(57)【要約】  Ｘ線装置のためのＭＢＦＥＸ管（１）は、真空管（２０）中に、冷却フィンガーとして設計され、真空管中に固定配置されるアノード（３０）と、複数の固定配置されたカソード（４０、４１、４２）とを備え、この真空管（２０）は、複数のカソード供給ライン（５０）と、わずか２つの高電圧ブッシング（５１、５２）とを備え、高電圧ブッシング（５２）中に冷却剤管（３１）は、内部冷却剤内管（３２）によって貫通され、冷却剤管（３１）及び冷却剤内管（３２）は、アノード（３０）を液体冷却剤によって冷却するために提供され、カソード（４０、４１、４２）は、電子の電界放出のために提供され、各事例においてＸ線源（Ｑ）を生成するために前記アノード（３０）に向けて指向される。
2020533767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線装置のためのＭＢＦＥＸ管（１）であって、
真空管（２０）中に、
冷却フィンガーとして設計され、前記真空管中に固定配置されるアノード（３０）、及び
複数の固定配置されたカソード（４０、４１、４２）、
を備え、
前記真空管（２０）は複数のカソード供給ライン（５０）と、わずか２つの高電圧ブッシング（５１、５２）を含み、
前記高電圧ブッシング（５２）において冷却剤管（３１）は内部冷却剤内管（３２）によって貫通され、
前記冷却剤管（３１）及び前記冷却剤内管（３２）は前記アノード（３０）を液体冷却剤によって冷却するために提供され、
前記カソード（４０、４１、４２）は電子の電界放出のために提供され、各事例においてＸ線源（Ｑ）を生成するために前記アノード（３０）に向けて指向される、
前記ＭＢＦＥＸ管（１）。
【請求項２】
前記カソード供給ライン（５０）及び前記高電圧ブッシング（５１、５２）がロウに配置され、前記アノード（３０）を前記真空管（２０）上に対向して置かれていることを特徴とする、請求項１に記載のＭＢＦＥＸ管（１）。
【請求項３】
前記Ｘ線源（Ｑ）が前記アノード（３０）上でロウ配置に配置されることを特徴とする、請求項２に記載のＭＢＦＥＸ管（１）。
【請求項４】
前記Ｘ線源（Ｑ）が前記アノード（３０）の中心軸に対して傾斜する前記アノード（３０）の表面部分上に各位置していることを特徴とする、請求項３に記載のＭＢＦＥＸ管（１）。
【請求項５】
前記傾斜した表面部分が前記アノード（３０）の突出部によって形成されることを特徴とする、請求項４に記載のＭＢＦＥＸ管（１）。
【請求項６】
前記傾斜した表面部分が前記アノード（３０）中の接地部分によって形成されることを特徴とする、請求項４に記載のＭＢＦＥＸ管（１）。
【請求項７】
前記アノード（３０）の前記傾斜した表面部分はコーティングされることを特徴とする、請求項５または６に記載のＭＢＦＥＸ管（１）。
【請求項８】
前記カソード（４０、４１、４２）がナノロッドを含むことを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載のＭＢＦＥＸ管（１）。
【請求項９】
前記ナノロッドのうちの少なくともいくつかが単層もしくは多層カーボンナノチューブとして、または単層もしくは多層ヘテロ窒素カーボンナノチューブとして設計されることを特徴とする、請求項８に記載のＭＢＦＥＸ管（１）。
【請求項１０】
前記ナノロッドのうちの少なくともいくつかが希土類ホウ化物、金属酸化物、金属硫化物、窒化物、炭化物またはシリコンを含むことを特徴とする、請求項８または９に記載のＭＢＦＥＸ管（１）。
【請求項１１】
前記ナノロッドが２０μｍ未満の長さ、及び１０ｎｍ未満の直径を有することを特徴とし、前記カソード（４０、４１、４２）の表面積に関する密度は１ｃｍ2あたり少なくとも１０6ナノロッドである、請求項８から１０のいずれか１項に記載のＭＢＦＥＸ管（１）。
【請求項１２】
集束電極（７２）が前記カソード（４０、４１、４２）より上に位置している少なくとも１つの抽出グリッド（７１）と前記アノード（３０）との間に配置されることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか１項に記載のＭＢＦＥＸ管（１）。
【請求項１３】
前記集束電極（７２）が前記抽出グリッド（７１）から離れて接地することを特徴とする、請求項１２に記載のＭＢＦＥＸ管（１）。
【請求項１４】
前記集束電極（７２）及び／または前記抽出グリッド（７１）が鋼、特にステンレス鋼から製造されることを特徴とする、請求項１２または１３に記載のＭＢＦＥＸ管（１）。
【請求項１５】
前記抽出グリッド（７１）がグリッドストリップ（７７）によって互いに接続され、単一部品を形成する相互に平行なエッジストリップ（７８）を含む矩形形状を表すことを特徴とし、前記グリッドストリップ（７７）と前記エッジストリップ（７８）との間の前記移行部において、丸い移行領域（７９）は形成され、各事例において、前記丸い移行領域（７９）によって前記グリッドストリップ（７７）は細長いＳ形状を表す、請求項１２から１４のいずれか１項に記載のＭＢＦＥＸ管（１）。
【請求項１６】
前記真空管（２０）はパラメータ群からの少なくとも１つのパラメータが異なる、異なるタイプのカソード（４０、４１、４２）を含むことを特徴とし、前記パラメータ群は幾何学的形状パラメータ及び材料パラメータを有する、請求項１から１５のいずれか１項に記載のＭＢＦＥＸ管（１）。
【請求項１７】
２０μｍ未満の厚さ、及び２．５μｍ未満の平均粗さ（Ｒａ）を有する電子の前記放出のために設計される層が少なくとも１つのタイプのカソード（４０、４１、４２）によって形成されることを特徴とする、請求項１から１６のいずれか１項に記載のＭＢＦＥＸ管（１）。
【請求項１８】
複数のカソード（４０、４１、４２）が平らな支持要素（４５）上に配置されることを特徴とする、請求項１から１７のいずれか１項に記載のＭＢＦＥＸ管（１）。
【請求項１９】
前記平らな支持要素（４５）がコランダムを含むことを特徴とする、請求項１８に記載のＭＢＦＥＸ管（１）。
【請求項２０】
前記平らな支持要素が第一タイプのストリップ形状の開口部（６４）、及び第二タイプのストリップ形状の開口部（６５）を含むことを特徴とし、前記第一タイプのストリップ形状の開口部（６４）の群は前記第二タイプのストリップ形状の開口部（６５）の群よりカソード（４０）の近くに配置され、前記第一タイプの前記ストリップ形状の開口部（６４）は前記第二タイプの前記ストリップ形状の開口部（６５）より小さい、請求項１８または１９に記載のＭＢＦＥＸ管（１）。
【請求項２１】
前記平らな支持要素（４５）が層状エミッタ配置（４４）の部分であり、さらに金属中間プレート（４６）、抽出グリッド（７１）を含むグリッドプレート（４７）、及び上位絶縁層（４８）を含むことを特徴とする、請求項１８から２０のいずれか１項に記載のＭＢＦＥＸ管（１）。
【請求項２２】
