【選択図】図１
2013109902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子源と、
放射線を透過する基板と、
前記基板の前記電子源側の面に設けられ、前記電子源から放出された電子の照射により放射線を発生するターゲットと、
前記基板を透過した前記放射線を通過させる放射線通過孔を有し、前記基板に接続され、少なくとも前記ターゲットより前記電子源から離れる方向に突出する前方遮蔽部を備える遮蔽部材と、
前記前方遮蔽部に接する絶縁性流体と、
を備える透過型放射線発生装置であって、
前記遮蔽部材は低融点金属又は低融点合金を内包し、
前記低融点金属又は前記低融点合金は、少なくとも前記前方遮蔽部の内部に位置していることを特徴とする透過型放射線発生装置。
【請求項２】
前記遮蔽部材は、前記ターゲットより前記電子源に近づく方向に突出する後方遮蔽部を備えることを特徴とする請求項１に記載の透過型放射線発生装置。
【請求項３】
前記低融点金属又は前記低融点合金は、前記後方遮蔽部の内部に位置していることを特徴とする請求項２に記載の透過型放射線発生装置。
【請求項４】
前記前方遮蔽部の内部に位置する前記低融点金属又は前記低融点合金と、前記後方遮蔽部の内部に位置する前記低融点金属又は前記低融点合金とが連通して、前記遮蔽部材に内包されていることを特徴とする請求項３に記載の透過型放射線発生装置。
【請求項５】
前記低融点金属又は前記低融点合金が、前記ターゲットの周囲を周状に囲むように前記遮蔽部材に内包されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の透過型放射線発生装置。
【請求項６】
前記低融点金属又は前記低融点合金が、仕切りにより分散して前記遮蔽部材に内包されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の透過型放射線発生装置。
【請求項７】
前記低融点金属又は前記低融点合金が、前記遮蔽部材との間に間隙を設けて前記遮蔽部材に内包されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の透過型放射線発生装置。
【請求項８】
前記前方遮蔽部の前記放射線通過孔の開口面積が、前記基板側から外方に向かって徐々に大きくなっていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の透過型放射線発生装置。
【請求項９】
前記低融点金属又は前記低融点合金の融点が５０℃以上５００℃以下であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の透過型放射線発生装置。
【請求項１０】
前記低融点合金がＢｉ−Ｐｂ合金であることを特徴とする請求項９に記載の透過型放射線発生装置。
【請求項１１】
前記基板がダイヤモンドであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の透過型放射線発生装置。
【請求項１２】
前記電子源、前記基板、前記ターゲット、前記遮蔽部材、及び前記低融点金属又は前記低融点合金を、一単位として複数組み合わせて、隣接する複数の放射線発生領域を配列したことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の透過型放射線発生装置。
【請求項１３】
前記低融点金属又は前記低融点合金が、前記隣接する複数の放射線発生領域を跨ぐように連通して前記遮蔽部材に内包されていることを特徴とする請求項１２に記載の透過型放射線発生装置。
【請求項１４】
前記低融点金属又は前記低融点合金が、前記隣接する複数の放射線発生領域毎に独立して前記遮蔽部材に内包されていることを特徴とする請求項１２に記載の透過型放射線発生装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の透過型放射線発生装置と、前記透過型放射線発生装置を駆動する制御電源と、放射線センサーと、撮像データ表示及び画像解析用のコンピュータと、を組み合わせたことを特徴とする放射線撮影装置。
