(57)【要約】  軟Ｘ線を生成するためのＸ線源であって、支持構造によって支持された電子放出構造を有する陰極であって、電子放出構造は、支持構造によって囲まれた領域内でＸ線に対し少なくとも部分的に透過性である、陰極と、陰極の電子放出構造に平行なＸ線放出表面を有する陽極と、陽極と陰極との間に配置された電気絶縁スペーサとを備え、陰極の電子放出構造および陽極のＸ線放出表面は、使用中に、電子放出構造が、電子によって陽極に衝撃を与えてＸ線をＸ線放出表面から放出させて陰極を通り抜けさせるように動作可能であるように配置され、絶縁スペーサは、陽極と陰極の支持構造との間に配置され、陽極の一部にわたって前記支持構造を超えて前記領域へ突出する、Ｘ線源。
2016517129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟Ｘ線を生成するためのＸ線源であって、
支持構造によって支持された電子放出構造を有する陰極であって、前記電子放出構造は、前記支持構造によって境界を限られた領域内でＸ線に対し少なくとも部分的に透過性である、陰極と、
前記陰極の前記電子放出構造に平行なＸ線放出表面を有する陽極と、
前記陽極と前記陰極との間に配置された電気絶縁スペーサと、を備え、
前記陰極の前記電子放出構造および前記陽極の前記Ｘ線放出表面は、使用中に、前記電子放出構造が、電子によって前記陽極に衝撃を与えてＸ線を前記Ｘ線放出表面から放出させて前記陰極を通り抜けさせるように動作可能であるように、配置され、
前記絶縁スペーサは、前記陽極と前記陰極の前記支持構造との間に配置され、前記陽極の一部にわたり前記領域へと前記支持構造よりも長く突出する
Ｘ線源。
【請求項２】
前記絶縁スペーサが前記支持構造を超えて前記領域へ突出している距離は、約１５ｍｍである
請求項１に記載のＸ線源。
【請求項３】
前記絶縁スペーサによって覆われていない前記Ｘ線放出表面の幅は、約３ｃｍ〜約１０ｃｍの範囲である
請求項１または２に記載のＸ線源。
【請求項４】
前記絶縁スペーサの厚さは、約２ｍｍである
請求項１〜３のいずれかに記載のＸ線源。
【請求項５】
前記絶縁スペーサは、セラミック材料で作られる
請求項１〜４のいずれかに記載のＸ線源。
【請求項６】
前記絶縁スペーサは、アルミナで作られる
請求項５に記載のＸ線源。
【請求項７】
前記陰極の前記電子放出構造は、グリッドまたはメッシュ構造を有する
請求項１〜６のいずれかに記載のＸ線源。
【請求項８】
前記グリッドまたはメッシュ構造の幾何学的透過度は、約７０％〜８０％である
請求項７に記載のＸ線源。
【請求項９】
前記陽極から前記陰極の反対側にＸ線透過窓をさらに備え、前記窓は、前記窓と前記陽極との間のチャンバを画定する
請求項１〜８のいずれかに記載のＸ線源。
【請求項１０】
前記チャンバは、亜大気圧のガスを含む
請求項９に記載のＸ線源。
【請求項１１】
前記チャンバと連通するガス供給手段をさらに備える
請求項９または１０に記載のＸ線源。
【請求項１２】
前記ガスは、ヘリウムまたは窒素といった不活性ガスである
請求項１０または１１に記載のＸ線源。
【請求項１３】
前記ガスは空気である
請求項１０または１１に記載のＸ線源。
【請求項１４】
前記ガス供給手段と前記チャンバとの間にモレキュラーシーブをさらに備える
請求項１１〜１３のいずれかに記載のＸ線源。
【請求項１５】
前記チャンバと連通する真空ポンプをさらに備える
請求項９〜１４のいずれかに記載のＸ線源。
【請求項１６】
前記窓は、カプトン（商標）を備える
請求項９〜１５のいずれかに記載のＸ線源。
【請求項１７】
前記窓は、導電性材料で形成される
請求項９〜１６のいずれかに記載のＸ線源。
【請求項１８】
前記窓は、導電性材料で形成されたコーティングをさらに備える
請求項９〜１６のいずれかに記載のＸ線源。
【請求項１９】
前記窓は、前記陰極の前記電子放出構造に電気的に接続される
請求項１７または１８に記載のＸ線源。
【請求項２０】
前記陽極は、金属ブロックで形成される
請求項１〜１９のいずれかに記載のＸ線源。
【請求項２１】
前記金属ブロックは、少なくとも数ミリメートルの厚さである
請求項２０に記載のＸ線源。
【請求項２２】
前記陽極は冷却手段をさらに備える
請求項１〜２１のいずれかに記載のＸ線源。
【請求項２３】
前記冷却手段は、前記陽極と熱連通する１つまたは複数の冷却管を備える
請求項２２に記載のＸ線源。
【請求項２４】
前記陰極の前記電子放出構造は、少なくとも部分的に銅で形成される
請求項１〜２３のいずれかに記載のＸ線源。
【請求項２５】
前記陽極は少なくとも部分的に銅で形成される
請求項１〜２４のいずれかに記載のＸ線源。
【請求項２６】
前記陽極に電気的に接続された電力供給ケーブルをさらに備える
請求項１〜２５のいずれかに記載のＸ線源。
【請求項２７】
前記電力供給ケーブルの電波インピーダンスを前記陽極の電波インピーダンスと一致させるように構成された隔離材料をさらに備える
請求項２６に記載のＸ線源。
【請求項２８】
前記陰極の前記電子放出構造は、接地電位にある
請求項１〜２７のいずれかに記載のＸ線源。
【請求項２９】
前記陰極の前記電子放出構造は、前記支持構造に電気的に接続される
請求項１〜２８のいずれかに記載のＸ線源。
【請求項３０】
前記支持構造は、前記Ｘ線源のためのハウジング構造と、接続されるか、または一体形成される
請求項１〜２９のいずれかに記載のＸ線源。
【請求項３１】
前記ハウジング構造は、前記陽極の少なくとも一部の周囲に配置される
請求項３０に記載のＸ線源。
【請求項３２】
前記支持構造は、前記ハウジング構造に電気的に接続される
請求項３０または３１に記載のＸ線源。
【請求項３３】
前記絶縁スペーサは、前記ハウジング構造と前記陽極との間に延伸する
請求項３１に従属する場合の請求項３２に記載のＸ線源。
【請求項３４】
前記陽極と前記陰極との間に電圧を発生させるための手段をさらに備える
請求項１〜３３のいずれかに記載のＸ線源。
【請求項３５】
前記電圧を発生させるための手段は、誘導エネルギー貯蔵手段を備える
請求項３４に記載のＸ線源。
【請求項３６】
前記電圧を発生させるための手段は、前記陽極に高電圧短持続時間パルスを供給するように構成される
請求項３４または３５に記載のＸ線源。
【請求項３７】
５ｋｅＶ〜２０ｋｅＶの範囲の量子エネルギーを有するＸ線を放出するように構成された
請求項１〜３６のいずれかに記載のＸ線源。
【請求項３８】
請求項１〜３７のいずれかに記載のＸ線源を備える
滅菌装置。
【請求項３９】
請求項３８に記載の滅菌装置を備える
生産ラインまたは製造もしくは包装設備。
【請求項４０】
物品を滅菌する方法であって、