前記平らな支持要素（４５）の前記ストリップ形状の開口部（６４、６５）が前記金属中間プレート（４６）において開口部（６２）と少なくとも部分的にアライメントを取ることを特徴とする、請求項２１に記載のＭＢＦＥＸ管（１）。
【請求項２３】
前記アノード（３０）が冷却剤の双方向の供給及び排出のために設計されることを特徴とし、各事例において、前記アノード（３０）の前記２つの端部に冷却剤供給ライン及び関連した冷却剤排出ラインは配置される、請求項１から２２のいずれか１項に記載のＭＢＦＥＸ管（１）。
【請求項２４】
前記アノード（３０）が検査領域（Ｕ）を少なくとも部分的に取り囲むことを特徴とし、前記Ｘ線源（Ｑ）も前記検査領域（Ｕ）を少なくとも部分的に囲む、請求項１から２３のいずれか１項に記載のＭＢＦＥＸ管（１）。
【請求項２５】
前記アノード（３０）が弓状設計を有することを特徴とする、請求項２４に記載のＭＢＦＥＸ管（１）。
【請求項２６】
前記アノード（３０）が回転アノードとして設計されることを特徴とする、請求項１から２４のいずれか１項に記載のＭＢＦＥＸ管（１）。
【請求項２７】
前記検査領域（Ｕ）を少なくとも部分的に取り囲む環状の、弓状の、多角形の、ＬまたはＵ形状は、前記ＭＢＦＥＸ管（１）の全体によって形成される、請求項１に従い設計される複数のＭＢＦＥＸ管（１）の配置。
【請求項２８】
真空管（２０）と、前記真空管（２０）中に置かれ電子の電界放出のために設計されるアノード（３０）と、そのうえ前記真空管（２０）中に配置されるカソード（４０、４１、４２）とは、提供され、
前記カソード（４０、４１、４２）と前記アノード（３０）との間に配置され、抽出グリッド（７１）及び集束電極（７２）を含む前記要素群から選択される少なくとも１つの要素は、レーザによって機械加工される、
請求項１に記載のＭＢＦＥＸ管（１）を製造するための方法。
【請求項２９】
前記要素（７１、７２）の前記レーザ加工が前記レーザのピコ秒またはフェムト秒のタイミングによって起こることを特徴とする、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記アノード（３０）は、異なる波長の連続したＸ線パルスの前記放出のために使用される、請求項１に記載のＭＢＦＥＸ管（１）を操作するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多焦点電界放出Ｘ線管とも称される、Ｘ線装置用のＭＢＦＥＸ（ＭＢＦＥＸ＝Ｍｕｌｔｉｂｅａｍ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｘ−Ｒａｙ（マルチビーム電界放出Ｘ線））管に関する。
【背景技術】
【０００２】
これらのようなＸ線管は、例えば、論文：Ｙａｎｇ  Ｌｕ，Ｈｅｎｇｙｏｎｇ  Ｙｕ，Ｇｕｏｈｕａ  Ｃａｏ，Ｊｕｎ  Ｚｈａｏ，Ｇｅ  Ｗａｎｇ，Ｏｔｔｏ  Ｚｈｏｕ，Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  ２０１０，Ｖｏｌｕｍｅ  ３７，ｐｐ．３７７３−３７８１から、またＵＳ  ７  ７５１  ５２８  Ｂ２から知られており、カソードは、電子の電界放出のためにカーボンナノチューブを含む。それらの中に記述されるＭＢＦＥＸ管は、コンピュータ断層撮影における使用のために提供され、その中でＸ線エミッタの回転の代替に、固定配置において個々のＸ線エミッタの連続的な電気スイッチングは、実行される。
【０００３】
ナノロッドを含む電子エミッタ、特にカーボンナノチューブについて、例えば、ＷＯ２０１８／０８６７３７Ａ１、及びＷＯ２０１８／０８６７４４Ａ２という文書を参照する。
【０００４】
ＵＳ７  ７５１  ５２８Ｂ２に記載される、さまざまなＭＢＦＥＸ管は、Ｘ線エミッタを固定配置に備え、これらのエミッタ中でカソードは、各事例においてアノードと関連付けられる。したがって、全体的に、複数のカソード、及び対応する複数のアノードが存在する。アノードは、高い直流電圧電位にあり、カソードは、個々に作動する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、従来技術と比較して、製造技術の観点から製造することが容易であり、技術的な設計の観点からコンパクトである、ＭＢＦＥＸ管を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１の特徴を有する、提案されたＭＢＦＥＸ管によって本発明に従い達成される。さらに、この目的は、請求項２７に従い、複数のＭＢＦＥＸ管の配置によって達成される。ＭＢＦＥＸ管は、請求項２８に従い製造され、請求項３０に従い操作されることができる。
【０００７】
提案されたＭＢＦＥＸ管は、Ｘ線装置のために提供され、真空管中で、それら真空管中に固定配置され、冷却フィンガーとして設計されるアノード、及びロウ中に固定配置される複数のカソードを備える。真空管は、順に、複数のカソード供給ラインと、わずか２つの高電圧ブッシングを備える。ここで、高電圧ブッシング中に、冷却剤管を配置し、この冷却剤管中に追加の管、すなわち、冷却剤内管を配置する。ここで、外管または内管のいずれか一方は、冷却剤供給管として機能することができ、その中でそれぞれの他の管は、冷却剤排出管として提供される。
【０００８】
冷却剤供給管及び冷却剤排出管は、アノードを液体冷却剤によって冷却するために提供される。カソードは、電子の電界放出のために提供され、各事例において、Ｘ線源の生成のために共通アノードに向かう、それらの主な電子放出方向に対して指向される。アノード上のＸ線源は、主なＸ線放出方向を各有する、Ｘ線ビームを放出する。Ｘ線源は、アノード上に、好ましくはロウ配置に配置される。
【０００９】
従来技術によるＭＢＦＥＸ管と関連するアノードを冷却する問題を解決するために、本発明の最初の根本的な発明思想は、冷却フィンガーの形態で冷却装置として、提案されたＭＢＦＥＸ管自体のアノードを設計することである。この目的のために、提案されたＭＢＦＥＸ管において、アノードは、中空であるように設計され、この中空空間は、冷却剤の供給と、そのうえ排出との両方を可能にするために二重胴設計を有する。例えば、内管は、冷却剤供給管であり、内管を同軸に囲む外管は、冷却剤排出管である。
【００１０】
冷却剤管を含むアノードは、１つの端部で閉じられる。細長いアノードのこの端部に、冷却剤供給管と冷却剤排出管との間の移行部を形成する。適切な液体冷却剤は、低粘度のシリコーンオイル、特に４５０℃より高い沸点を有するものを含む。「Ｓｈｅｌｌ  Ｄｉａｌａ」という商品名で市販されている絶縁油も、アノードを冷却する冷却剤として使用されることができる。
【００１１】
冷却フィンガーとしてのアノードの設計は、特に有利なコンパクト設計に対応するだけではなく、冷却剤排出管と、そのうえ冷却剤供給管との両方が真空管を介する冷却剤循環装置への通路によってアノードの２つの端部のうちの１つに連結される場合があるという不利な点も有する。
【００１２】