【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透過型放射線発生装置及びそれを用いた放射線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線源として用いられる放射線発生装置では、電子源から電子を放出させ、タングステン等の原子番号が大きい金属材料で構成されるターゲットに電子を衝突させることにより放射線を発生させている。ターゲットで発生した放射線は全方向に発せられるため、遮蔽部材を設けることにより撮影に必要となる放射線以外の不要な放射線を遮蔽する。特許文献１には、透過型ターゲットの電子入射側及び放射線放出側に遮蔽部材を設置した透過型放射線発生装置が提案されている。このような透過型放射線発生装置では、透過型放射線発生管又は透過型放射線発生管を収納する収納容器の周囲全体を、鉛等の遮蔽部材で覆う必要がないため、装置の小型軽量化を実現することが可能である。
【０００３】
ところで、放射線撮影に好適な放射線を発生させるためには、電子源とターゲットの間に４０ｋＶ〜１５０ｋＶという高電圧を印加して、高エネルギーの電子線をターゲットに照射する必要がある。しかし、一般に放射線の発生効率は極めて悪く、消費電力の９９％程度はターゲットにおいて熱となる。発生したこの熱によりターゲットは高温になるため、ターゲットの熱損傷を防ぐ手段が必要となる。特許文献２の［００２１］には、ターゲット基体内に取り付けた反射型ターゲットの下部に、蓄熱材料で構成される冷却通路を設けることにより、ターゲットで発生した熱を散逸し、ターゲットの温度上昇を抑制する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６５９８１号公報
【特許文献２】特開２００４−３５１２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、透過型ターゲットに電子が衝突すると、ターゲットで発生した熱は、２つの遮蔽部材を通って熱拡散し、ターゲットの温度上昇を抑制している。しかし、この２つの遮蔽部材は、真空中に設けられているため、熱放出の大部分は輻射によるものと考えられるが、輻射熱はＴの４乗に比例しており、高温にならないと放熱しにくい。このため、特許文献１ではターゲットで発生した熱を逃がす機能を有しているとしているが、ターゲットへの投入エネルギーが大きい場合には、必ずしも放熱性能が十分ではなかった。
【０００６】
特許文献２では、反射型放射線発生装置において、反射型ターゲットの下部に、蓄熱材料で構成される冷却通路を設けているが、この冷却通路を透過型放射線発生装置に適用しようとすると、透過型ターゲットを支持する基板にこの冷却通路を設けなければならない。しかし、基板は放射線を透過させる必要があり、厚さが薄いため、基板に蓄熱材料で構成される冷却通路を設けるのは困難であった。
【０００７】
このように、透過型放射線発生装置においては、ターゲットへの投入エネルギーが大きい場合でも、ターゲットで発生した熱を効率良く放熱させる放熱性能の実現が課題となっていた。
【０００８】
そこで、本発明は、ターゲットで発生した熱を効率良く放熱させる放熱性能を実現し、不要な放射線の遮蔽機能も確保した透過型放射線発生装置及びそれを用いた放射線撮影装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、電子源と、
放射線を透過する基板と、
前記基板の前記電子源側の面に設けられ、前記電子源から放出された電子の照射により放射線を発生するターゲットと、
前記基板を透過した前記放射線を通過させる放射線通過孔を有し、前記基板に接続され、少なくとも前記ターゲットより前記電子源から離れる方向に突出する前方遮蔽部を備える遮蔽部材と、