請求項１〜３７のいずれかに記載のＸ線源を使用したＸ線放射により前記物品を照射することを備える
方法。
【請求項４１】
前記物品は、医用物品である
請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記物品は、医薬製品である
請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
前記物品は、食料または飲料製品のための包装材料を備える
請求項４０に記載の方法。
【請求項４４】
前記物品は、プラスチックフィルムを備える
請求項４０に記載の方法。
【請求項４５】
前記物品は、血液サンプルを備える
請求項４０に記載の方法。
【請求項４６】
前記物品は、食料品または飲料品を備える
請求項４０に記載の方法。
【請求項４７】
Ｘ線源のための出力結合窓であって、
前記窓は、Ｘ線に対し少なくとも部分的に透過性の材料を備え、
前記窓は、導電性材料で形成されるか、または、導電性材料で形成されたコーティングをさらに備える
出力結合窓。
【請求項４８】
添付図面の任意の組み合わせに関連して明細書中で実質的に説明されている、および添付図面の任意の組み合わせにおいて実質的に示されている
Ｘ線源。
【請求項４９】
添付図面の任意の組み合わせに関連して明細書中で実質的に説明されている、および添付図面の任意の組み合わせにおいて実質的に示されている
滅菌装置、生産ライン、または製造もしくは包装設備。
【請求項５０】
添付図面の任意の組み合わせに関連して明細書中で実質的に説明されている、および添付図面の任意の組み合わせにおいて実質的に示されている
物品を滅菌する方法。
【請求項５１】
添付図面の任意の組み合わせに関連して明細書中で実質的に説明されている、および添付図面の任意の組み合わせにおいて実質的に示されている
Ｘ線源のための出力結合窓。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線を発生させるための装置に関する。本発明は特に、医用物品、医薬製品、または食料もしくは飲料製品の包装を滅菌するための低エネルギーＸ線発生器に応用可能であるが、これに限定されない。他の可能な応用例が以下に論じられる。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線発生器はしばしば、製造または包装設備において、医用物品、医薬製品、または食料もしくは飲料製品の包装を滅菌するために使用される。
【０００３】
包装の滅菌といったこのような応用例においては、従来、滅菌される物品は、放射性コバルトのような放射性源によって生成されたＸ線放射に曝される。このような放射は、「硬」Ｘ線、すなわち、数百万電子ボルト（ｅＶ）で測定される高いエネルギーを有する放射から成る。
【０００４】
「硬」Ｘ線は典型的に、原子核がエネルギーを電磁波として放出すると同時に周期表の異なる元素へと遷移する際の、放射性崩壊プロセスにより生成される。これは、放射性コバルトの崩壊を利用して高エネルギーＸ線光子（この特定のケースでは、ガンマ粒子と呼ばれるが、これもやはり単に特定のエネルギーまたは波長を有するＸ線放射である）を放出する、いわゆる「ガンマファクトリ」において起こる。
【０００５】
現在の滅菌標準では、許容可能なレベルまで細菌を効率的に破壊するために、２５ｋＧｙ（キログレイ）オーダーの線量を必要とする。このような線量は、長期の時間期間にわたり、通常は数時間にわたり、包装を放射性源に曝すことを必要とする。実用的にするために、このような滅菌は一般的に、製品の１または複数のパレット積荷で構成されたロットにおいて実行される。これは、「硬」Ｘ線が高いエネルギーを有しており、包装物の大きなスタックの中深くに貫通する能力を有するために可能である。
【０００６】
しかしながら、より最近では、英国特許出願公開第２４４４３１０号明細書において論じられているように、表面の滅菌には、低エネルギーまたは「軟」Ｘ線がより好適であることが見出されている。「軟」Ｘ線は、主として５〜２０ｋｅＶの範囲の量子エネルギーを有し、比較的低いエネルギーであることによって特徴づけられる。低いエネルギーであるために、これらの軟Ｘ線は、より高い吸収を有する。結果として、Ｘ線が表面上の細菌を破壊する効率は高く、必要とされる合計被曝は、高エネルギーＸ線を使用する場合よりも低いものとなり得る。より低いＸ線量は、滅菌される材料を損傷するリスクを減じる点においても望ましい。また、Ｘ線の軟度は、人員に対する危険無しに、または広範囲にわたってリード線をシールディングする必要なしに、生産ラインで安全に使用されることを可能にする。
【０００７】
このような「軟」Ｘ線は、荷電粒子の流れを発生させるための粒子加速器（たとえば、電子銃）を使用して発生させることができる。これらの粒子が物質の相互に作用して減速させられた場合、たとえば、これらの粒子が金属ターゲットに衝突した場合、電磁放射を放出する。粒子ビームの初期エネルギーが十分に高い場合、電磁放射は、放出スペクトルのＸ線レンジに位置する。
【０００８】
また、電子は、シンクロトロンのケースのように、電子がそれらの動きの方向を変える際にＸ線を放出する（シンクロトロン放射は、Ｘ線を含む広いスペクトルレンジで発生させることができる）。
【０００９】
本願では、軟Ｘ線生成に対する加速に基づいたアプローチを扱う。大多数のＸ線源は、（医用／歯科用Ｘ線装置、非破壊検査（ＮＤＴ）および手荷物検査機器であるので、）低いパワーレベルで動作する。これは、可能な最善の画像品質を保証するＸ線ビームを生成しなくてはならない、といった機器の特定の課題によって決定される。また、これらの源は典型的に、Ｘ線撮像の要件に起因して点状の源として発生させられる。撮像用途のためのこのようなビームを作成する最善の手法は、真空中で電子を加速させ、続いてこれらを金属ターゲット上に向けることである。
【００１０】
しかしながら、加熱陰極を備えた真空ベースのＸ線管は、滅菌用途のような長期間酷使される動作にはあまり適さない。したがって、本願では、加熱フィラメントを備えた真空ベースの電子ビーム源よりもむしろ、冷陰極を備えたガス封入デバイスにおける電子の発生に基づいた、Ｘ線生成に対するアプローチが選ばれている。
【００１１】
英国特許出願公開第２４４４３１０号明細書に開示されたシステムのような既存の「軟」Ｘ線発生器システムは、少なくとも部分的には陰極電極および陽極電極の配置ならびにこれらの間のアーク放電の発生の結果として生じる、多数の欠点を有する。電極間のアーク放電およびその結果としての電極の腐食は、システムの動作寿命を減少させることになる。これはまた、エミッタヘッドの大きな断面にわたって均一に、安定的で、確実、かつ再現可能なＸ線を生成し、連続的かつ一貫した動作を提供するという、その能力に影響を及ぼす。