このアノードは、例えば、モリブデン及び／またはタングステンを含み、Ｘ線放出に適しているコーティングを外面上に任意選択で含む。有利な開発によれば、細長い基部形状に対して傾斜している、アノードの表面部分は、アノードの突出部によって形成される。ここで、個々の突出部は、アノードの細長い基部本体に対して異なる傾斜角を有する。この方式において、ＭＢＦＥＸ管を含むＸ線設置のアイソセンタの方向に、入射電子によって個々の突出部上に生成されるＸ線放射を指向することが特に高効率によって可能である。また、この結果は、前述の表面部分がアノードに接地しているという点において達成されることができる。アノードのコーティングは、その表面全体の上、またはこの表面部分のみの上、すなわち、突出部上、または接地部分のいずれかに位置していることができる。
【００１３】
Ｘ線管のアノードは、非回転アノードとして好ましくは設計される。冷却をさらに改善するために、アノードのそれ自体の軸の周囲での回転も、原理的に提供されることができる。
【００１４】
Ｘ線装置用の真空管を通る小さいブッシングの製造は、外気からのシーリングに関して単純な製造技術を使用して達成されることができる。提案されたＭＢＦＥＸ管のカソード供給ラインは、典型的に数ｋＶ、特に最大４ｋＶの大きさの、電圧へのカソードの接続として提供され、例えばワイヤ供給ラインとして、設計される。例えば、真空管がガラス製である場合に、ワイヤの形態でカソード供給ラインは、真空管中で簡単に融解する可能性があり、これらのようなブッシングは、高い、そして長寿命の不透過性を有する。
【００１５】
これに反して、例えば、高電圧電気接続のための、または真空管中のパイプのための、より大きなブッシングは、精巧なシーリングを必要とする。したがって、真空管上で多数のこれらのようなより大きなブッシングを避けることが有利である。第二の基本的な発明思想によれば、これは、冷却剤排出管が冷却剤供給管とともに高電圧ブッシングを貫通するという点で、提案されたＭＢＦＥＸ管において達成される。高電圧ブッシングは、高電圧へのアノードの接続のために提供される。高電圧へのアノードの接続は、好ましくは各事例において、前記アノード上の１つの端部に起こる。
【００１６】
カソードとアノードとの間に、集束電極は、真空管中で固定配置に配置され、例えばカソード供給ライン中の電気供給ラインを介して電圧に、接続されることができる。これらの集束電極は、カソードからわずかな距離を置く抽出グリッドと、アノードとの間の空間に位置している。
【００１７】
抽出グリッドの構造は、レーザ加工によって特に正確に製造されることができる。特に、ピコ秒またはフェムト秒のレーザは、抽出グリッドを構造化するのに適している。抽出グリッドの正確な製造は、カソードによってフラットパターンに放出される電子が高い透過度によってアノードに達することを確保するために重要な必要条件である。ＭＢＦＥＸ管の動作中に、電子グリッドを含む電子源を特に熱応力に曝露する。これらの熱応力による抽出グリッドの変形を最小限にするために、抽出グリッドの特別な設計は、好ましくは実装される。
【００１８】
抽出グリッドは、関連した電子源、すなわちカソード、特に矩形基部形状の形に適合される基部形状を原理的に有する。この矩形の長辺は、抽出グリッドのいわゆるエッジストリップによって形成される。２つのエッジストリップを互いに連結し、前記エッジストリップに対して横方向に延伸するグリッドストリップによって単一部品を形成する。熱によって引き起こされた変形の吸収のために、グリッドストリップとエッジストリップとの間の移行領域は、特に重要である。グリッドストリップとエッジストリップとの間の湾曲した移行部は、特に有利であることがわかっている。ここで、グリッドストリップの２つの端部における曲率は、対向方向に好ましくは指向される。例えば、抽出グリッド上への上面図において、グリッドストリップの一方の端部は、エッジストリップへのその移行時に上向きに湾曲し、次いで、グリッドストリップの他方の端部は、対向するエッジストリップへの移行時に下向きに湾曲している。したがって、グリッドストリップは、細長いＳ形状を各有し、個々のグリッドストリップ間の間隔は、それらの全長にわたり少なくともほぼ一定である。ここで、各グリッドストリップは、非直角をエッジストリップによって取り囲む。グリッドストリップの細長いＳ形状の代替に、前記グリッドストリップは、長さ補正に適している別の形状も有することができる。例えば、特にエッジストリップへの移行領域に近い、各グリッドストリップにおいて、弓状、特に半円形に湾曲した部分を統合することができる。また、グリッドストリップの部分を、好ましくは丸い形の、単純な、またはＺ形状の角度によって設計することが可能である。すべての事例において、隣接したグリッドストリップ間の間隔は、グリッドストリップの全長にわたり好ましくは一定である。
【００１９】
抽出グリッドの各ポイントと電子エミッタとの間の間隔は、ＭＢＦＥＸ管の冷却状態中だけではなく、意図された使用による動作中でも非常によい近似によって一定である。抽出グリッドに加えて、集束装置の構成要素は、パルス化されたレーザ放射によって正確に機械加工されることもできる。抽出グリッドは、集束構成要素のように、例えば鋼、特にステンレス鋼から、製造されることもできる。
【００２０】
アノード上のＸ線源において生成されることができるＸ線ビームは、それぞれの主なＸ線放射方向に対応する、放出されたＸ線放射の最大強度を有する方向を各含む。このような主なＸ線放出方向は、球形のビーム源と異なるすべてのＸ線源に存在する。Ｘ線検出器によって取得されるＸ線ビームの幾何学的形状は、電子ビームの集束だけではなく、Ｘ線放射の照準にも依存する。ここで、Ｘ線窓は、真空管において照準装置及び／または照準器として設計され、これらの照準装置及び／または照準器は、真空管上のＸ線窓の前に取り付けられることができる。
【００２１】
ＭＢＦＥＸ管により、例えばファン形状のＸ線ビーム（ファンビーム）及び／またはコーン形状のＸ線ビーム（コーンビーム）を生成することができる。アノード上に形成されるＸ線源の個々のＸ線源のそれぞれは、例えば、ほぼ点の形状に、平面の形状に、または線の形状にあることができる。Ｘ線設置、特に断層撮影設置のアイソセンタにおけるＸ線放射の断面輪郭は、Ｘ線源の形状だけではなく、とりわけＸ線放射の照準にも依存する。
【００２２】
提案されたＭＢＦＥＸ管において、カソードは、アノード上の集束電極と協働してＸ線源のロウ配置も生成するような方式において、ロウに固定配置で好ましくは配置される。これらのカソードは、連続的な電気作動のために提供される。コンピュータ断層撮影において、提案されたＭＢＦＥＸ管は、回転Ｘ線源の代替に使用されることができる。
【００２３】
以下に、提案されたＭＢＦＥＸ管の個々の有利な開発を考察する。
【００２４】
