TWI845829B - 旋轉陽極單元及x光產生裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之旋轉陽極單元具備：靶標，其由第1金屬材料形成；及靶標支持體，其由第2金屬材料形成為平板狀，且具有第1及第2表面。第2金屬材料之熱傳導率較第1金屬材料之熱傳導率更高。於靶標支持體之外側部分中之第1表面形成有第1凹部。靶標配置於第1凹部。於靶標支持體之內側部分中之第2表面，形成有以劃定用以流通冷媒之流路之方式構成之第2凹部。形成有第1凹部之第1區域之厚度較形成有第2凹部之第2區域之厚度更厚。

Description

旋轉陽極單元及X光產生裝置

本揭示之一態樣關於一種旋轉陽極單元、及具備旋轉陽極單元之X光產生裝置。

已知有一種X光產生裝置，其藉由使自陰極出射之電子束入射至旋轉之靶標而產生X光。於此種X光產生裝置中，靶標因電子之吸收而被加熱。作為關於靶標之冷卻之技術，日本專利第5265906號公報揭示有自連接有軸之背面側對圓板狀之靶標進行水冷。 [先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利第5265906號公報

[發明所欲解決之問題]

於如上所述之技術中，有於靶標之熱傳導率較低之情形、或靶標與軸之間之熱傳導率較低之情形，無法充分冷卻靶標之可能性。因此，考慮藉由利用熱傳導率較電子入射部分高之材料形成靶標中之電子入射部分以外之部分，而提高冷卻性能。然而，僅使用熱傳導率高之材料，無法獲得足夠之冷卻性能。

本揭示之一態樣之目的在於提供一種提高冷卻性能之旋轉陽極單元及X光產生裝置。 [解決問題之技術手段]

本揭示之一態樣之旋轉陽極單元具備：靶標，其由第1金屬材料形成為圓環狀，構成圓環狀之電子入射面；及靶標支持體，其由第2金屬材料形成為平板狀，具有相對於旋轉軸大致垂直延伸之第1表面、及與第1表面為相反側之第2表面；且第2金屬材料之熱傳導率高於第1金屬材料之熱傳導率；靶標支持體具有固定靶標之外側部分、及較外側部分位於更內側且包含旋轉軸之內側部分；於外側部分中之第1表面形成有第1凹部；靶標配置於第1凹部，靶標之電子入射面與第1表面位於同一平面上；於內側部分中之第2表面，形成有以劃定用以流通冷媒之流路之方式構成之第2凹部；外側部分中形成有第1凹部之第1區域之厚度，較內側部分中形成有第2凹部之第2區域之厚度更厚。

於該旋轉陽極單元中，靶標支持體藉由具有較構成靶標之第1金屬材料之熱傳導率更高之熱傳導率的第2金屬材料形成。藉此，可提高冷卻性能。又，於靶標支持體之外側部分中之第1表面，形成有配置靶標之第1凹部，於靶標支持體之內側部分中之第2表面，形成有劃定用以流通冷媒之流路之第2凹部。於外側部分中形成有第1凹部之第1區域之厚度，較內側部分中形成有第2凹部之第2區域之厚度更厚。藉此，可增大第1區域之熱容量，且可提高第2區域之冷卻效率。其結果，可將靶標所產生之熱儲存於第1區域，且將第1區域所儲存之熱於第2區域中高效冷卻。藉此，於該旋轉陽極單元中，提高冷卻性能。再者，靶標之電子入射面與相對於靶標支持體之旋轉軸大致垂直延伸之第1表面，位於同一平面上。藉此，電子入射面及第1表面之研磨作業之作業性提高。

亦可為，第2區域之厚度與靶標厚度之差，小於第1區域之厚度與第2區域之厚度之差。此時，可進而提高第2區域之冷卻效率，且容易將靶標所產生之熱傳遞至熱容量大之第1區域。

亦可為，第1凹部之底面、及靶標中與該底面接觸之表面之至少一者之表面粗度Ra為1.6 μm以下。此時，可使靶標與靶標支持體更佳地面接觸，可進而提高冷卻效率。

亦可為，靶標之電子入射面之表面粗度Ra為0.5 μm以下。此時，可於使電子束入射時，使大量X光自靶標出射。

亦可為，於將靶標之厚度設為t時，靶標與第1凹部之底面之間之接觸寬度為2t以上8t以下。此時，因接觸寬度為2t以上，故可使靶標與靶標支持體之間之接觸面積增加，可進而提高冷卻效率。又，因接觸寬度為8t以下，故可確保第2區域之面積，可進而提高第2區域之冷卻效率。