【００１２】
したがって、本発明の実施形態は、以下、すなわち、（１）Ｘ線発生器システムの動作寿命を増大させること、（２）Ｘ線エミッタヘッドの大きな断面にわたって動作することを可能にさせること、（３）（発生したエネルギーのパルス間変動を最小化して）デバイスの安定性および再現性を改善すること、および（４）高いレベルの連続的かつ一貫した動作を要求する工業環境で使用される際に、デバイスの再現性を減少させるアーク放電および放電不安定性を回避すること、の１つまたは複数を達成しようとする。
【発明の概要】
【００１３】
本発明の第１の態様によると、添付の特許請求の範囲の請求項１において定義されたＸ線源が提供される。かくして、軟Ｘ線を生成するためのＸ線源が提供され、このＸ線源は、支持構造によって支持された電子放出構造を有する陰極であって、電子放出構造は、支持構造によって囲まれた領域内でＸ線に対し少なくとも部分的に透過性である、陰極と、陰極の電子放出構造に平行なＸ線放出表面を有する陽極と、陽極と陰極との間に配置された電気絶縁スペーサとを備え、陰極の電子放出構造および陽極のＸ線放出表面は、使用中に、電子放出構造が、電子によって陽極に衝撃を与えてＸ線をＸ線放出表面から放出させて陰極を通り抜けさせるように動作可能であるように、配置され、絶縁スペーサは、陽極と陰極の支持構造との間に配置され、陽極の一部にわたり前記領域へと支持構造よりも長く突出する。
【００１４】
上で使用されている「支持構造によって境界を限られた領域」という表現は本明細書において、支持構造が問題の領域の２つの対向辺上にのみ存在する配置だけでなく、支持構造が問題の領域を実質的または完全に取り囲む配置をも含むように、広く解釈されるべきである。
【００１５】
陽極の一部にわたり上記領域へと陰極支持構造よりも長く突出する絶縁スペーサのおかげで、これは、電場強度がそうでなければ大幅に上昇し得る陰極および陽極の近傍の場所の形成を回避するか、または少なくとも緩和する。実際、絶縁スペーサは、陽極および陰極の近傍の電場分布を「滑らかにする」。これは、陰極電極と陽極電極との間の絶縁破壊の確率を減少させることにより、電極間のアーク放電の尤度を減少させ、電極の腐食の発生を減少させる。結果として、これは、Ｘ線発生器システムの動作寿命を増大させ、これが高められたパワーレベルでの連続的かつ一貫した動作のためにより使用可能であるようにし、これがＸ線エミッタヘッドの大きな断面にわたってより均一な放電を与えることが可能であるようにし、デバイスの全体的な安定性、確実性、および再現性を改善する。
【００１６】
現在の好ましい実施形態において、絶縁スペーサが陰極支持構造を超えて上記領域へ突出する距離は、約１５ｍｍである。これは、最適な結果を与えることが見出されている。
【００１７】
好ましくは、絶縁スペーサによってカバーされていないＸ線放出表面の幅は、約３ｃｍ〜約１０ｃｍの範囲である。
【００１８】
好ましくは、絶縁スペーサの厚さは、約２ｍｍである。
【００１９】
好ましくは、絶縁スペーサは、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）のようなセラミック材料で作られる。しかし、他の絶縁材料（特に、他のセラミックス）が代わりに使用されてもよい。
【００２０】
好ましくは、陰極の電子放出構造は、グリッドまたはメッシュ構造を有する。特に好ましくは、グリッドまたはメッシュ構造の幾何学的透過度は、約７０％〜８０％である。
【００２１】
好ましくは、Ｘ線源は、陽極から陰極の反対側にＸ線透過窓をさらに備え、該窓は、該窓と陽極との間のチャンバを画定する。現在の好ましい実施形態において、このチャンバは、亜大気圧（sub-atmospheric pressure）のガスを含む。ガスは、ヘリウムもしくは窒素のような不活性ガスであってもよいし、または空気であってもよい。好ましくは、水分また塵、等がチャンバに入るのを防止するために、ガス供給とチャンバとの間にモレキュラーシーブが提供される。また、チャンバと連通する真空ポンプも、チャンバ内の亜大気圧を達成および維持するために、提供され得る。
【００２２】
好ましくは、Ｘ線透過窓は、カプトン（商標）（ＲＴＭ）を備える。これは、カプトン（商標）（ＲＴＭ）が有利な性質（Ｘ線に曝された場合に、他の材料は壊れ得るかまたは経時的に脆化し得るのに対し、より強くなることを含む）を有することが見出されているからである。
【００２３】
特に好ましくは、窓は、導電性材料で形成されるか、または、導電性材料で形成されたコーティングをさらに備える。これは、窓が陰極の電子放出構造と同一の電位に保たれることを可能にすることにより、陰極からの荷電粒子が、窓に向けて加速させられてこれを損傷することを防止する。したがって、窓は有利に、陰極の電子放出構造に電気的に接続され得る。
【００２４】
好ましくは、陽極は、少なくとも数ミリメートルの厚さの金属ブロックで形成される。
【００２５】
好ましくは、陽極は、陽極と熱連通する１つまたは複数の冷却管のような冷却手段をさらに備える。
【００２６】
好ましくは、陰極の電子放出構造は、少なくとも部分的に銅で形成される。好ましくは、陽極もまた、少なくとも部分的に銅で形成される。たとえば、バルク銅、または銅でコーティングされた鉄で形成され得る。銅は陰極および陽極のための、現在のところ本願の好ましい材料であるが、１０〜１２ｋｅＶを下回るスペクトルレンジにおける特性放出輝線を有することを条件として、他の材料を代わりに使用してもよい。
【００２７】
Ｘ線源は、陽極に電気的に接続された電力供給ケーブルをさらに備え得る。
【００２８】
好ましくは、Ｘ線源は、電力供給ケーブルの電波インピーダンスを陽極の電波インピーダンスと一致させるように構成された隔離材料をさらに備える。これは有利に、エミッタヘッドに印加される電圧パルスの反射を減少させる。
【００２９】
好ましくは、陰極の電子放出構造は、接地電位にある。
【００３０】
好ましくは、陰極の電子放出構造は、陰極支持構造に電気的に接続され、電子放出構造および陰極支持構造が共通の電位に保たれることを可能にする。
【００３１】
好ましくは、陰極支持構造は、Ｘ線源のためのハウジング構造と、接続されるか、または一体形成される。ハウジング構造は、陽極の少なくとも一部の周囲に配置され得る。
【００３２】
好ましくは、絶縁スペーサは、ハウジング構造と陽極との間に延伸する。
【００３３】
好ましくは、Ｘ線源は、陽極と陰極との間に電圧を発生させるための手段をさらに備える。