ＭＢＦＥＸ管の好ましい実施形態において、高電圧ブッシング及びカソード供給ラインは、ロウに配置され、アノードを真空管上に対向して置かれている。これは、ＭＢＦＥＸ管の断面にみられるように、一方ではカソード供給ライン及び高電圧ブッシングが、ならびに他方ではアノードが、互いに完全に対向していることを意味する。このような配置により、高電圧ブッシング及びカソード供給ラインは、二次電子またはイオンの最小限の放射に対してのみ曝露される。特に有利に、このような配置は、また、提案されたＭＢＦＥＸ管のＸ線装置中への、例えばコンピュータ断層撮影のガントリ中への、容易に達成された設置を可能にする。
【００２５】
提案されたＭＢＦＥＸ管の好ましい設計において、そのカソードは、カーボンナノチューブを含む。カーボンナノチューブの非常に高い電気及び熱の伝導率は、個々のカーボンナノチューブ自体の上に有意な熱の発生なく、高い電流伝導容量を可能にする。カーボンナノチューブは、電子の電界放出について２Ｖ／ｍ未満の低い電界強度閾値を有する。カーボンナノチューブを含む、電子の放出についてカソードにおける電界強度閾値は、カーボンナノチューブがカソードの表面上に垂直な優先方向に配置されるという点で、さらに低下する場合がある。単層カーボンナノチューブが半導体を示すことにより、また多層カーボンナノチューブが金属導体を示すことにより、多層カーボンナノチューブは、提案されたＭＢＦＥＸ管のカソード上での電子エミッタとしての用途に特に適している。したがって、カーボンナノチューブを含有するカソードを含む提案されたＭＢＦＥＸ管の動作は、比較的に低い電力の電源に関して特に有利に達成されることができる。
【００２６】
カーボンナノチューブに加えて、別のタイプのナノロッドは、一般にナノスティックと称され、ＭＢＦＥＸ管内の電子放出にも適している。好ましい設計において、Ｘ線管のカソードとして電界放出カソードは、これらのようなナノスティックから形成される。
【００２７】
カソードのナノスティックは、量子力学的電界放出機構の効果に関して、電子の電界放出について最低の可能な電子仕事関数を提供する材料から好ましくは製造される。ここで、ナノスティックは、均一な、または不均一な組成物を含み、中空体、すなわちチューブとして設計されるか、固体であるかのいずれかである。ここで、これらのカソードは、同一のタイプのナノスティック、または異なるタイプのナノスティックの混合物を含むことができ、その中でナノスティックのタイプは、それらの物質の組成、及び物質の修飾に関係する。
【００２８】
電子の電界放出のために純粋な、または添加した形態にある適切な材料は、単層または多層カーボンナノチューブに加えて、本明細書に、単層または多層の、窒素カーボンナノチューブ、希土類ホウ化物、特に六ホウ化ランタン及び六ホウ化セリウム、金属酸化物、特にＴｉＯ2、ＭｎＯ、ＺｎＯ及びＡｌ2Ｏ3、金属硫化物、特に硫化モリブデン、窒化物、特に窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化炭素、窒化ガリウム、炭化物、特に炭化ケイ素、シリコンでもある。ポリマー材料から作製される棒状の、任意選択で中空の要素は、カソードの動作中に電子を放出するナノスティックを生成するための開始生成物としても適している。カソードのナノスティックは、ポリマー材料を、特にコーティングの形態で、部分的にのみ含む開始生成物から任意選択で生成される。
【００２９】
特に好ましい設計において、カソードは、垂直な優先方向において、すなわちアノード方向において、表面上にナノスティックを含む。Ｘ線エミッタの動作中に、そして十分な相互間隔の事例において、非常に強い電界は、ナノスティックの先端部に生成されることができることにより、電子放出は、相当に促進される。
【００３０】
提案されたＭＢＦＥＸ管の可能な実施形態において、１つより多いタイプのカソードは、真空管中に配置され、用語「タイプ」は、カソードの幾何学的形状と、そのうえカソードの他の特性との両方に、例えば材料に関連することができる。同一の、または異なるタイプのカソードは、原理的に、いずれかの所望の方式において連続して、電気的に作動することができる。カソード自体に加えて、また、集束について差異がある可能性がある。個々のカソードの表面の幾何学的形状などの特性と組み合わせて、異なる電子ビーム、したがって、最終的に異なるＸ線ビームを生成することができる。
【００３１】
カソードのナノロッドは、例えば、２０μｍ未満の長さと、１０ｎｍ未満の直径とを有し、１ｃｍ2あたり少なくとも１０6ナノロッドのカソードの表面積に関する密度をもたらす。
【００３２】
ナノロッドを含むカソードを生成するために、シルクスクリーン印刷方法が適している。ここで、従来の方法と比較して、特に電気泳動堆積（ＥＰＤ）方法と比較して、エミッタの比較的に滑らかな表面と同様に、特に均一な層密度を達成することができる。好ましくは、２０μｍ未満の密度と、２．５μｍ未満の平均粗さ（Ｒａ）を有する電子の放出のために設計される層は、少なくとも１タイプのカソードによって形成される。抽出グリッドに関して一定の間隔を有するとともに、高品質のエミッタ層は、最大９０％、そして９０％を上回るＸ線管の電子源の高い透過率に寄与する。また、高い透過率は、シルクスクリーン印刷方法によってもたらされる、エミッタ層が位置している基板面に対して垂直方向におけるナノチューブの優先方向によって促進される。
【００３３】
１つの、そして同一のＭＢＦＥＸ管内で、カーボンナノチューブを含むカソードと、完全に異なるカソード、例えば原理的に既知の別の方式において機能するタングステン先端部を含むカソードとの両方を使用することも可能である。ディスペンサカソードもＭＢＦＥＸ管内で使用することができる。この文脈において、ＤＥ１０  ２０１１  ０７６  ９１２Ｂ４及びＤＥ１０  ２０１０  ０４３  ５６１Ａ１という文書を参照する。
【００３４】
カソードが電界放出カソードとして設計されている限り、完全なエミッタ配置は、以下の層状構造を好ましくは有する。
【００３５】
エミッタ配置の最下位層として、平らな支持要素は、特にセラミックプレートの形状で提供される。例えば、セラミックプレートをコランダムから生成する。エミッタ層は、このセラミックプレート上に位置している。平らなエミッタに隣接する領域において、セラミックプレートは、スペーサと称される金属中間プレートによって覆われる。所定の電位にある金属中間プレート上に、個々のエミッタと関連する抽出グリッドを含む、いわゆるグリッドプレートが位置している。グリッドプレートは、一般に上位絶縁層と称される、電気的絶縁材料、特にセラミックから作られるプレートによって順に覆われる。ここで、用語「上位」層は、空間内の電子エミッタの方向と関係がないが、言及された層がＸ線管のアノードの最も近くに配置されていることを意味するに過ぎない。記述された層状構造は、全体として特許請求されていない他のＸ線管にも適している。
【００３６】
提案されたＭＢＦＥＸ管の特に好ましい開発において、アノードは、指定された検査領域を少なくとも部分的に取り囲む。ここで、Ｘ線源及び主なＸ線放出方向も、検査領域を少なくとも部分的に取り囲む。検査領域は、Ｘ線装置中に検査対象物を位置決めするために提供される。