亦可為，於外側部分，形成有貫通第1凹部之底面與第2表面之間的插通孔，靶標藉由插通於插通孔之緊固構件而固定於靶標支持體。此時，可使靶標與靶標支持體進而密接並固定。

亦可為，本揭示之一態樣之旋轉陽極單元進而具備：軸，其自第2表面側固定於靶標支持體，且與第2凹部一同劃定流路。此時，可經由軸使靶標支持體旋轉，且可藉由第2凹部及軸劃定流路。

亦可為，本揭示之一態樣之旋轉陽極單元進而具備：流路形成構件，其具有配置於軸內之筒狀部、及自筒狀部朝外側突出之凸緣部，且與第2凹部及軸一同劃定流路。此時，可藉由第2凹部、軸及流路形成構件劃定流路。

本揭示之一態樣之X光產生裝置具備上述旋轉陽極單元。於該X光產生裝置中，藉由上述理由而提高冷卻性能。 [發明之效果]

根據本揭示之一態樣，可提供一種提高冷卻性能之旋轉陽極單元及X光產生裝置。

以下，對本揭示之一實施形態，參照圖式且詳細說明。另，於以下說明中，對同一或相當要件使用同一符號且省略重複之說明。 [X光產生裝置]

如圖1所示，X光產生裝置1具備電子槍2、旋轉陽極單元3、磁性透鏡4、排氣部5、及框體6。電子槍2配置於框體6內，且出射電子束EB。旋轉陽極單元3具有圓環板狀之靶標31。靶標31以可繞旋轉軸A旋轉之方式受支持，一面旋轉一面接收電子束EB，產生X光XR。X光XR自形成於旋轉陽極單元3之框體36之X光通過孔53a出射至外部。X光通過孔53a藉由窗構件7氣密性封塞。旋轉軸A相對於電子束EB入射至靶標31之方向軸(電子束EB之出射軸)傾斜。旋轉陽極單元3之細節予以後述。

磁性透鏡4控制電子束EB。磁性透鏡4具有一或複數個線圈4a、及收納該等線圈4a之框體4b。各線圈4a以包圍電子束EB通過之通路8之方式配置。各線圈4a為藉由通電而於電子槍2與靶標31之間產生作用於電子束EB之磁力之電磁線圈。一或複數個線圈4a例如包含使電子束EB集束於靶標31之集束線圈。一或複數個線圈4a亦可包含使電子束EB偏轉之偏轉線圈。集束線圈及偏轉線圈亦可沿通路8排列。

排氣部5具有排氣管5a、及真空泵5b。排氣管5a設置於框體6，且連接於真空泵5b。真空泵5b經由排氣管5a將藉由框體6劃定之內部空間S1真空處理。框體6與磁性透鏡4之框體4b一同劃定內部空間S1，且將內部空間S1維持為經真空處理之狀態。藉由真空泵5b之真空處理，通路8被真空處理，且藉由旋轉陽極單元3之框體36劃定之內部空間S2亦被真空處理。於以內部空間S1、S2及通路8被真空處理之狀態氣密性密封框體6之情形，亦可不設置真空泵5b。

於X光產生裝置1中，以內部空間S1、S2及通路8被真空處理之狀態，對電子槍2施加電壓，且自電子槍2出射電子束EB。電子束EB藉由磁性透鏡4以於靶標31上成為期望之焦點之方式集束，且入射至旋轉之靶標31。若電子束EB入射至靶標31，則於靶標31中產生X光XR，X光XR自X光通過孔53a出射至外部。 [旋轉陽極單元]