【００３４】
特に好ましくは、電圧を発生させるための手段は、誘導エネルギー貯蔵手段を備える。このような配置により、電流が上昇することが、インダクタでの電圧の上昇を結果として生じ、かくして、Ｘ線発生器内で作り出され得るいずれのスパークに印加される電圧をも効果的に減少させ、自己ダンピングリミッタとして効果的に機能する。これはさらに、Ｘ線デバイスの動作の安定性および寿命を改善する。
【００３５】
好ましくは、電圧を発生させるための手段は、陽極に高電圧短持続時間パルスを供給するように構成される。
【００３６】
好ましくは、Ｘ線源は、５ｋｅＶ〜２０ｋｅＶの範囲の量子エネルギーを有するＸ線を放出するように構成されるが、このエネルギーは、特定の用途によって必要とされる場合に増大させられてもよい。
【００３７】
本発明の第２の態様によると、本発明の第１の態様に係るＸ線源を備える滅菌装置が提供される。
【００３８】
本発明の第３の態様によると、本発明の第２の態様に係る滅菌装置を備える、生産ライン、または製造もしくは包装設備が提供される。
【００３９】
本発明の第４の態様によると、物品を滅菌する方法が提供され、この方法は、本発明の第１の態様に係るＸ線源を使用したＸ線放射により前記物品を照射することを備える。
【００４０】
照射される物品は、たとえば、医用物品、医薬製品、食料もしくは飲料製品のための包装材料、プラスチックフィルム、血液サンプル、または食料品もしくは飲料品であり得る。
【００４１】
本発明の第５の態様によると、Ｘ線源のための出力結合窓が提供され、該窓は、少なくとも部分的にＸ線透過性の材料を備え、該窓は、導電性材料で形成されるか、または、導電性材料で形成されたコーティングをさらに備える。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
ここで、図面を参照して、本発明の実施形態を単なる例として説明する。
【００４３】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るＸ線発生器の概略断面図である。
【図２】図２は、Ｘ線発生器のカプトン（商標）窓についてのＸ線透過データを示す図である（プロットされているデータはカプトン（商標）ポリイミドフィルム７５μｍ厚に関するＸ線透過データである）。
【図３】図３は、（密度１ｇｃｍ−３の）典型的なプラスチック包装材料のための質量エネルギー吸収係数対光子エネルギーのグラフである。
【図４】図４は、光子エネルギーの関数としての線量効率のグラフである。
【図５】図５は、金属ターゲット上に衝突した電子ビームによるＸ線の発生を示す図である。
【図６ａ】図６ａは、理論上の制動放射スペクトルと実験に基づく制動放射スペクトルとの比較を提供する図である。
【図６ｂ】図６ｂは、理論上の制動放射スペクトルと実験に基づく制動放射スペクトルとの比較を提供する図である。
【図６ｃ】図６ｃは、理論上の制動放射スペクトルと実験に基づく制動放射スペクトルとの比較を提供する図である。
【図７】図７は、ＣｕＫα特性放射の強度を示すグラフである。
【図８】図８は、プラスチックフィルムがＸ線によって滅菌される生産ライン装置の概略図である。
【図９】図９は、プラスチックフィルムに沿った特定の線量率分布を示すグラフである。
【図１０】図１０は、異なる距離および電圧について計算された銅陽極Ｘ線源のための線量面積の積分のための代表データを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
本実施形態は、出願人が知っている最良の発明実現手法を表す。しかしながら、これらは、これが達成され得る唯一の手法ではない。
【００４５】
現在の好ましい実施形態の概要
図１は、プラスチックの医用物品のような製品の滅菌のための、誘導エネルギー貯蔵部を有するガス封入フラッシュＸ線管を備えるＸ線発生器１２を示す。Ｘ線管のエミッタヘッド１３は、高透過性の金属のグリッドまたはメッシュで作られた冷陰極１と、高電圧短持続時間パルスによってエネルギーを与えられる塊状の金属で作られた陽極２とを備える。グリッド陰極１によって放出された電子は、金属陽極２に衝突し、陽極２の放出表面１４から特性および制動放射のＸ線放射を発生させる。Ｘ線放射は、陰極グリッド１を通り抜け、滅菌されるべき物品を照射する。
【００４６】
電気絶縁（好ましくはセラミック）スペーサ４は、パルス化された電力の印加において陽極陰極放電ギャップの短絡またはアーク放電を回避するための手段を提供することにより、動作寿命を増加させることおよびより安定的で再現可能な動作を達成しながら、そのうえ広い面積にわたってＸ線ビームを発生させるための状態を作り出す。
【００４７】
さらに、現在の好ましい実施形態では、容量エネルギー貯蔵部ではなく誘導エネルギー貯蔵部に基づいた電源が使用される。
【００４８】
図１における図が正確な縮尺ではないことに注意すべきである。さらに、この図に含まれる測定値は、現在の好ましい実施形態にのみ関連し、例示にすぎず、別の実施形態では構成特徴は異なる測定値を有し得る。図１の左側の構成要素領域は、大部分が右の構成要素領域と類似したものであり、各々の構成要素は、明確にするために一度しか付番されていない。
【００４９】
Ｘ線発生器の詳細な説明
図１は、本発明の現在の好ましい実施形態に係るＸ線発生器１２を示す。均一なＸ線ビームが、点源からよりもむしろ、広い断面積を有する照射器から発生させられる。エミッタヘッド１３の幅広い形状および寸法が可能である。たとえばこれは、照射されるターゲットの形状により規定される要件に応じて、長くて薄くてもよく（たとえば、図１の平面に直角な一様な断面とともに延伸する）、円形もしくは正方形でもよく、または任意の他の形状であってもよい。
【００５０】
図示されているように、Ｘ線発生器１２の電極システムは、陰極１および陽極２を備える。陰極１は、グリッドまたはメッシュの電子放出構造を有する（以下においてより詳細に説明されるように、良好な熱伝導率および電気伝導率を有する複数の異なる金属が使用され得る）。陰極１は、Ｘ線が構造を比較的自由に貫通し得るように成形および構成される。現在の好ましい実施形態では、陰極１のメッシュは、約７０％〜８０％の幾何学的透過度を有する（この範囲を下回ると、メッシュはあまり効率的に働かずにＸ線へのエネルギー収量変換を低下させる。一方で、この範囲を上回ると、メッシュは、非常に脆弱になり、壊れ得る）。
【００５１】