【００３７】
例えば、ＭＢＦＥＸ管は、全体として湾曲していることにより、個々のＸ線管として、すでに検査領域を部分的に取り囲む。検査領域のさらなる取り囲みは、異なる方式において実施されることができる。例えば、ＭＢＦＥＸ管は、非常に大きな角度、極端な事例において最大約３６０°にわたり延伸することができる、つまり、ほぼ閉じた環状形状を有することができる。代替に、環状形状を個々のＭＢＦＥＸ管から構成することが可能である。ここで、個々のＭＢＦＥＸ管のそれぞれは、それ自体が湾曲しているか、真っ直ぐであるかのいずれかであることができる。最後に言及された事例において、この結果は、すべてのＭＢＦＥＸ管からなる配置の多角形の形状である。不完全な多角形の形状、または環状の形状、例えばＬ形状、Ｕ形状、または半円形の形状は、複数のＭＢＦＥＸ管を組み合わせることによって製造されることができ、これらのような配置のすべてのＭＢＦＥＸ管は、必ずしも同一の形状のものである必要がない。
【００３８】
検査領域周囲に凹状方式で配置される、ＭＢＦＥＸ管の弓状アノードの手段により、低い集束スポット解像度は、従来の設計と比較してコンピュータ断層撮影において改善されることができ、一定なだけではなく、より高い画像解像度は、特にアノードが円弧として設計されるときに、達成されることができる。アノードが円弧として設計される場合に、つぎにすべてのＸ線は、同一の方式において、検査対象物に向かい指向される。高電圧ブッシング数を最小にすることにより、特に、検査対象物は、単一のＭＢＦＥＸ管によって特にすべての周辺位置からＸ線放射されることができる。
【００３９】
提案されたＭＢＦＥＸ管は、従来技術と比較して製造技術の点で実装するのが特に容易であり、回転Ｘ線源の代替としてコンピュータ断層撮影に特に適している、コンパクトでロバストな設計を特徴とする。Ｘ線放射を生成する真空管は、金属から好ましくは製造される。
【００４０】
１つの同じＭＢＦＥＸ管に配置される、異なるタイプのカソードによって、線量により互いに異なる、異なるＸ線写真を単純な方式で生成することができる。それにより、線量変調の単純な可能性を提供する。互いに関してＭＢＦＥＸ管の幾何学的配置と同様に、個々のＭＢＦＥＸ管の単に形状として、Ｘ線設置に存在するＭＢＦＥＸ管の数は、原則としていかなる制限も受けない。同一の方式において、このＭＢＦＥＸ管または複数のＭＢＦＥＸ管は、Ｘ線設置内で別の設計のＸ線管と組み合わされることができる。概して、異なる波長のＸ線は、マルチエナジーまたはデュアルエナジー撮像のために提供される場合、アノード電圧の異なる設定によって生成されることができる。
【００４１】
カソードの設計とは無関係に、ＭＢＦＥＸ管による、好ましい手順において、異なる波長の連続したＸ線パルスを生成することができる。したがって、検査ボリューム内の異なる材料は、特に高い信頼性によって、短い撮影持続時間と同時に互いに区別されることができる。
【００４２】
擾乱に対して低い感受性を達成し、損害を防ぐ、または少なくとも最小限にするために、可能な擾乱の事例では、異なる方式においてゼロ電位に設定されるＭＢＦＥＸ管の異なる構成要素を接地させることが特に有利であることがわかっている。具体的に、これは、カーボンナノチューブまたは他のナノスティックを含む電子エミッタの直前に位置している抽出グリッドだけではなく、集束電極に関する。
【００４３】
受動集束電極は、好ましい設計においてハウジングを介して接地するが、抽出グリッドの接地は、例えば、電子エミッタを作動させるためのユニットと関連することができる別個の接地ラインを介して、前記ハウジングから独立して起こる。
【００４４】
集束電極及び抽出グリッドの別個の接地の利点は、アーク放電により、アノードに印加される非常に高い電位によって、集束電極の電位が短時間に上昇する（接地の存在にかかわらず）場合に適用される。その時点で、抽出グリッドを集束電極とともに接地した場合、次いで、これは、抽出グリッドの対応する上昇した電位、したがって、カーボンナノチューブと抽出グリッドとの間で上昇した電圧差をもたらす。カーボンナノチューブの電子放出の既存の非常に顕著な電圧依存性により、結果として、電子放出は、極端な方式において増加し、Ｘ線管に損害を与えるリスクを伴う。このような損害リスクは、一方で集束電極の、そして他方で抽出グリッドの別々の接地によって回避される。
【００４５】
下記に、異なる実施形態の実施例が要約されている図面を参照して、提案されたＭＢＦＥＸ管をさらに詳細に説明する。図面において、部分的に、大まかに簡略化された表現である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】円弧として形成されるアノード３０上へのＭＢＦＥＸ管１の第一実施形態の実施例を線図に示す。
【図２】ＭＢＦＥＸ管１の第一実施形態の実施例を側面線図に示す。
【図３】真っ直ぐな線形設計のアノード３０を含むＭＢＦＥＸ管１の第二実施形態の実施例を示す。
【図４】アノード３０の断面図によってＭＢＦＥＸ管１の第二実施形態の実施例を示す。
【図５】図３に従い、ＭＢＦＥＸ管１の高電圧ブッシング５２を示す。
【図６】コンピュータ断層撮影の第一実施形態の実施例のＭＢＦＥＸ管１のグリッド装置４３の部分図を示す。
【図７】コンピュータ断層撮影の第一実施形態の実施例のＭＢＦＥＸ管１のグリッド装置４３の部分図を示す。
【図８】コンピュータ断層撮影の第二実施形態の実施例のＭＢＦＥＸ管１のグリッド装置４３の部分図を示す。
【図９】コンピュータ断層撮影の第二実施形態の実施例のＭＢＦＥＸ管１のグリッド装置４３の部分図を示す。
【図１０】ＭＢＦＥＸ管１のグリッド装置４３の代替の設計の部分図を示す。
【図１１】ＭＢＦＥＸ管１のグリッド装置４３の代替の設計の部分図を示す。
【図１２】分解図にＭＢＦＥＸ管１のエミッタ配置３３を示す。
【図１３】図１２に従い、エミッタ配置４４の上位絶縁層４８を示す。
【図１４】図１２に従い、エミッタ配置４４のグリッドプレート４７を示す。
【図１５】図１４に従い、グリッドプレート４７の抽出グリッド電極７１を示す。
【図１６】図１２に従い、エミッタ配置４４の金属中間プレート４６を示す。
【図１７】図１２に従い、エミッタ配置４４のセラミックプレート４５の前側を示す。
【図１８】図１２に従い、エミッタ配置４４のセラミックプレート４５の前側を示す。
【図１９】図１２に従い、エミッタ配置４４のセラミックプレート４５の後側を示す。
【図２０】セラミックプレート４５の詳細を示す。
【図２１】２つの異なるタイプのカソード４１、４２を含むＭＢＦＥＸ管１の詳細を示す。
【図２２】２つの異なる図面に複数のＭＢＦＥＸ管１の環状配置全体の実施例を示す。
【図２３】２つの異なる図面に複数のＭＢＦＥＸ管１の環状配置全体の実施例を示す。