如圖2～圖5所示，旋轉陽極單元3具備靶標31、靶標支持體(旋轉支持體)32、軸33、及流路形成構件34。

靶標31形成為圓環板狀，構成圓環狀之電子入射面31a。靶標支持體32形成為圓形平板狀。靶標31具有供入射電子束EB之電子入射面31a、電子入射面31a之相反側之背面31b、及連接於電子入射面31a及背面31b之內側面31c及外側面31d。電子入射面31a與背面31b以彼此平行之方式對向。靶標支持體32具有相對於旋轉軸A大致垂直延伸之表面(第1表面)32a、表面32a之相反側之背面(第2表面)32b、及連接於表面32a及背面32b之側面32c。表面32a與背面32b以彼此平行之方式對向。另，於該例中，靶標31由單一構件構成，但亦可由複數個構件構成。

構成靶標31之第1金屬材料為例如鎢、銀、銠、鉬或其等之合金等重金屬。構成靶標支持體32之第2金屬材料為例如銅、銅合金等。第1金屬材料及第2金屬材料以第2金屬材料之熱傳導率高於第1金屬材料之熱傳導率之方式選擇。

靶標支持體32具有固定靶標31之外側部分41、及包含旋轉軸A(旋轉軸A通過)之內側部分42。內側部分42形成為圓形狀。外側部分41形成為圓環狀，且包圍內側部分42。於外側部分41中之表面32a形成有第1凹部43。第1凹部43具有與靶標31對應之圓環狀之凹窪構造。第1凹部43以其外側沿靶標支持體32之外緣開放之方式延伸，且露出於側面32c。

內側部分42中之表面32a為相對於旋轉軸A大致垂直延伸之圓形狀之連續之平坦面。表面32a例如相對於旋轉軸A垂直延伸。「連續之平坦面」意指例如未形成孔、凹部或突起等，全體位於1個平面上。如後述，於旋轉陽極單元3之製造步驟中，因同時研磨電子入射面31a及表面32a，故表面32a尤其於作為其主體部之形成有第2凹部44之第2區域R2(後述)中，亦可為連續之平坦面。另一方面，於第2區域R2更外側之外緣部分，亦可設置有例如平衡調整孔42b(後述)。

靶標31以嵌合於第1凹部43之方式配置。靶標31之電子入射面31a之整面與靶標支持體32之表面32a位於同一平面上。於該例中，電子入射面31a與表面32a無間隙地連續。於旋轉陽極單元3之製造步驟中，於將靶標31配置於第1凹部43後，同時研磨電子入射面31a及表面32a。藉此，電子入射面31a及表面32a定位於同一平面上。其中，因構成靶標31之第1金屬材料與構成靶標支持體32之第2金屬材料之間之硬度不同等，於電子入射面31a與表面32a之間可能存在少許高度差。例如，於靶標31之厚度為數mm左右，且第1金屬材料之硬度高於第2金屬材料之硬度之情形，電子入射面31a可相對於表面32a例如突出數十μm左右。「電子入射面31a與表面32a位於同一平面上」意指亦包含雖存在此種少許之高度差，但認為實質位於同一平面上之情形。

靶標31之背面31b之整面與第1凹部43之底面43a接觸。靶標31之內側面31c之整面與第1凹部43之側面43b接觸。根據靶標31之散熱性之觀點，靶標31之背面31b及靶標31之內側面31c之整面亦可與第1凹部43面接觸，但只要背面31b及內側面31c之至少一部分與第1凹部43接觸即可。靶標31之外側面31d與靶標支持體32之側面32c位於同一平面上。靶標31之外側面31d亦可不與靶標支持體32之側面32c位於同一平面上，而自側面32c突出或凹窪。若將靶標31之厚度(最大厚度)設為t，則第1凹部43之底面43a與靶標31之間之接觸寬度W為2t以上8t以下。電子入射面31a之平面度及平行度為15 μm以下。

靶標31之電子入射面31a整面之表面粗度Ra為0.5 μm以下。換言之，將電子入射面31a研磨成表面粗度Ra為0.5 μm以下。因此，表面32a之表面粗度Ra亦為0.5 μm以下。靶標31之背面31b(與第1凹部43之底面43a接觸之表面)、及第1凹部43之底面43a兩者之表面粗度Ra為0.8 μm以下。背面31b之表面粗度Ra與底面43a之表面粗度Ra之和為1.6 μm以下。換言之，將背面31b及底面43a研磨成表面粗度Ra為0.8 μm以下。表面粗度Ra為以日本工業規格(JIS B 0601)規定之算術平均粗度。