陽極２は、少なくとも数ミリメートルの厚さの金属ブロックで作られる。このことは、陽極２の冷却や、冷却管６を介した熱の除去を促進する可能性を提供する。このことは、現実の動作環境におけるデバイスの安定的かつ連続的な動作のために重要である。金属ブロックは、熱交換を用いる幅広い冷却システムを使用して冷却され得る。たとえば、１リットル／秒のレートで動作する水ベースの冷却システムは、金属ブロックによって吸収された２００ｋＷの熱エネルギーを放散させるのに十分であろう。
【００５２】
電極１、２のための好ましい材料は銅であるが、これは、銅が強いＣｕＫ特性放射線を放出し、銅の第１の特性Ｋ放出輝線がＸ線スペクトルの低エネルギー（８ｋｅＶ）部分にある、という事実に起因する。しかしながら、電極１、２を他の材料または導電材料から作ることが可能であり、これらの表面は、バルク銅と同様の放出性質を提供するように薄い銅の層によってカバーされ得る。電極１、２が異なる材料で構成されている場合に生じ得る、スパッタリングのケースでの表面構成物の変化に起因する放出スペクトルの性質の結果的な変化を回避するために、陰極１および陽極２の両方が同様の材料からなるかまたは同様の材料によってカバーされたこれらの表面を有することが好ましい。銅は電極１、２のための本願の現在の好ましい材料であるが、１０〜１２ｋｅＶを下回るスペクトルレンジにおける特性放出輝線を有することを条件として、他の材料が代わりに使用されてもよい。
【００５３】
陰極１と陽極２との間の間隙は、亜大気圧（低圧または中圧）のガスで満たされる。これは、ヘリウムまたは窒素といった、特に選択された不活性ガスでもよく、あるいは普通の空気がデバイスを満たすために使用されてもよい。デバイス内部のガス圧は、開口９を通じてデバイスに接続された外部真空ポンプによって制御され得る。ガスを満たすために、容器の反対側の側面からの開口が使用され、これは、弁１１によって制御されたガス漏れを提供する。水分、塵、等が照射器に入らないことを保証するために、モレキュラーシーブ１０が弁の後に配置される。
【００５４】
実用試作機は、５ｍｂａｒの圧力の空気における放電を使用して成功裏に実証されている。しかしながら、上述されているように、他のガスが使用されてもよく、これは、実施形態が異なる圧力で動作することを可能にさせるであろう。
【００５５】
システムの別の重要な部分は、出力結合窓３である。出力結合窓３は、上述されたガスが含まれる、陽極２と窓３との間のチャンバを形成するとともに、陰極１を密封する。現在の好ましい実施形態において、この窓３は、ポリイミドフィルム、好ましくはカプトン（商標）で作られる。他の材料も使用され得るが、現在のところカプトン（商標）が出願人が見出した最善のものであり、これは、これが本願における特に魅力的ないくつかの特徴を実証するからであり、Ｘ線に被曝させられた場合に他の材料は壊れ得るかまたは経時的に脆化し得る一方でこれはより強くなるからである。理想的には、窓３は、いくつかの要件を満たすべきである。すなわち、窓３は、圧力差に耐えるべきであり、壊れてはならず、低いＸ線吸収損失を有するべきであり（図２における透過データを参照）、強烈なＸ線照射の影響下でその強度および透過度を失うべきではない。カプトン（商標）の材料性質および透過特性と同様のまたはより良好な材料性質および透過特性を有することを条件として、カプトン（商標）以外の材料を出力結合窓３のために使用され得るが、現時点でこのような材料は何も見つかっていない。
【００５６】
窓３が好ましくは導電性材料で形成されるか、または、窓３の内側の表面が導電性材料の薄い層によってカバーされ得る。たとえば、グラファイトのような導電材料の層が、窓３の内側の表面上に堆積させられ得る。しかしながら、本願の現在の好ましい実施形態では、市販の導電性ポリイミドフィルムであるカプトン（商標）ＲＳが、窓３を形成するために使用される。カプトン（商標）ＲＳは、導電カーボンを加えたポリイミドフィルムを備える。窓３を導電性にすることにより、窓３が陰極１のグリッドまたはメッシュと同一の電位に保たれることを可能となり、これによって、電場が陰極のグリッド／メッシュのセル間を出力結合窓３の方向へ「自由に動く」ことを防止する（「自由に動く」ことは、窓３に向かう加速された電子の一定の流れを生じ、窓材料をスパッタリングし、窓材料を損傷させることになるであろう）。
【００５７】
陰極１は、接地電位に保たれた金属支持構造１５上に据え付けられ、金属支持構造１５に電気的に接続される。かくして、陰極１は同様の電位を有する。陰極支持構造１５は、陽極２の少なくとも一部が据え付けられたハウジング構造５に接続されるか、またはハウジング構造５と一体形成される。陰極支持構造１５（およびハウジング構造５の残り）は、絶縁スペーサ４によって陽極２から電気的に隔離される。出力結合窓３がまた、陰極１にわたりハウジング構造５上に据え付けられる。現在の好ましい実施形態におけるように出力結合窓３が導電性である場合には、出力結合窓３は、窓３が陰極１と同一の電位であるように、ハウジング構造５および陰極支持構造１５に電気的に接続される。
【００５８】
陰極支持構造１５および／またはハウジング構造５は、ステンレス鋼または任意の他の適切な材料で形成され得る。
【００５９】
高電圧パルスが、電源により高電圧ケーブル７を介して照射器に供給される。電源は好ましくは、誘導エネルギー貯蔵部を有する高電圧発生器である。後者は、安定したデバイス動作のために重要であり、この理由は以下に説明される。
【００６０】
電力ケーブル７の電波インピーダンスをエミッタヘッド１３の電波インピーダンスと一致させる隔離材料８のバルク部分が、エミッタヘッド１３に印加される電圧パルスの反射を減じる、変圧器としての役割を効果的に果たす。
【００６１】
絶縁（たとえば、セラミック）スペーサ
以下に説明される現在の好ましい実施形態では、絶縁スペーサ４はセラミック材料（たとえば、アルミナ）で作られるが、別の実施形態では、これは代わりに他の絶縁材料で作られ得る。
【００６２】
セラミックスペーサ４は、陽極のエミッタ表面１４を陰極支持構造１５および金属ハウジング５から絶縁する役割を果たすと同時に、エミッタの動作の安定性を改善する。安定性のこの改善を達成するために、出願人は、セラミックスペーサ４によって提供される開口を、ハウジングの陰極支持部分１５によって提供される開口よりわずかに小さくすることにより、エミッタ表面１４のサイズを減じている。図１に示された例において、この差は、陽極２の表面にわたり突出する追加のセラミック材料の１５ｍｍである。セラミックスペーサ４が陽極２にわたり突出するこの距離については、１５ｍｍより短い距離がテストされたが、不満足な結果に終わった。１５ｍｍより長い距離は、効果的な動作を結果として生じるであろうが、Ｘ線放出の面積を、それゆえに収量を、減じるであろう。かくして、現在の好ましい実施形態では、セラミックスペーサ４が陽極２にわたり突出する距離は、約１５ｍｍである。