前記前方遮蔽部に接する絶縁性流体と、
を備える透過型放射線発生装置であって、
前記遮蔽部材は低融点金属又は低融点合金を内包し、
前記低融点金属又は前記低融点合金は、少なくとも前記前方遮蔽部の内部に位置していることを特徴とする透過型放射線発生装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ターゲットより電子源から離れる方向に突出し、即ちターゲットの前方側に突出し、放射線通過孔を有する前方遮蔽部を設けているため、基板を透過し放出された放射線の中で、不要な放射線を遮蔽することができる。また、前方遮蔽部に、低融点金属又は低融点合金が内包されているため、低融点金属又は低融点合金がその融点に達すると、融解熱により、その低融点金属又は低融点合金の融解熱量に相当する熱量を吸収でき、ターゲットの温度上昇を抑制できる。更に、前方遮蔽部に内包された低融点金属又は低融点合金が完全に溶融すると、溶融した低融点金属又は低融点合金には温度差があるため、対流が起こり、低融点金属又は低融点合金の温度上昇が抑制される。その結果、ターゲットの温度上昇を抑制できることに加え、基板及び前方遮蔽部の温度上昇も抑制できる。これにより、ターゲットを効率的に冷却することができ、より大電流での照射、より長時間での照射が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態の透過型放射線発生装置の断面構成図である。
【図２】第１の実施形態の放射線発生装置の遮蔽部材近傍の拡大断面構成図である。
【図３】図２の遮蔽部材が備える前方遮蔽部に内包された低融点金属又は低融点合金が溶融したときの熱対流の説明図である。
【図４】第２の実施形態の放射線発生装置の遮蔽部材近傍の拡大断面構成図である。
【図５】第３の実施形態の放射線発生装置の遮蔽部材近傍の拡大断面構成図である。
【図６】第４の実施形態の放射線発生装置の遮蔽部材近傍の拡大断面構成図である。
【図７】電子源、図６の基板、ターゲット、遮蔽部材、及び低融点金属又は低融点合金を一単位とし、これを複数組み合わせたマルチ放射線発生装置の断面構成図である。
【図８】本発明の放射線発生装置を用いた放射線撮影装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の透過型放射線発生装置（以下、単に「放射線発生装置」という。）の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但し、下記実施形態に記載されている構成部材の材質、寸法、形状、相対配置等は、特に記載がない限り、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。
【００１３】
〔第１の実施形態〕
図１に従い本発明の放射線発生装置の構成を説明する。図１（ａ）は本実施形態の放射線発生装置１の縦断面構成図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）中のＰＰ’で示す仮想面における横断面構成図である。尚、図１では、外囲器と基板及びターゲットにより密閉された真空容器である放射線発生管のみ示しており、放射線発生管を収納する収納容器、放射線発生管と収納容器の間に配置された大気又は絶縁油等の絶縁性流体は不図示としている。
【００１４】
電子源３は電子を放出する。電子源３にはカソードとして冷陰極、熱陰極のいずれも用いることができるが、放射線発生装置に適用する電子源としては、真空度が比較的高くても大電流を安定して取り出せる含浸型カソード（熱陰極）を好適に用いることができる。また、電子源３は本実施形態では絶縁部材５と一体となっている。
【００１５】
ヒーター４はカソード近傍に配置されており、通電することによりカソードの温度を上昇させ、カソードから電子を放出させる。
【００１６】