於內側部分42中之背面32b形成有第2凹部44。第2凹部44與軸33及流路形成構件34一同劃定用以流通冷媒CL1之流路45。如圖2及圖5所示，第2凹部44具有供軸33及流路形成構件34配置之第1部分44a、及連接於第1部分44a且構成流路45之第2部分44b。第1部分44a形成為圓柱狀，第2部分44b形成為有底之凹部狀。第2部分44b之周面成為以越遠離軸33則越接近旋轉軸A之方式彎曲之彎曲面。自平行於旋轉軸A之方向觀察時，第2凹部44自第1凹部43(靶標31)離開(未重疊)。

外側部分41中形成有第1凹部43之第1區域R1之厚度T1，較內側部分42中形成有第2凹部44之第2區域R2之厚度T2更厚。厚度T1為第1區域R1中之最大厚度。厚度T2為第2區域R2中之最小厚度。第2區域R2之厚度T2與靶標31之厚度t(第1凹部43之深度)之差，小於第1區域R1之厚度T1與第2區域R2之厚度T2之差。於該例中，第2區域R2之厚度T2較靶標31之厚度t(第1凹部43之深度)更薄。

於外側部分41，形成有將第1凹部43之底面43a與靶標支持體32之背面32b之間貫通之複數個(於該例中為16個)插通孔41a。複數個插通孔41a沿以旋轉軸A為中心之圓之周向，以等間隔排列。於靶標31，形成有將電子入射面31a與背面31b之間貫通之複數個(於該例中為16個)緊固孔31e。靶標31藉由將插通於插通孔41a之緊固構件(省略圖示)緊固於緊固孔31e，而可裝卸地固定於靶標支持體32。緊固構件亦可為例如螺栓。於靶標31與靶標支持體32之固定時，除緊固構造以外，亦可使用焊接或擴散接合等。

於內側部分42中之背面32b，形成有用以固定軸33之複數個(於該例中為6個)緊固孔42a。複數個緊固孔42a沿第2凹部44之緣，且沿以旋轉軸A為中心之圓之周向，以等間隔排列。軸33藉由將插通於軸33之插通孔33a之緊固構件(省略圖示)緊固於緊固孔42a，而可裝卸地固定於靶標支持體32。緊固構件亦可為例如螺栓。

於內側部分42中之背面32b，形成有用以調整旋轉陽極單元3之重量平衡之複數個(於該例中為36個)平衡調整孔42b。複數個平衡調整孔42b沿以旋轉軸A為中心之圓之周向，以等間隔排列。例如，藉由將重物(省略圖示)固定於自複數個平衡調整孔42b選擇之一或複數個孔，而可調整旋轉陽極單元3之重量平衡。重物亦可例如藉由將螺栓等緊固構件緊固於平衡調整孔42b，而固定於靶標支持體32。相反，亦可藉由切削平衡調整孔42b等使孔變大，而調整旋轉陽極單元3之重量平衡。如上所述，亦可於表面32a中較第2區域R2更外側之外緣部分，設置有平衡調整孔42b。亦可藉由對靶標支持體32中之平衡調整孔42b以外之部位追加重物或去除一部分，而調整旋轉陽極單元3之重量平衡。如此，亦可於相對於旋轉軸A成為外緣之區域尤其較流路45之形成區域更外側之區域，配備用以調整旋轉陽極單元3之重量平衡之構成。

軸33及流路形成構件34自背面32b側固定於靶標支持體32。軸33之一部分配置於第2凹部44之第1部分44a。軸33如上所述，藉由緊固於緊固孔42a之緊固構件而固定於靶標支持體32。流路形成構件34具有筒狀部34a、及自筒狀部34a之端部突出至外側之凸緣部34b。筒狀部34a形成為圓筒狀，且配置於軸33內。凸緣部34b形成為圓板狀，且與第2凹部44之表面及軸33之各者空開間隔而相向。流路形成構件34以不與靶標支持體32及軸33同時旋轉之方式，固定於未圖示之旋轉陽極單元3之非旋轉部。