【図２４】図２２及び２３に類似した２つの図面に複数のＭＢＦＥＸ管１の多角形配置全体の実施例を示す。
【図２５】図２２及び２３に類似した２つの図面に複数のＭＢＦＥＸ管１の多角形配置全体の実施例を示す。
【図２６】Ｘ線源として各機能する、複数の突出部３３を含む、ＭＢＦＥＸ管１のアノード３０を示す。
【図２７】Ｘ線源として各機能する、複数の突出部３３を含む、ＭＢＦＥＸ管１のアノード３０を示す。
【図２８】比較のための従来のカソード形状だけではなく、ＭＢＦＥＸ管１のカソード４０の形状を三次元の図に示す。
【図２９】ＭＢＦＥＸ管１の動作中の電流及び電圧パルスを図面に示す。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
下記に説明される提案されたＭＢＦＥＸ管１のすべての実施形態の実施例は、コンピュータ断層撮影のために提供され、Ｘ線窓２１を備える真空管２０を含む。すべての実施形態の実施例の真空管２０に、冷却フィンガーとして設計されるアノード３０を固定配置する。アノード３０は、タングステンを含む。
【００４８】
提案されたＭＢＦＥＸ管の最初の２つの実施形態の実施例は、真空管２０中に、ロウ配置に配置される均一なタイプの複数のカソード４０を備え、そして図２１に従う実施形態の実施例は、２つの異なるタイプのこれらのようなカソード４１、４２を備え、そこでカソード４０、４１、４２は、電子の電界放出のために提供される。これらのカソード４０、４１、４２は、Ｘ線源Ｑを生成するために、共通アノード３０に向かい生成されることができる電子ビームＥの主な電子放出方向ｅに関して各指向される。カソード４０、４１、４２は、Ｘ線源Ｑの配置が同様にロウ配置にあると、アノード３０上に生成されることができるような方式で、ロウ配置に固定配置される。カソード４０、４１、４２は、連続的な電気作動のために提供される。Ｘ線ビームＸは、主なＸ線放出方向ｘを各有する。
【００４９】
すべての実施形態の実施例において、各事例で、グリッド装置４３は、各Ｘ線源Ｑに向かい指向される。グリッド装置４３は、真空管２０において、カソード４０、４１、４２と、アノード３０との間に固定配置される。各グリッド装置４３は、抽出グリッドを備える。これらの抽出グリッドは、カソード４０、４１、４２の前にわずかな間隔によって配置され、カソード４０、４１、４２から電子ビームＥの形態で電子抽出のために提供される。抽出グリッドは、図１から４に描かれない。
【００５０】
すべての実施形態の実施例の真空管２０は、複数のカソード供給ライン５０、及び２つの高電圧ブッシング５１、５２を順に備える。カソード供給ライン５０は、数ｋＶの電圧に対する、カソードの、そしてグリッド装置４３の接続として提供され、ワイヤ供給ラインとして設計される。高電圧ブッシング５１、５２は、数１０ｋＶの高電圧へのアノードのそれぞれの端側接続のために提供される。一般に、高電圧は、１０ｋＶから４２０ｋＶの範囲にある。例えば非医療分野において大きな対象物を検査するためのＸ線設置のために、この間隔の上位範囲における値を選択する。
【００５１】
高電圧ブッシング５２において、冷却剤排出管３１は、内部冷却剤供給管３２によって貫通されている。冷却剤排出管３１及び冷却剤供給管３２は、循環装置を用いて、液体の、電気的に非導電性の冷却剤によってアノード３０を冷却するために提供される。
【００５２】
提案されたＭＢＦＥＸ管１のすべての実施形態の実施例において、カソード４０、４１、４２によって、アノード３０と協働して、均一な、または交互に変化するエネルギーのＸ線パルスを生成することができる。例えば、図２９において、エミッタ電流ＥＣ、アノード電流ＡＣ、及びグリッドエミッタ電圧ＧＥＶの時間経過を描く。図２９による図解は、実際の測定データを示す。アノード電流ＡＣ対エミッタ電流ＥＣの比率を示す、約９０％の高い透過度を重視する。本発明の事例において、測定された電圧値から決定されるアノード電流ＡＣは、５２．２ｍＡであり、エミッタ電流ＥＣは、５８．２ｍＡである。アノード電流ＡＣとエミッタ電流ＥＣとの間のこの非常に特に好ましい比率は、以下にさらに詳細に説明される、Ｘ線管１の高品質なエミッタ配置４４に基本的に起因する。
【００５３】
提案されたＭＢＦＥＸ管１の第一実施形態の実施例は、図１及び図２を参照して以下にさらに詳細に説明される。第一実施形態の実施例において、アノード３０は、円弧として設計される。
【００５４】
図１は、アノード３０上への線図を示し、そこで真空管２０、グリッド装置４３及び高電圧ブッシング５１、５２をみることができない。図１は、縮尺通りではない。アノード３０、カソード４０及びグリッド装置４３は、真空管２０内に配置される。ここで、カソード４０は、メタライズされたセラミックから作られる支持体６上にある。アノード３０は、真空管２０においてカソード４０から独立して固着される。Ｘ線源Ｑは、生成されるＸ線ビームＸが検査領域Ｕに向かいそれらのそれぞれの主なＸ線放出方向ｘに指向されるように配置される。
【００５５】
検査領域Ｕは、検査対象物、特に患者を位置決めするために提供される。
【００５６】
図２は、断面中の側面図において、提案されたＭＢＦＥＸ管１をその第一実施形態の実施例に示す。図２において、冷却剤供給管３２、カソード供給ライン５０及び高電圧ブッシング５１、５２をみることができない。カソード４０は、それらの表面上で、多層カーボンナノチューブを垂直な優先方向に備える。この文脈において「垂直な」は、アノード３０に向かい指向される方向を意味することが理解される。
【００５７】
提案されたＭＢＦＥＸ管１の第二実施形態の実施例は、図３及び図４を参照して以下により詳細に説明される。第二実施形態の実施例は、アノード３０が線形設計のものであるという点でのみ第一実施形態の実施例と異なる。
【００５８】
図３は、第二実施形態の実施例のＭＢＦＥＸ管１上への部分断面図を示す。図３において、冷却剤供給管３２、カソード４０及びグリッド装置４３をみることができない。ＭＢＦＥＸ管１の第一実施形態の実施例として、カソード供給ライン５０及び高電圧ブッシング５１、５２は、ロウに配置され、アノード３０を真空管２０上に対向して置かれている。
【００５９】
図４は、提案されたＭＢＦＥＸ管１をその第二実施形態の実施例にアノード３０の断面図によって示す。図３において、カソード４０及びグリッド装置４３もみることができない。高電圧ブッシング５２の個々の特徴は、図５から明らかであろう。
【００６０】
図５から１１において異なる変形形態で詳細に表される、すべての実施形態の実施例に存在するグリッド装置４３は、アノード６に向かい指向される、すなわち、真空管２０においてカソード４０、４１、４２とアノード６との間に配置される。グリッド装置４３は、定義により、少なくとも１つの抽出グリッド電極７１、７３、７４と、集束電極７２、７５、７６の少なくとも１つの形状とを備える。
【００６１】