グリッド電極６は、電子源３であるカソードで発生した電子を真空中に引き出すために所定の電圧が印加される電極であり、電子源３と所定の距離を持って配置される。カソードから数百ミクロン程度離して配置されたグリッド電極６は、ターゲットに効率良く電流を到達させるため、またカソード近傍の排気コンダクタンスを考慮して、形状、孔径、開口率等が決定される。通常は線径５０ミクロン程度のタングステンメッシュを好適に用いることができる。尚、グリッド電極６は本発明の放射線発生装置を構成する部材として必須のものではない。
【００１７】
集束電極７は、グリッド電極６によってカソードから引き出された電子線１４のアノードにおける焦点径（ターゲットの電子が照射される面における焦点径）を制御するために配置される電極である。この焦点径によりアノードにおける円状の焦点領域（ターゲットの電子が照射される面における焦点領域）が決まる。通常、集束電極７には数百Ｖ〜数ｋＶ程度の電圧が印加されて焦点径の調節を行うが、この集束電極７を省略して、グリッド電極６に所定の電圧を印加することにより、そのレンズ効果のみによって電子線１４を集束することも可能である。
【００１８】
アノードは、放射線を放出可能とする加速エネルギーを有してターゲット１２に電子を衝突させるのに必要なアノード電位を、ターゲット１２に対して電位規定する為の不図示の構造であって、必要に応じてターゲット１２に電気的に接続して設けられる導電性部材である。アノードは、アノード電位を供給する不図示の電圧源に少なくとも接続される。さらに、アノードは、後述する前方遮蔽部９を少なくとも備えた遮蔽部材１３、又は不図示の接合材を介してターゲット１２に接続することもできる。アノードを、ターゲット１２とは別部材として放射線発生管が備えない形態とすることも可能であり、その場合には、ターゲット１２がアノードの機能を有し、ターゲット１２を、アノード電位を供給する電圧源に、所定の導通部材を介して電気的に接続することも可能である。アノードは真空容器２を構成する部材として、外囲器２５に接続することもできる。このアノードには数十ｋＶ〜百ｋＶ程度の電圧が印加され、電子源３のカソード（陰極）に対するアノード（陽極）として機能する。電子源３により発生しグリッド電極６により引き出された電子線１４は、集束電極７によりターゲット１２における焦点領域へと向けられ、アノードに印加された電圧により加速され、ターゲット１２と衝突し、放射線１５が発生することとなる。この放射線１５は放射線透過窓を兼ねる基板１１を通して真空容器２の外部に取り出される。
【００１９】
図２に従い本発明の放射線発生装置における遮蔽部材、低融点金属又は低融点合金、基板及びターゲットの構成を詳細に説明する。図２は本実施形態の放射線発生装置１の遮蔽部材近傍を拡大した断面構成図である。
【００２０】
ターゲット１２は、基板１１の電子源側の面に設けられ、電子源３から放出された電子の照射により（所定のエネルギーを有する電子線１４が衝突することにより）放射線を発生する。ターゲット１２の材料は、通常、原子番号２６以上の金属材料を用いることができる。より好適には、熱伝導率が大きく、融点が高いものほど良い。これは、ターゲット１２の電子線照射領域１６が非常に高温になり、この熱をより速やかに後方遮蔽部８、前方遮蔽部９及びこれに内包された低融点金属又は低融点合金１０に伝えるためである。例えば、タングステン、モリブデン、クロム、銅、コバルト、鉄、ロジウム、レニウム等の金属材料、又はこれらの合金材料を用いた薄膜を好適に用いることができる。ターゲット１２の膜厚は、加速電圧によってターゲット１２への電子線浸入深さ即ち放射線の発生領域が異なるため、最適な値は異なるが、１μｍ〜１５μｍである。
【００２１】
