工业用X射线管制造技术

本发明专利技术提供一种小型、重量轻、X射线发射量多的工业用X射线管。该工业用X射线管（1）在内部为真空的容器（2）的内部收纳阴极（4A）及阳极（6）而成，使在阴极（4A）产生的电子碰撞阳极（6）而从该阳极产生X射线，其中，阴极（4A）由石墨形成，该石墨为多个碳六角网面层叠而成的层状结晶，该石墨的层生长方向为结晶轴的c轴方向，基于碳六角网面的结晶轴切断石墨，将该切断面作为电子发射面。例如，可以设定结晶轴的a轴及b轴的方向使其在各碳六角网面的各层之间为任意方向，在与c轴平行的面切断石墨，将该切断面作为电子发射面。另外，也可以在与c轴成直角的面切断石墨。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在进行工厂的配管管路等之类的构造物的无损检验时使用的工业用X 射线管，涉及使从阴极发射的电子碰撞阳极而从该阳极产生X射线的工业用X射线管。
技术介绍
作为上述的工业用X射线管，以往公知有由灯丝形成阴极，通过通电从该灯丝发射热电子，使该热电子碰撞阳极，由此从该阳极产生X射线的结构的工业用X射线管。该X 射线管由于需要高压电源，而且需要灯丝电源，因此具有大型且重之类的问题。虽然不是X射线管的领域，但是，在例如显示器、即图像显示领域中，公知有使用碳纳米管基于场致发射(Field Emission)发射电子的电子发射元件(例如，非专利文献1、 专利文献1)。另外，在X射线管领域中，也公知有使用碳纳米管形成电子发射元件的情况 (例如，专利文献5、专利文献6、专利文献7)。场致发射为在对物质表面施加强的电位时，从该物质的表面发射电子的现象。碳纳米管为用六碳环构成的针状，即长宽比(粒子长/粒子径)非常大的状态的管状的粒子。在显示器领域中，还公知有使用石墨粒子基于场致发射发射电子的电子发射元件 (例如，专利文献2)。所谓石墨为碳六角网面(多个六碳环相连构成一个层的面)层叠为多个层状而成的层状构造物质。另外，公知有将相对于石墨块、碳棒、碳膜或碳纤维的碳六角网面的层方向垂直切割的端面作为电子发射面的电子发射元件(例如，专利文献3)。另外，虽然不是X射线管，但是在荧光显示装置中，公知有由柱状石墨构成发射电子的部分即阴极构造体的发射器部分(电子发射部分)(例如，专利文献4)。所谓柱状石墨是多个碳纳米管朝向大致同一方向集合的构造体。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2000 — 090813号公报( 段、图10、11、12、13、14)专利文献2 日本特开2000 — 090813号公报( 段、图2、7、8) 专利文献3 日本特开2000 — 156148号公报(第2 3页、图1、2) 专利文献4:日本特开平11 — 135042号公报( 段、图1) 专利文献5 日本特开2001 - 250496号公报(第3页、图1) 专利文献6 日本特开2001 - 266780号公报(第3页、图1) 专利文献7 美国专利第6，456，691号说明书非专利文献非专利文献1 斋藤弥八、“碳纳米管场发射器”、表面科学，Vol. 23，No. 1，pp. 38 一 43， 2002、三重大学工学部。但是，在非专利文献1、专利文献1、专利文献4、专利文献5及专利文献6中公开的碳纳米管，制成直径0. 4 50nm左右的长宽比(粒子长/粒子径)极大的构造，在许多碳纳米管集合体中，放电电压首先从低的部分放电。而且，在大电流局部流过后，在其他部分进行放电。大电流局部流过的部分在短时间内劣化，因此，存在电流容易变得不稳定，寿命短的问题。 专利文献2公开的电子发射元件即使用了石墨的电子发射元件是作为图像显示装置的零件使用的，不在X射线管中使用。另外，该电子发射元件的导电度大，功函数小，因此适于作为场致发射电极，但是，存在成型困难，使用时的形状不稳定等之类的问题。专利文献3公开的电子发射元件即将相对于石墨块等的碳六角网面的层方向垂直切割的端面作为电子发射面的电子发射元件，是作为图像显示装置等之类的电子束利用设备的零件使用的，不是用于X射线管的。在该电子发射元件中，如该文献的图2所示，多个碳六角网面的层的结晶轴即a轴、b轴、c轴在各层间彼此一致。因此，存在来自电子发射面的电子的发射量少之类的问题。
技术实现思路