【００６３】
このセラミックスペーサ４を有することにより、出願人は、電場強度が大幅に上昇し得る陰極および陽極電極１、２の近傍の場所の形成を回避する。現実に、セラミックスペーサ４は、電極１、２の近傍の電場分布を「滑らかにする」。電場強度が大幅に上昇し得る場所を有する、当分野で公知のＸ線源では、電極間の短絡絶縁破壊が起こって電荷のアーク放電およびＸ線発生の途絶を結果として生じる可能性が大いにある。その結果、電極の腐食およびこれに続くデバイスの内側面の劣化が起こるであろう。
【００６４】
図示されているように、絶縁セラミックスペーサ４は好ましくは、また、陽極２の表面にわたり突出するだけでなく、ハウジング構造５と陽極２の側面との間を下方に延伸する。かくして、ハウジング構造５が、陽極２から電気的に隔離される。
【００６５】
セラミックスペーサ４の厚さは好ましくは、図示のごとく約３ｍｍである。セラミックスペーサ４は好ましくは、陽極２の上面と接触し、陰極支持構造１５の下面およびハウジング５の少なくとも一部の内面と接触するように、嵌合させられる。
【００６６】
セラミックスペーサ４の対向するエッジ間で露出させられる陽極２のＸ線放出表面１４の幅は、好ましくは約３ｃｍ〜約１０ｃｍの範囲である。露出されたＸ線放出表面１４から生成されたＸ線ビームは、均一であり、良好に方向づけられる。
【００６７】
上述されているように、現在の好ましい実施形態のスペーサ４はセラミック材料（たとえば、アルミナ）で作られるが、別の実施形態では、他の絶縁材料が代わりに使用され得る。
【００６８】
出願人の経験によれば、電極のレギュラーな設計のケースでは、保護絶縁スペーサ４（必ずしもセラミックではない）がない場合、１０，０００パルスごとに放電不安定性に起因するスパークが起こり得る。数ｋＷより高い電力レベルでは、熱的により安定した材料が使用されるであろうが、テフロン（登録商標）は電荷を隔離しすぎるので、こういった材料は使用されない。本願のデバイスが最大２０ｋＨｚの繰り返し率で動作し得ることを考慮すると、これは事実上、これらの保護手段がないデバイスは、短期間の科学研究には適するかもしれないが、ルーチンの産業上の動作には全く適合しないであろう、ということを意味するであろう。
【００６９】
しかしながら、保護絶縁スペーサ４は、本願のＸ線発生器が製造または包装設備における生産ラインのような長期間の連続的な動作で用いられることを可能にする。
【００７０】
本願のシステムの別の重要な特徴は、２つの保護手段の組み合わせである。１つは、上述された特別に成形されたセラミックスペーサ４であり、もう１つは、容量エネルギー貯蔵部ではなく誘導エネルギー貯蔵部に基づいた電源の使用である。ここで、以下の効果に起因して違いが生じる。
【００７１】
容量貯蔵デバイスでは、偶発的な破壊が起こった場合、これは、決して電源自体によって影響を及ぼされはしないが、電極およびデバイス自体の表面を損傷するであろう最も悪化した電気スパークを生じ得る。しかしながら、誘導エネルギー貯蔵電源を用いることにより、電流の上昇が、インダクタにおける電圧の上昇を結果として生じ、かくして、スパークに印加される電圧を効果的に減じることとなる。現実にこれは、自己ダンピングリミッタとして機能する。セラミックプロテクタ４と共に、これは、デバイスの動作の安定性および寿命を大幅に改善する。
【００７２】
また、本システムからの副次的であるが有益な副産物、すなわち、陰極１と陽極２との間のチャンバ内のＵＶ放射の発生があり、これは、Ｘ線デバイス内の安定的で滅菌された環境を保証する。
【００７３】
例示的な仕様による図１の装置における構成要素の概要
１．約７０〜８０％の幾何学的透過度を有する陰極グリッド（好ましくは銅）
２．陽極（好ましくは銅、または銅によってカバーされた鉄）
３．出力窓（たとえば、カプトン（商標）２００ＲＳ１００）
４．絶縁スペーサ（たとえば、アルミナセラミック）
５．接地電位のハウジング（たとえば、ステンレス鋼）
６．冷却管（適切な冷却液は、たとえば、変圧器油またはシリコーン油である）
７．高電圧ケーブル
８．ケーブルの電波インピーダンスをエミッタヘッドと一致させる隔離
９．ガス（たとえば、３〜１０ｍｂａｒの乾燥した空気または窒素）をポンピングするためのポート
１０．モレキュラーシーブを有するカートリッジ（たとえば、Ｘ１３）
１１．調節漏れ弁
１２．Ｘ線発生器
１３．エミッタヘッド
１４．エミッタ表面
１５．陰極支持構造（たとえば、ステンレス鋼）
【００７４】
グレンツ線領域における軟Ｘ線
以下のセクションは、上述された実施形態によって発生させられる軟Ｘ線および滅菌用途におけるこれらの使用についてのさらなる詳細を提供する。
【００７５】
有機物質の滅菌に対する本願のアプローチにおける本旨は、Ｃｏ６０を使用する高エネルギーガンマ滅菌ではなく、主として５〜２０ｋｅＶの間隔の量子エネルギーを有する軟Ｘ線の使用にある。このアプローチの可能な利点および欠点が図３から理解され得、図３には、（密度１ｇｃｍ−３の）包装に使用される典型的なプラスチックの質量エネルギー吸収係数が、質量減衰係数と共に提示されている。グラフにおいて、上の線は、質量減衰係数であり、下の線は、質量エネルギー吸収係数である。
【００７６】
グラフにおいて、出願人は、２つの異なるエネルギー領域を明示的に示している。１つの領域は、Ｃｏ６０によって生成される高エネルギーガンマ線（「硬」Ｘ線）に対応し、約１ＭｅＶのところに位置する。一方で、（グレンツ線領域とも呼ばれる）もう１つの領域は、５〜２０ｋｅＶ以内に限られ、「軟」Ｘ線に対応する。グレンツ線領域の下限は、５ｋｅＶ未満のエネルギーの小さな光子のレンジ（＜１ｍｍ）に起因する。より小さなエネルギーを有する光子は、真空窓における強い吸収に起因して従来のＸ線管を抜け出ることができない。グレンツ線領域の上限は、Ｘ線が物質と相互作用するメカニズムの変化により決定される。２０ｋｅＶ未満のエネルギーでは、光子は主として光電吸収により物質と相互作用する一方で、散乱は重要でない役割を果たす。より高いエネルギーでは、メカニズムは、コンプトン散乱へと変化する一方で、光電吸収は重要でない。
【００７７】
滅菌の効力を決定する主なパラメータは、線量である。線量は、物質の単位質量によって吸収されるＸ線のエネルギーである。異なるエネルギーを有するＸ線によって生成される線量を比較することが有益である。エネルギーＥを有する光子のフラックスＦ［ｐｈ  ｃｍ−２ｓ−１］によって生成される線量率は、積、
【数１】
2016517129.tif 000003