基板１１は、ターゲット１２を支持し、ターゲット１２で発生した放射線の少なくとも一部を透過する。また、基板１１は不図示の大気又は絶縁油等に接している。基板１１の材料としては、放射線の透過性が高く、熱伝導が良く、真空封止に耐える必要がある。例えば、ダイヤモンド、窒化ケイ素、炭化ケイ素、炭化アルミ、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。より好ましくは、放射線の透過率がアルミニウムよりも小さく熱伝導率がタングステンよりも大きい、ダイヤモンド、窒化アルミ、窒化ケイ素が望ましい。基板１１の厚さは、上記の機能を満足すれば良く、材料によって異なるが、０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下が好ましい。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、真空を保持しやすいため、より優れている。尚、これらの材料は、温度上昇に伴う熱伝導率の低下が大きいため、基板１１の温度上昇をできるだけ抑制する必要がある。こうすることにより、前方遮蔽部９、低融点金属又は低融点合金１０、及び大気又は絶縁油等への熱伝導の低下を抑制できる。
【００２２】
基板１１へのターゲット１２の一体化は、スパッタ法、蒸着法等によって得ることができる。別の方法では、別途、圧延や研磨により所定の厚さのターゲット１２の薄膜を作製し、基板１１に高温、高圧下で拡散接合することにより得ることができる。また、ターゲット１２が設けられた基板１１と、外囲器２５との接合は、ろう附け等により行うことができる。
【００２３】
前方遮蔽部９は、基板１１を透過した放射線を通過させる放射線通過孔を有し、基板１１に接続され、基板１１を透過し放出された放射線の中で、不要な放射線を遮蔽する。また、前方遮蔽部９は、大気又は絶縁油等と接しているため、ターゲット１２で発生した熱を放射線発生管の外部へ逃がしている。前方遮蔽部９の材料は、３０ｋＶ〜１５０ｋＶで発生する放射線を遮蔽できるものであれば良い。例えば、タングステン、タンタルの他、モリブデン、ジルコニウム、ニオブ等、又はこれらの合金を用いることができる。これらの材料は概ね高融点金属である。前方遮蔽部９と基板１１の接合は、熱的に接合することが重要であり、ろう附け、機械的な加圧、ねじ締め等により行うことができるが、ろう附けがより好ましい。当然であるが、ろう附けの材料の融点は、低融点金属又は低融点合金１０の融点よりも高くなければならない。
【００２４】
低融点金属又は低融点合金１０は、前方遮蔽部９に内包されている。この内包は、上記記載に限らずどのような形態も含むが、図１（ｂ）のようにターゲットの周囲を周状に囲むように遮蔽部材に配置した形態では、ターゲットから発生した熱の放熱性が周状方向において平均化され、放熱性が全体としては向上する点でより好ましい。また、低融点金属又は低融点合金１０を周状方向に複数領域に分けて分散配置するように、内包領域に仕切りを設けても良い。仕切りを設けた場合には、溶融した低融点金属又は低融点合金１０の流動コンダクタンスを制限して、動作時の放射線発生管の向きにより、低融点金属又は低融点合金１０が前方遮蔽部９の中で偏在して放熱作用が不均一化することを抑制できる点で好ましい。
【００２５】
低融点金属又は低融点合金１０としては、融点が５０℃以上５００℃以下のものを用いるのが好ましく、融点が５０℃以上２５０℃以下の範囲のものを用いるのがより好ましい。これは、５０℃以下の融点では、製造時に取り扱いにくく、２５０℃以上の融点では、絶縁油の分解が起こりやすいためである。この融点の範囲の低融点金属又は低融点合金１０としては、インジウム（融点１５７℃）、スズ（２３２℃）、Ｂｉ−Ｐｂ合金（１３８℃）、Ｓｎ−Ｐｂ合金（１８４℃）等が挙げられる。例えば、低融点金属としてインジウムを用いたとすると、インジウムの融解熱は２８．７Ｊ／ｇ、密度が７．３ｇ／ｃｍ3であるため、インジウムを１ｃｍ3内包させると、約２０９Ｊ／ｃｍ3の融解熱を有することになる。
【００２６】