抽出グリッド電極７１、７３、７４は、カソード４０、４１、４２の直上に固定配置され、カソード４０、４１、４２から電子の電界抽出のために提供される。また、集束電極７２、７５、７６は、各抽出グリッド電極７１、７３、７４より上に固定配置され、アノード６に対向し、生成されるそれぞれのＸ線源Ｑ上に、抽出された電子を電子ビームＥとして集束させるために提供される。抽出グリッド電極７１、７３、７４は、集束電極７２、７５、７６から独立して接地する。集束電極７２、７５、７６は、受動または能動集束電極として動作することができる。
【００６２】
第一実施形態の実施例において、グリッド装置４３は、すべてのカソード４０に共通である抽出グリッド電極７１を備え、そこで個々の集束電極７２は、個々のカソード４０のそれぞれと別々に関連付けられる。第二実施形態の実施例において、グリッド装置４３は、第一タイプのカソード４１に共通である第一形状の抽出グリッド電極７３、及び第二タイプのカソード４２に共通である第二形状の抽出グリッド電極７４を含み、その中で各事例において、第一形状の個々の集束電極７５は、第一タイプの個々のカソード４１のそれぞれと別々に関連付けられ、各事例において、第二形状の個々の集束電極７６は、第二タイプの個々のカソード４２のそれぞれと関連付けられる。抽出グリッド電極７１、７３、７４、及び集束電極７２、７５、７６は、図１から４に描かれない。
【００６３】
トモシンセシスによるコンピュータ支援Ｘ線撮像のために、一般に４０ｋＶの一時的に一定の電位をアノード６に印加し、その中でアノード６と、それぞれのスイッチを入れられたカソード４０、４１との間で３０ｍＡの均一にパルス化された直流が流れる。一方、ＨＰＥＣトモシンセシスによるコンピュータ支援Ｘ線撮像のために、問題のアノード上に、一般に１２０ｋＶの一時的に一定の電位を印加し、その中でアノード６と、それぞれのスイッチングされたカソード４０、４２との間に、０．５ｍＡの共通のパルス化された直流が流れる。
【００６４】
すべての実施形態の実施例において、提案されたコンピュータ断層撮影は、電流コントローラ、装置制御部、電子制御システム（ＥＣＳ＝Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）、カソード高電圧源（ＣＰＳ＝Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ（カソード電源））、アノード高電圧源（ＡＰＳ＝Ａｎｏｄｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｕｐｐｌｙ（アノード電源））、及び装置制御部を備える。電流コントローラ、装置制御部、電子制御システム、カソード高電圧源、アノード高電圧源及び装置制御部は、電子閉ループ制御装置の部分である。電流コントローラ、装置制御部及び電子制御システムは、１つの電子制御システムを表す。
【００６５】
電子閉ループ制御装置は、電気主回路及び制御ループを備え、その中で主回路及び制御ループは、直流回路に統合される。主回路において、アノード高電圧源は、アノード６及び電流コントローラに電気的に接続され、電流コントローラは、装置制御部に電気的に接続され、装置制御部は、電子制御システムに電気的に接続され、電子制御システムは、カソード高電圧源に電気的に接続され、そしてカソード高電圧源は、カソード４０、４１、４２に、そのうえそれぞれのグリッド装置４３に並列接続で接続される。制御ループにおいて、アノード高電圧源は、フィードバックによって制御システムに電気的にリンクされる。ここで、制御システムは、カソード４０、４１、４２の連続的なスイッチングのためにも、それぞれのグリッド装置４３の抽出グリッド電極７１、７３、７４及び集束電極７２、７５、７６の閉ループ制御の両方のためにも、そのうえ主回路電流の閉ループ制御のためにも提供されることができ、その中でカソード高電圧源の電圧は、制御システムによって予め決定されている主回路電流に印加されることができる。
【００６６】
図２１に、実施例として、ＭＢＦＥＸ管１の８個のカソード４１、４２の略図を描く。第一タイプのカソード４１と、そのうえ第二タイプのカソード４２との両方は、カーボンナノチューブを含むが、それらの幾何学的形状が異なる。カソード４１、４２は、交互にオフセットのロウ配置において、真空管２０中に配置され、その中で第一タイプのカソード４１の数は、第二タイプのカソード４２の数に等しい。各事例において、第一形状のカソード４１、及び各事例において、第二形状のカソード４２は、グリッド装置４３と、すなわち、Ｘ線源Ｑと関連付けられることができる。図２１によるＭＢＦＥＸ管１において、第一タイプのカソード４１、または第二タイプのカソード４２は、要望通りに連続して作動することができる。この方式において、ＭＢＦＥＸ管１によるデュアル線量Ｘ線画像取得を実施することができる。
【００６７】
図２２から２５に明らかであるように、複数のＭＢＦＥＸ管１を組み合わせて、固定された環状配置または多角形配置を形成することができ、これらの配置は、コンピュータ断層撮影において回転配置に置き換えられる。これは、すでに説明された、または下記に説明される、ＭＢＦＥＸ管１のいかなる設計にも適用される。
【００６８】
ＭＢＦＥＸ管１のエミッタ配置４４の層状構造を図１２から２０に示す。エミッタ配置４４は、最下位層として、コランダムから作られているセラミックプレート４５を備える。カソード４０は、セラミックプレート４５の伝導性コーティング上に位置し、高い幾何学的精度を備えるシルクスクリーン印刷で生成される。セラミックプレート４５の後側上に、導体構造６６をみることができる。
【００６９】
セラミックプレート４５上に、金属中間プレート４６を位置決めする。この金属中間プレート４６は、カソード４０に対して矩形開口部６１を備える。加えて、金属中間プレート４６において、開口部６１と比較してより小さく、より長いストリップ形状の開口部６２は、開口部６１の長手側上に位置している。ストリップ形状の開口部６２は、真空管２０を脱気する機能を有する。これは、各事例においてセラミックプレート４５と協働して、操作のための準備と、Ｘ線管１の操作を実行するための準備との両方に適用される。
【００７０】
セラミックプレート４５において、カソード４０に加えて、異なるストリップ形状の開口部６４、６５をみることができる。ここで、各事例において、３つの短くて小さい開口部６４は、各カソード４０の長手側に直接に隣接して置かれている。加えて、カソード４０は、いくぶんより遠くに置かれ、同様にストリップ形状である開口部６５を両側に置かれている。ここで、各事例において、２つのストリップ形状の開口部６５は、交互に一列に配置される。２組のこれらのような列のストリップ形状の開口部６５は、カソード４０と、合計６個のより小さいストリップ形状の開口部６４とからなる間に置かれている配置とともに、全体的にＨ形状に描写される。これは、より長いタイプのストリップ形状の開口部６５を１つの側面にのみ置かれている２つの最も外側にあるカソード４０を除き、セラミックプレート４５上のすべてのカソード４０に適用される。