藉由第2凹部44、軸33及流路形成構件34，劃定用以流通冷媒CL1之流路45。冷媒CL1為例如水或防凍液等之液體冷媒。流路45具有：第1部分45a，其形成於軸33與流路形成構件34之筒狀部34a及凸緣部34b之間；第2部分45b，其形成於靶標支持體32與流路形成構件34之凸緣部34b之間；及第3部分45c，其形成於流路形成構件34之筒狀部34a內。對第1部分45a例如自冷媒供給裝置(省略圖示)供給冷媒CL1。冷媒供給裝置亦可為可供給調整至特定溫度之冷媒CL1之冷卻器。供給至第1部分45a之冷媒CL1流通於第2部分45b，且於第3部分45c中排出。

旋轉陽極單元3進而具備使靶標31、靶標支持體32及軸33旋轉驅動之驅動部35、及收納靶標31、靶標支持體32、軸33及流路形成構件34之框體36(圖1)。驅動部35亦可具有馬達作為驅動源。藉由利用驅動部35使軸33旋轉，靶標31、靶標支持體32及軸33繞旋轉軸A一體旋轉。

如以上說明，於旋轉陽極單元3中，靶標支持體32藉由具有較構成靶標31之第1金屬材料之熱傳導率更高之熱傳導率的第2金屬材料形成。藉此，可提高冷卻性能。又，於靶標支持體32之外側部分41中之表面32a，形成有配置靶標31之第1凹部43，於靶標支持體32之內側部分42中之背面32b，形成有劃定用以流通冷媒CL1之流路45之第2凹部44。於外側部分41中形成有第1凹部43之第1區域R1之厚度T1，較內側部分42中形成有第2凹部44之第2區域R2之厚度T2更厚。藉此，可增大第1區域R1之熱容量，且可提高第2區域R2之冷卻效率。其結果，可將靶標31所產生之熱儲存於第1區域R1，且將第1區域R1所儲存之熱於第2區域R2中高效冷卻。藉此，於旋轉陽極單元3中，提高冷卻性能。再者，靶標31之電子入射面31a與相對於靶標支持體32之旋轉軸A大致垂直延伸之表面32a，位於同一平面上。藉此，電子入射面31a及表面32a之研磨作業之作業性提高。

作為確認實驗，製作X光產生裝置1並進行其評估。冷卻性能不足之情形，認為靶標支持體32為100℃以上之高溫狀態，會使冷媒CL1沸騰，但於1000小時之動作期間，冷媒CL1未被加熱直至沸騰。未產生靶標31之變化或損傷。X光XR之光量未產生3%以上之變化。

第2區域R2之厚度T2與靶標31之厚度t之差，小於第1區域R1之厚度T1與第2區域R2之厚度T2之差。藉此，可進而提高第2區域R2之冷卻效率，且容易將靶標31所產生之熱傳遞至熱容量大之第1區域R1。

第1凹部43之底面43a、及靶標31中與該底面43a接觸之背面31b之兩者之表面粗度Ra為1.6 μm以下。藉此，可使靶標31與靶標支持體32較佳地面接觸，可進而提高冷卻效率。即，可使靶標31與靶標支持體32之間之接觸面之表面積增加。

靶標31之電子入射面31a之表面粗度Ra為0.5 μm以下。藉此，可於使電子束入射時，使大量X光自靶標31出射。即，可抑制自靶標31出射之X光因電子入射面31a之表面之凹凸而被遮蔽之自吸收。又，若於電子入射面31a之表面具有凹凸，則於凹凸部位產生應力集中，但藉由減小電子入射面31a之表面粗度，可緩和此種應力集中。

靶標31與第1凹部43之底面43a之間之接觸寬度W為2t以上8t以下。因接觸寬度W為2t以上，故可使靶標31與靶標支持體32之間之接觸面積增加，且可進而提高冷卻效率。又，因接觸寬度W為8t以下，故可確保第2區域R2之面積，可進而提高第2區域R2之冷卻效率。

於外側部分41形成有將第1凹部43之底面43a與靶標支持體32之背面32b之間貫通之插通孔41a，靶標31藉由插通於插通孔41a之緊固構件而固定於靶標支持體32。藉此，可使靶標31與靶標支持體32進而密接並固定。

旋轉陽極單元3具備：軸33，其自背面32b側固定於靶標支持體32，且與第2凹部44一同劃定流路45。藉此，可經由軸33使靶標支持體32旋轉，且可藉由第2凹部44及軸33劃定流路45。