図３に、電子線１４がターゲット１２に照射され、ターゲット１２で発生した熱により、基板１１及び前方遮蔽部９を通して、前方遮蔽部９に内包された低融点金属又は低融点合金１０の温度が上昇し、低融点金属又は低融点合金１０が溶融した時の状態を示す。この時、低融点金属又は低融点合金の基板側の端部１０ａ付近は、ターゲット１２への電子線１４の照射により高温になりやすい。しかし、低融点金属又は低融点合金の基板と反対側の端部１０ｂ付近は、ターゲット１２から離れており、かつ周辺に不図示の大気又は絶縁油があるため、大気又は絶縁油等と熱交換され、低融点金属又は低融点合金の基板側の端部１０ａに比べて温度は低い。このため、低融点金属又は低融点合金の基板側の端部１０ａと低融点金属又は低融点合金の基板と反対側の端部１０ｂの温度差による熱対流が起こり、低融点金属又は低融点合金１０の温度上昇は抑制される。その結果、ターゲット１２、基板１１及び前方遮蔽部９の温度上昇も抑制できる。尚、溶融した金属又は合金の流れやすさは、水に比べて大きいことが知られており、温度上昇の抑制に十分な熱対流が起こる。
【００２７】
更に、低融点金属又は低融点合金１０としては、放射線の遮蔽能力が大きいものがより好ましい。例えば、タングステンをターゲット１２として用いる場合には、鉛又はビスマスを含有した低融点合金が好ましく、Ｂｉ−Ｐｂ合金はより好ましい。
【００２８】
次に、前方遮蔽部９の中に低融点金属又は低融点合金１０を内包させる方法を説明する。まず、融解熱から必要とする低融点金属又は低融点合金１０の体積を算出し、所定の寸法に加工する。続いて、前方遮蔽部９に、所定の寸法に加工された低融点金属又は低融点合金１０を入れる不図示の穴を開け、その穴の中に低融点金属又は低融点合金１０を入れ、前方遮蔽部９の材料と同じ材料の蓋でその穴をろう附けする。当然であるが、穴を塞ぐためのろう附けの材料は、低融点金属又は低融点合金１０の融点よりも高くする。
【００２９】
後方遮蔽部８は、電子源３から放出された電子を通過させる電子線通過孔を有し、ターゲット１２に接続され、ターゲット１２の電子源側に散乱した不要な放射線を遮蔽する。但し、電子線通過孔を通過して電子源側に放射された放射線は遮蔽できないため、別途、遮蔽手段を設けるのが良い。後方遮蔽部８にも低融点金属又は低融点合金１０を内包させても良い。後方遮蔽部８の材料は、前方遮蔽部９の材料と同じ材料を用いることができる。また、後方遮蔽部８の材料と前方遮蔽部９の材料は同じであっても良いし、異なっていても良い。後方遮蔽部８とターゲット１２の接合は、ろう附け等により行うことができる。尚、後方遮蔽部８は本発明の放射線発生装置を構成する部材として必須のものではない。
【００３０】
ここで、低融点金属又は低融点合金１０としてインジウムを用いた本実施形態の放射線発生装置を、医療用の放射線発生装置として用いた場合の一例を示す。印加電圧１００ｋＶ、電流１０ｍＡ、パルス照射時間１０ｍｓｅｃ、１０Ｈｚの駆動条件で、放射線発生装置を駆動し、動画撮影を行う場合の効果を示す。この駆動条件における照射エネルギーは、「印加電圧×電流×パルス照射時間×１秒あたりの照射回数」で表されるため、この式により照射エネルギーを算出すると、１０００００（Ｖ）×０．０１（Ａ）×０．０１（ｓｅｃ）×１０（Ｈｚ）＝１００（Ｊ）となる。前述のように、インジウムの融解熱は約２０９Ｊ／ｃｍ3であるため、インジウムを１ｃｍ3内包させたとすると、約２．１秒間温度上昇を抑制でき、インジウムを１０ｃｍ3内包させたとすると、約２１秒間温度上昇を抑制することができる。従って、医療用の放射線発生装置として用いた場合に有効である。更に駆動を続けると、インジウムは全て溶融する。溶融したインジウムは、基板１１側の端部の周辺では温度は高いが、その反対側の端部の周辺では前方遮蔽部９を通して絶縁油へ放熱されるため温度は低い。このように、溶融したインジウムに温度差が生じ、対流が起こるため、温度上昇を抑制する。
【００３１】