と等しい。出願人が異なるエネルギーを有する光子の等しいフラックスを発生させると仮定する。すると、異なるエネルギーＥｌｏｗおよびＥｈｉｇｈを有する光子は、積、
【数２】
2016517129.tif 000004
および
【数３】
2016517129.tif 000005
が等しい場合、同一の「線量効率」を有するであろう。δ対光子エネルギーについてのデータが図４に示されている。
【００７８】
驚くことに、低エネルギーおよび高エネルギー（「軟」および「硬」Ｘ線）領域間の線量効率における鏡のような対応が存在する。たとえば、８ｋｅＶの量子エネルギーを有する光子は、１ＭｅＶのエネルギーを有する光子とまさに同一の線量効率を有する。５０ｋｅＶに近いエネルギーを有する光子が滅菌の目的に有用でないことに注意することは興味深い。これは、図４に示されているように、このエネルギー領域における線量効率曲線上の深いくぼみに起因する。
【００７９】
かくして、出願人は、１０ｋｅＶ付近のグレンツ線領域におけるＸ線は、より高いエネルギーの１ＭｅＶの光子と同一の線量効率を有する、という結論に至った。低エネルギーＸ線による滅菌の利点は、低エネルギーＸ線と高エネルギーＸ線とによって同一の線量を生成するために必要とされるエネルギーを比較すると、より明確になる。
【００８０】
８ｋｅＶおよび１０００ｋｅＶのエネルギーのための線量効率が等しいので、同一の線量率を生成するために光子フラックスも等しくなければならない。これは、低エネルギーＸ線の必要電力Ｐ＝ＥｌｏｗＦが、高エネルギーガンマ放射のパワーのちょうど８／１０００を備えることを意味する。出願人は、０．８％の効率（入力電力に対するＸ線の出力パワーの比）で低エネルギーＸ線を発生させるものと仮定する。
【００８１】
すると、１ＭｅＶガンマ線が１００％の効率で発生させられたとすると、これらによるのと同一の滅菌効果が達成されるであろう。
【００８２】
しかしながら、低エネルギーＸ線による滅菌は、潜在的な欠点を有する。低エネルギー光子のレンジは比較的小さく、グレンツ線領域ではプラスチックおよび水中で約１〜２０ｍｍである。プラスチックによると、いくつかの層が存在し得、グレンツ線領域におけるＸ線の貫通の全レンジは、照射されている構造が密なプラスチックではなく（たとえば、発泡樹脂製品、管材料、またはシリンジにおけるように）空気を含む場合、２０ｍｍを超え得る、ということに注意すべきである。当然のことながら、大気空気中の光子レンジは、グレンツ線領域の下方境界においてさえ、空気の非常に小さい密度に起因して、１メートルより長い。医用デバイス、プラスチック包装または血液サンプル、レタスおよびハンバーガーといった薄くて低密度の材料の低エネルギーＸ線滅菌に対する自然なニッチが存在するということになる。
【００８３】
キロ電子ボルト（ｋｅＶ）電子によるＸ線発生
このセクションにおいて、出願人は、金属ターゲットに衝突した電子ビームによるＸ線発生のモデルを説明し、理論上の結果を利用可能な実験データに照らして検証する。最も重要な実際的結果は、ターゲットからのさまざまな距離での線量率の計算であり、これは、上述したＸ線発生器の実施形態の実現を構成する際に使用され得る。これはまた、他の滅菌処理と比較して、放射滅菌における本願の照射スキームの直接的な利点を示す。
【００８４】
定義により、単位立体角および単位エネルギー間隔内で単位時間間隔中に放出されるＸ線光子の数は、以下の通りである。
【００８５】
【数４】
2016517129.tif 000006
【００８６】
ここで、
【数５】
2016517129.tif 000007
は、上で紹介された輸送方程式の解から見出された電子のスペクトル密度であり、
【数６】
2016517129.tif 000008
は、光子エネルギーおよび放出の角度における原子場の制動放射断面の微分である［１］。
【００８７】
図５に示されているように、金属ターゲット上に直角に衝突する電子ビームを考慮する。単位エネルギーおよび立体角間隔内でターゲットの単位面積から射出角θの方向に放出される光子の数、スペクトル輝度は、以下の関係によって与えられる。
【００８８】
【数７】
2016517129.tif 000009
ここで、μ（Ｅ）は、ターゲット金属のＸ線減衰係数である。
【００８９】
最後に、観察点、
【数８】
2016517129.tif 000010
で、延伸させられたＸ線源によって生成される線量率分布、
【数９】
2016517129.tif 000011
は、以下の通りである。
【００９０】
【数１０】
2016517129.tif 000012
ここで、積分が、源が観察点から見られる立体角に対し得られ、Ｌは、観察点と源における表面積との間の距離である。
【００９１】
理論上のモデルの実験データとの比較
Ｘ線スペクトル輝度、
【数１１】
2016517129.tif 000013
が、関係（２）の使用により計算された。計算の結果は、利用可能な実験データ［２］〜［４］との比較において図６ａ〜図６ｃに提示されている。図６ａ〜図６ｃにおいて使用されたパラメータは、以下のとおりである。
【００９２】
図６ａ：Ｅｂｅａｍ＝１５ｋｅＶ、直角入射、射出角＝４０°
図６ｂ：Ｅｂｅａｍ＝２０ｋｅＶ、直角入射、射出角＝４０°
図６ｃ：Ｅｂｅａｍ＝２０ｋｅＶ、直角入射、射出角＝４０°
【００９３】
計算されたデータと測定されたデータとの間の差異が実験誤差より小さいことが理解される。理論曲線は、異なる著者のデータのちょうど中間に位置する。
【００９４】
特性Ｋ放射の強度が実験断面の使用により計算された［５］。計算の結果が図７に提示されている。
【００９５】
実験との良好な一致もまた存在する［６］。かくして、本願の過程で作り出されたモデルは、金属ターゲットにおけるキロ電子ボルトの電子ビームの停止によって発生させられるＸ線の信頼度の高いスペクトルを与え、Ｘ線滅菌源の技術設計のために使用され得る。
【００９６】
実際的な例−延伸させたＸ線源を使用したプラスチックアイテムの滅菌
【００９７】
Ｘ線滅菌システムの概略例が図８に示される。滅菌される物品（このケースではプラスチックフィルム２２）が、銅陽極を有する矩形のＸ線源を備えるＸ線照射器２０の下を速度Ｕで（ローラー２１および２３により）動かされる。この例の目的のために、出願人は、Ｘ線源の幅を１ｃｍとし、その長さを５０ｃｍとする。照射ユニット２０とプラスチックフィルム２２との間の距離は、ｈによって表される。座標軸ｘはフィルムに沿って方向づけられる。
【００９８】