本专利技术是为了消除现有装置中的上述问题而做成的，其目的在于提供一种小型、 重量轻、χ射线发射量多的工业用χ射线管。本专利技术的工业用X射线管是在内部为真空的容器的内部收纳阴极和阳极而成，使在阴极产生的电子碰撞阳极而从该阳极产生X射线，其特征在于，所述阴极由石墨形成，该石墨为多个碳六角网面层叠而成的层状结晶，基于所述碳六角网面的结晶轴切断石墨，将该切断面作为电子发射面。根据该X射线管，不是由灯丝构成阴极，而是由石墨构成阴极，因此，不需要灯丝电源，因此，能够制造小型且重量轻的X射线管。另外，一般而言，工业用X射线管利用高电压产生高强度的X射线。石墨适于高电压，通过施加高电压而能够产生高强度的电子。因此，使用了石墨的工业用X射线管一边是小型且重量轻，一边还能够产生高强度的X射线。以往，存在如下情况在图像显示装置领域中使用石墨粒子形成阴极，在荧光显示装置领域中使用柱状石墨形成阴极。但是，却不知道在工业用X射线管中由石墨形成阴极。 在本专利技术中由石墨形成工业用X射线管的阴极，由此，能够实现小型、重量轻且能够产生高强度的X射线的工业用X射线管。另外，虽然以往在图像显示装置等领域中使用石墨形成电子发射元件，但是，在以往的情况中，对于石墨的结晶轴而言没有进行特別的考虑。与之相对，在本专利技术中，考虑石墨的结晶轴来对电子发射面进行特别指定，因此，能够实现适合的阴极来作为工业用X射线管的阴极。例如，关于在结晶轴的c轴方向进行层生长的石墨，若设定为使碳六角网面的各层内的结晶轴的a轴及b轴在各层间朝向随机的方向，则在切断这些层形成电子发射面时， 面临到电子发射面的结晶构造具有适度的偏差，其结果是，能够增多来自电子发射面的电子的发射量。另外，例如，将在结晶轴的c轴方向进行层生长的石墨在与c轴成直角的面切断， 将该切断面研磨为约0. 5μπι (rms)左右的表面粗糙度，可以将研磨后的该面作为电子发射面。当将该表面用原子等级的标度表现时，为由碳的六角网面构成的群集的集合体，且各自的群集采用绕C轴随机地旋转配置。在采用这样的配置的情况下，与在与C轴平行的面切断石墨的情况相比电子发射效率落后，但是，有抗劣化强、寿命变长的效果。 作为其理由，认为有如下方面。一般而言，在X射线管中，使从阴极发射的电子向阳极入射，由此产生X射线。这时，从阳极发射反冲电子或离子。反冲电子为电子与靶冲撞时由该靶弹回的电子。另外，离子为在电子与靶冲撞时其靶的表面的金属进行离子化而跳出的离子。另外，即使说灯泡内为真空，在其灯泡内也存在杂质，该杂质承受电子的冲撞进行离子化。上述的离子也包括这样的离子。公知当反冲电子、离子再飞行到阴极而与该阴极的表面冲撞时，会对阴极材料造成损伤，使阴极的特性劣化。与该情况相关联地，将与c轴成直角的方向，即与六角网面平行的方向作为电子发射面，使该电子发射面朝向阳极，由此，能够使比较稳定的六角网面冲撞反冲电子或离子。而且，由此，能够降低阴极材料的劣化。本专利技术的其他实施方式的工业用X射线管是在内部为真空的容器的内部收纳阴极和阳极而成，使在阴极产生的电子碰撞阳极而从该阳极产生X射线，其特征在于，所述阴极由石墨形成，该石墨为多个碳六角网面层叠而成的层状结晶，该石墨的层生长方向为结晶轴的C轴方向，结晶轴的a轴及b轴的方向在各碳六角网面的各层之间为任意方向，在与所述c轴平行的面切断所述石墨，该切断面为电子发射面。根据该X射线管，石墨在结晶轴的c轴方向进行层生长，碳六角网面的各层内的结晶轴的a轴及b轴在各层间朝向随机的方向，因此，在切断这些层而形成电子发射面时，面临到电子发射面的结晶构造具有适度的偏差，其结果是，能够使来自电子发射面的电子的发射量增多。本专利技术的再其他实施方式的工业用X射本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种工业用Ｘ射线管，在内部为真空的容器的内部收纳阴极和阳极而成，使在阴极产生的电子碰撞阳极而从该阳极产生Ｘ射线，其特征在于，所述阴极由石墨形成，该石墨为多个碳六角网面层叠而成的层状结晶，基于所述碳六角网面的结晶轴切断石墨，将该切断面作为电子发射面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：尾形洁，武田佳彦，可儿哲男，神部亮，大坂尚久，佐藤贵久，
申请(专利权)人：株式会社理学，
类型：发明
国别省市：JP