次に、低融点金属又は低融点合金１０としてインジウムを用いた本実施形態の放射線発生装置を、Ｘ線顕微鏡に用いた場合の一例を示す。印加電圧１００ｋＶ、電流０．０１ｍＡの駆動条件で、放射線発生装置を連続駆動したと仮定した場合の効果を示す。この駆動条件における照射エネルギーは、上記式より、１０００００（Ｖ）×０．００００１（Ａ）＝１（Ｊ）となる。前述のように、インジウムの融解熱は約２０９Ｊ／ｃｍ3であるため、インジウムを１ｃｍ3内包させたとすると、２０９秒間温度上昇を抑制でき、インジウムを１０ｃｍ3内包させたとすると、２０９０秒間の温度上昇を抑制することができる。従って、Ｘ線顕微鏡として用いた場合、大気中で使われるため、絶縁油のような大きな冷却効果は期待できないが、照射エネルギーが小さいため十分使用可能である。
【００３２】
〔第２の実施形態〕
本発明の第２の実施形態の放射線発生装置の遮蔽部材近傍を拡大した断面構成図を図４に示す。本実施形態では、ターゲットより電子源に近づく方向に突出する後方遮蔽部と前方遮蔽部を備えた遮蔽部材１７がターゲット１２及び基板１１の周囲を囲んで配置され、遮蔽部材１７の内部に低融点金属又は低融点合金１０が内包されている。第１の実施形態と異なる点は、低融点金属又は低融点合金１０が、後方遮蔽部の内部にも位置する点と、前方遮蔽部の内部に位置する低融点金属又は低融点合金１０と後方遮蔽部の内部に位置する低融点金属又は低融点合金１０が連通して一体化されている点である。この点を除いては、第１の実施形態と同じ部材を用い、同じ構成とすることができる。遮蔽部材１７に低融点金属又は低融点合金１０を内包させるためには、予め一体化した形状の遮蔽部材１７を作製する。低融点金属又は低融点合金１０を入れるための穴を、例えば切削加工で設けるか、又は加圧・焼結によっても得ることができる。本実施形態をとることにより、より多く低融点金属又は低融点合金１０を内包させることができるため、より温度上昇を抑制することができる。
【００３３】
また、内部に低融点金属又は低融点合金１０が内包された遮蔽部材１７においても、前方遮蔽部９においても、更には後方遮蔽部８においても、低融点金属又は低融点合金１０は、遮蔽部材との間に所定の間隙を有して内包させる形態とすることが可能である。所定の間隙を設けた実施形態においては、内包領域の中で局所的に、低融点金属又は低融点合金１０の流動性の分布や膨張が生じた場合に、もしくは、低融点金属又は低融点合金１０からガスが発生した場合に生ずる圧力分布を緩和することが可能である。
【００３４】
〔第３の実施形態〕
本発明の第３の実施形態の放射線発生装置の遮蔽部材近傍を拡大した断面構成図を図５に示す。本実施形態では、図２の遮蔽部材における前方遮蔽部９の放射線通過孔の開口面積を基板側から外方に向かって徐々に大きくしている点が第１の実施形態と異なる。この点を除いては、第１の実施形態と同じ部材を用い、同じ構成とすることができる。作製方法は第１の実施形態と同様である。本実施形態をとることにより、前方遮蔽部９と基板１１の接する面積、及び低融点金属又は低融点合金１０を基板１１に投影したときの面積が大きくなる。このため、基板１１から前方遮蔽部９及び低融点金属又は低融点合金１０への熱伝導が良くなり、より温度上昇を抑制することができる。
【００３５】
〔第４の実施形態〕
本発明の第４の実施形態の放射線発生装置の遮蔽部材近傍を拡大した断面構成図を図６に示す。本実施形態では、後方遮蔽部と前方遮蔽部を備えた遮蔽部材１７がターゲット１２及び基板１１の周囲を囲んで配置され、遮蔽部材１７の内部に低融点金属又は低融点合金１０が内包されている。第３の実施形態と異なる点は、低融点金属又は低融点合金１０が、後方遮蔽部の内部にも位置する点と、前方遮蔽部の内部に位置する低融点金属又は低融点合金１０と後方遮蔽部の内部に位置する低融点金属又は低融点合金１０が連通して一体化されている点である。この点を除いては、第３の実施形態と同じ部材を用い、同じ構成とすることができる。本実施形態をとることにより、更に多く低融点金属又は低融点合金１０を内包させることができるため、更に温度上昇を抑制することができる。
【００３６】
〔第５の実施形態〕