【００７１】
特に、ここで、カソード４０の非常に近くに置かれている内部開口部６４は、電子の放出中に、わずかな粒子のみの非常に低濃度の気体もエミッタ配置４４の後側に向かい排気することができるという事実に寄与する。したがって、本質的な寄与は、真空管２０内のアーク放電を防ぐために行われる。Ｘ線管１の生成中に、特に加熱中に、吸引することによって気体を除去するために、比較的に大きいストリップ形状の開口部６５は、より大きな程度まで必要とされる。
【００７２】
金属中間プレート４６は、エミッタ配置４４から外方向に通じる電気接続部としての接続ストリップ６３を必須部分として含む。金属中間プレート４６上に、グリッドプレート４７は、位置し、０．２２４ｍｍの正確に画定された間隔でカソードの前に各置かれている抽出グリッド電極７１を取り囲む（図１２による実施例において）。
【００７３】
抽出グリッド電極７１の詳細は、図１５から明らかである。全体的に、抽出グリッド電極７１は、矩形形状を有し、この矩形形状の長辺は、完全に真っ直ぐなエッジストリップ７８によって形成される。２つのエッジストリップは、複数のグリッドストリップ７７によって互いに接続され、グリッド構造全体をもたらす。しかしながら、エッジストリップ７８とは対照的に、グリッドストリップ７７は、完全に真っ直ぐではない。代替に、各グリッドストリップ７７の２つの端部において、すなわち、エッジストリップ７８への移行部において、丸い移行領域７９を形成する。丸い移行領域７９は、熱が引き起こした変形がカソード４０と抽出グリッド７１との間の間隔における変化につながるのではなく、代替に適所に置かれている抽出グリッド７１内に吸収され、エミッタ配置４４の放出特性に影響しないことを基本的に確保する。
【００７４】
グリッドプレート４７は、セラミック材料から作られるプレートの形で上位絶縁層４８によって覆われることにより、エミッタ配置４４は、完成する。上位絶縁層４８は、図１２から明らかであるように、電子の通過を可能にするために、カソード４０の形状に適合される開口部４９を含む。
【００７５】
エミッタ配置４４に繰り返し含まれるような、カソード４０の幾何学的特徴を図２８に表す。良好な近似によって、カソード４０は、立方状構造を有する。カソード４０の電子放出面全体の上に、したがって、カソード４０と、図２８に描かれていない抽出グリッド電極７１との間の間隔にほとんどいかなる変化もない。比較のために、図２８は、破線で描かれている、電気泳動堆積（ＥＰＤ）方法によって生成される従来のカソードの表面構造を示す。この比較実施例において、もはや滑らかな表面について語ることができない。代替に、特にＥＰＤ方法によって生成されるカソードの縁部において、放出カソードの表面内に明白なポイントがある。電子は、これらのポイントで主に放出される。これは、一方では寿命が制限され、他方では電子の透過率を制限する。対照的に、本発明に従いＸ線管１に使用されるような、カソード４０は、ほぼ一定の放出速度でその表面の各表面部分に電子を放出する。
【００７６】
エミッタ配置４４と協働するアノード３０の実施形態の実施例を図２６及び２７に示す。アノード３０の円筒形状の基部本体上に、複数の突出部品３３が位置し、アノード突出部とも称される、または略して突出部とも称される。これらの突出部３３のそれぞれは、基部本体に対して傾斜し、Ｘ線源に適しているタングステンまたは別の材料によってコーティングされる表面３４を含む。異なる表面３４の傾斜は、図２７に示されるように、放出されたＸ線放射Ｘが検査領域Ｕに置かれているＸ線配置１０のアイソセンタの方向に集束されるような方式において、互いに異なる。
【００７７】
参照番号のリスト
１      ＭＢＦＥＸ管
６      支持体
１０    Ｘ線配置
２０    真空管
２１    Ｘ線窓
３０    アノード
３１    冷却剤排出管
３２    冷却剤供給管
３３    突出部品
３４    コーティング面
４０    カソード
４１    第一タイプのカソード
４２    第二タイプのカソード
４３    グリッド装置
４４    エミッタ配置
４５    セラミックプレート
４６    金属中間プレート
４７    グリッドプレート
４８    上位絶縁層
４９    上位絶縁層中の開口部
５０    カソード供給ライン
５１    高電圧ブッシング
５２    高電圧ブッシング
６１    金属中間プレート中の開口部
６２    金属中間プレート中のストリップ形状の開口部
６３    接続ストリップ
６４    小さいストリップ形状の開口部
６５    より幅広いストリップ形状の開口部
６６    導体構造
７１    抽出グリッド電極
７２    集束電極
７３    第一形状の抽出グリッド電極
７４    第二形状の抽出グリッド電極
７５    第一形状の集束電極
７６    第二形状の集束電極
７７    グリッドストリップ
７８    エッジストリップ
７９    丸い移行領域
８０    セラミック支持体
８１    金属層
ＡＣ    アノード電流
Ｅ      電子ビーム
ｅ      主な電子放出方向
ＥＣ    エミッタ電流
ＧＥＶ  グリッドエミッタ電圧
Ｑ      Ｘ線源
Ｘ      Ｘ線ビーム
ｘ      主なＸ線放出方向
Ｕ      検査領域
【図１】
2020533767.tif 000003
【図２】
2020533767.tif 000004
【図３】
2020533767.tif 000005
【図４】
2020533767.tif 000006
【図５】
2020533767.tif 000007
【図６】
2020533767.tif 000008
【図７】
2020533767.tif 000009
【図８】
2020533767.tif 000010
【図９】
2020533767.tif 000011
【図１０】
2020533767.tif 000012
【図１１】
2020533767.tif 000013
【図１２】
2020533767.tif 000014
【図１３】
2020533767.tif 000015
【図１４】
2020533767.tif 000016
【図１５】
2020533767.tif 000017
【図１６】
2020533767.tif 000018
【図１７】
2020533767.tif 000019
【図１８】
2020533767.tif 000020
【図１９】
2020533767.tif 000021
【図２０】
2020533767.tif 000022
【図２１】
2020533767.tif 000023
【図２２】
2020533767.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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