線量率は、式（３）を使用して計算され得る。６０ｋＶで動作する源の特定のケースにおける、異なる距離ｈでの特定の線量率分布が、図９に提示されている。グラフは、長さ５０ｃｍ、幅１ｃｍ、速度６０ｋＶを有する矩形の源および銅陽極における線量率分布に基づいている。「ｈ」は、陽極までの距離を表す。グラフにおいて、一番上の線はｈ＝０．５ｃｍの場合であり、中間の線はｈ＝１．０ｃｍの場合であり、一番下の線はｈ＝２．０ｃｍの場合である。
【００９９】
図９におけるグラフは、１ｍＡｃｍ−２の電流密度を有する電子ビームによって駆動されるＸ線源により、滅菌される物品が１秒間に受け取る線量を提示する。ピーク線量率が、Ｘ線源の非常に少量のパラメータにより１ｋＧｙｓ−１までの非常に高い値を達成する、ということに注意することが重要である。
【０１００】
本願のアプローチを示すために、出願人は、照射面積の通過中に平面のプラスチックサンプルへと与えられる線量の計算を提示する。照射面積の通過中に物品によって受け取られる線量の計算は、以下の関係の使用によりなされる。
【０１０１】
【数１２】
2016517129.tif 000014
ここで、Ｊは、電子ビームの電流密度であり、Ｕは、コンベアベルトの速度であり、線量面積の積分、
【数１３】
2016517129.tif 000015
が、対象物の長さに対し得られる。異なる距離および電圧のために計算された線量面積の積分のための代表データが図１０に提示される。
【０１０２】
滅菌される物品の単位表面積の滅菌に必要とされる電気エネルギーＷは、以下の関係によって与えられる。
【数１４】
2016517129.tif 000016
【０１０３】
ここで、Ｅｂｅａｍは、ｋｅＶにおける電子ビームエネルギーであり、Ｄｏｓａｇｅｔｈ＝２５００Ｇｙは、バイオバーデンのｌｏｇ６の減少のために必要とされる最小線量であり、線量面積の積は、Ｇｙｃｍ２ｍＡ−１ｓ−１におけるものである。Ｘ線源が６０ｋＶで動作し、源と対象物との分離が２ｃｍであると仮定する。すると、図１０におけるデータから、以下のごとく、必要とされるエネルギーは、
【数１５】
2016517129.tif 000017
である。
【０１０４】
参考文献
［１］Ｌ．Ｋｉｓｓｅｌ，Ｃ．Ａ．Ｑｕａｒｌｅｓ，Ｒ．Ｈ．Ｐｒａｔｔ．Ｓｈａｐｅ  ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ  ｆｏｒ  ａｔｏｍｉｃ−ｆｉｅｌｄ  ｂｒｅｍｓｓｔｒａｈｌｕｎｇ  ｆｒｏｍ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ  ｏｆ  ｋｉｎｅｔｉｃ  ｅｎｅｒｇｙ  １−５００  ｋｅＶ  ｏｎ  ｓｅｌｅｃｔｅｄ  ｎｅｕｔｒａｌ  ａｔｏｍｓ  １＜Ｚ＜９２．Ａｔｏｍｉｃ  ｄａｔａ  ａｎｄ  ｎｕｃｌｅａｒ  ｄａｔａ  ｔａｂｌｅｓ  ２８，３８１−４６０ｎ（１９８３）
［２］Ｚ．Ｊ．Ｄｉｎｇ，Ｒ．Ｓｈｉｍｉｚｕ，Ｋ．Ｏｂｏｒｉ．Ｍｏｎｔｅ  Ｃａｒｌｏ  ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｘ−ｒａｙ  ｓｐｅｃｔｒａ  ｉｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｐｒｏｂｅ  ｍｉｃｒｏａｎａｌｙｓｉｓ：Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ  ｏｆ  ｃｏｎｔｉｎｕｕｍ  ｗｉｔｈ  ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．７６，７１８０−７１８７（１９９４）
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［４］Ｅ．Ａｃｏｓｔａ，Ｘ．Ｌｌｏｖｅｔ，Ｅ．Ｃｏｌｅｏｎｉ  ｅｔ．ａｌ．Ｍｏｎｔｅ  Ｃａｒｌｏ  ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｘ−ｒａｙ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｂｙ  ｋｉｌｏｖｏｌｔ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂｏｍｂａｒｄｍｅｎｔ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．８３，６０３８−６０４９（１９９８）
［５］Ｘ．Ｌｌｏｖｅｔ，Ｃ．Ｍｅｒｌｅｔ，Ｆ．Ｓａｌｖａｔ．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ  ｏｆ  Ｋ−ｓｈｅｌｌ  ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｃｒｏｓｓ−ｓｅｃｔｉｏｎｓ  ｏｆ  Ｃｒ，Ｎｉ  ａｎｄ  Ｃｕ  ｂｙ  ｉｍｐａｃｔ  ｏｆ  ６．５−４０  ｋｅＶ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ．Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｂ：Ａｔ．Ｍｏｌ．Ｏｐｔ．Ｐｈｙｓ．３７６１−３７７２（２０００）
［６］Ｖ．Ｍｅｔｃｈｎｉｋ，Ｓ．Ｇ．Ｔｏｍｌｉｎ．Ｏｎ  ｔｈｅ  ａｂｓｏｌｕｔｅ  ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  ｏｆ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ．Ｐｒｏｃ．Ｐｈｙｓ．Ｓｏｃ．８１，９５６−９６４（１９６３）
【図１】
2016517129.tif 000018
【図２】
2016517129.tif 000019
【図３】
2016517129.tif 000020
【図４】
2016517129.tif 000021
【図５】
2016517129.tif 000022
【図６ａ】
2016517129.tif 000023
【図６ｂ】
2016517129.tif 000024
【図６ｃ】
2016517129.tif 000025
【図７】
2016517129.tif 000026
【図８】
2016517129.tif 000027
【図９】
2016517129.tif 000028
【図１０】
2016517129.tif 000029
【国際調査報告】
2016517129.tif 000030
2016517129.tif 000031
2016517129.tif 000032
2016517129.tif 000033
2016517129.tif 000034