本発明の第５の実施形態の放射線発生装置の断面構成図を図７に示す。本実施形態では、低融点金属又は低融点合金１０が遮蔽部材１７中において、隣接する複数の放射線発生領域を跨ぐようにして連通するように内包させた。低融点金属又は低融点合金１０は前方遮蔽部のみに内包させても良いし、後方遮蔽部と前方遮蔽部の両方に別々に内包させても良い。本実施形態の放射線発生装置１８は、電子源３、図６に示す基板１１、ターゲット１２、遮蔽部材１７、及び低融点金属又は低融点合金１０を一単位とし、これを複数組み合わせたマルチ放射線発生装置である。この一単位を、線状に配列して複数組み合わせても良いし、平面状に配列して複数組み合わせても良い。遮蔽部材、低融点金属又は低融点合金、基板及びターゲットの構成としては、第１〜第４の実施形態の放射線発生装置の構成が好適に用いられる。本実施形態においても、第１〜第４の実施形態と同様の効果が得られる。
【００３７】
本実施形態に示す複数の放射線発生領域を配列したマルチ放射線発生装置では、低融点金属又は低融点合金１０が遮蔽部材１７中において、隣接する複数の放射線発生領域を跨ぐように連通した内包領域を形成した。しかし、隣接する複数の放射線発生領域毎に、独立した低融点金属又は低融点合金１０の内包領域を形成した実施形態とすることも本発明は含む。
【００３８】
隣接する複数の放射線発生領域を跨ぐように連通した内包領域を形成した形態においては、複数のターゲット間で発熱に分布があっても、全体として均一になりやすく、複数の電子源３を走査するような場合により好ましい。また、隣接する複数の放射線発生領域毎に、独立した低融点金属又は低融点合金１０の内包領域を形成した形態とした場合には、それぞれのターゲットの放熱量に適合させて、異なる低融点金属又は低融点合金１０をそれぞれ配置することが可能となる点で好ましい。
【００３９】
〔第６の実施形態〕
本発明の第６の実施形態は、本発明の放射線発生装置を用いた放射線撮影装置である。本実施形態の放射線撮影装置の概略図を図８に示す。
【００４０】
本実施形態の放射線撮影装置１９は、放射線発生装置１と、放射線発生装置１を駆動する制御電源２０と、放射線センサー２１と、撮像データ表示及び画像解析用のコンピュータと、を組み合わせている。放射線発生装置としては、第１〜第５の実施形態の放射線発生装置が好適に用いられる。
【００４１】
放射線発生装置１は、放射線発生装置用の制御電源２０により駆動され、放射線を発生する。制御電源２０は、カソード−アノード間に高圧を印加する回路、電子源、グリッド電極、集束電極等に電圧の印加等を行う。放射線センサー２１は、放射線センサー用の制御電源２２により制御され、放射線センサー２１と放射線発生装置１の間の被検体２３の撮像情報を取り込む。取り込まれた撮像情報は、撮像データ表示及び画像解析用のコンピュータ２４に表示される。放射線発生装置１と放射線センサー２１は、目的とする撮像画像、例えば静止画、動画、撮像部位の違い等によって、連動して制御される。コンピュータ２４は、画像解析や過去のデータとの照合も行うことができる。
【符号の説明】
【００４２】
１：放射線発生装置、２：真空容器、３：電子源、４：ヒーター、５：絶縁部材、６：グリッド電極、７：集束電極、８：後方遮蔽部、９：前方遮蔽部、１０：低融点金属又は低融点合金、１０ａ：低融点金属又は低融点合金の基板側の端部、１０ｂ：低融点金属又は低融点合金の基板と反対側の端部、１１：基板、１２：ターゲット、１３：遮蔽部材、１４：電子線、１５：放射線、１６：電子線照射領域、１７：後方遮蔽部と前方遮蔽部を一体化した遮蔽部材、１８：マルチ放射線発生装置、１９：放射線撮影装置、２０：放射線発生装置用の制御電源、２１：放射線センサー、２２：放射線センサー用の制御電源、２３：被検体、２４：コンピュータ、２５：外囲器
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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