旋轉陽極單元3具備：流路形成構件34，其具有配置於軸33內之筒狀部34a、及自筒狀部34a朝外側突出之凸緣部34b，且與第2凹部44及軸33一同劃定流路45。藉此，可藉由第2凹部44、軸33及流路形成構件34劃定流路45。 [磁性透鏡之冷卻機構]

如圖6所示，旋轉陽極單元3之框體36具有壁部51。壁部51包含第1壁52、及第2壁53。第1壁52以與靶標31相向之方式配置於靶標31與磁性透鏡4之線圈4a之間。第1壁52形成為板狀，以與旋轉軸A及X方向(電子束EB通過電子通過孔52a之第1方向)交叉之方式延伸。於第1壁52形成有供電子束EB通過之電子通過孔52a。電子通過孔52a沿X方向(沿X光產生裝置1之管軸之方向，即沿電子束EB之出射軸之方向)貫通第1壁52，連接於磁性透鏡4之通路8。

第2壁53形成為板狀，且沿X方向自第1壁52延伸。於第2壁53形成有供自靶標31出射之X光XR通過之X光通過孔53a。X光通過孔53a沿垂直於X方向之Z方向(第3方向)貫通第2壁53。於第2壁53之外表面，以氣密性封塞X光通過孔53a之方式設置有窗構件7。窗構件7藉由例如金屬材料形成為平板狀，使X光XR透過。作為構成窗構件7之金屬材料之例，列舉鈹(Be)。

如圖6所示，第1壁52具有第1表面52b、及第1表面52b之相反側之第2表面52c。第1表面52b與靶標31之電子入射面31a及靶標支持體32之表面32a相向。第1表面52b與電子入射面31a及表面32a平行而延伸，且相對於X方向及Z方向傾斜。

第2表面52c與磁性透鏡4之框體4b相向。於該例中，第2表面52c與框體4b接觸。第2表面52c包含抵接部分52d。抵接部分52d為平坦面，沿X方向垂直延伸。磁性透鏡4之框體4b之外表面與抵接部分52d抵接。框體4b及框體6之外表面與第2表面52c(抵接部分52d)例如藉由焊接或擴散接合而接合。旋轉陽極單元3之框體36亦可相對於框體4b及框體6裝卸自由地安裝。此時，於第2表面52c(抵接部分52d)與框體4b及框體6之間，亦可介存O環等氣密密封用構件。

於第1壁52，形成有用以流通冷媒CL2之流路61。於第1壁52之第2表面52c之抵接部分52d，形成有槽62。流路61藉由利用磁性透鏡4之框體4b封塞槽62而劃定。對流路61例如自冷媒供給裝置(省略圖示)供給冷媒CL2。冷媒供給裝置亦可為可供給調整至特定溫度之冷媒CL2之冷卻器。冷媒CL2為例如水或防凍液等之液體冷媒。

圖7係自X方向觀察第1壁52之第2表面52c之圖。以下，參照圖7，且說明自X方向觀察時之流路61之形狀。於圖7中，為容易理解，而對流路61附設陰影線。流路61於供給冷媒CL2之供給位置P1與排出冷媒CL2之排出位置P2之間蜿蜒延伸。流路61包含沿以電子通過孔52a為中心之圓之周向延伸之複數個(於該例中為4個)彎曲部分63。複數個彎曲部分63沿Z方向(垂直於第1方向之第3方向)以大致等間隔排列。

流路61包含將複數個彎曲部分63交替連接之複數個(於該例中為3個)連接部64A～64C。連接部64A～64C彎曲延伸。流路61進而包含：直線狀部分65，其連接供給位置P1與彎曲部分63；及直線狀部分66，其連接彎曲部分63與排出位置P2。

複數個彎曲部分63中最接近電子通過孔52a之彎曲部分63A於Y方向(與第1方向垂直之第2方向)上位於電子通過孔52a之兩側。換言之，流路61以於Y方向上於電子通過孔52a之兩側夾著(以U字狀包圍)電子通過孔52a之方式延伸。

於流路61中，冷媒CL2自供給位置P1向排出位置P2流通。於流路61中，上游側(接近供給位置P1之側)之部分與下游側(排出位置P2側)之部分相比，配置於電子通過孔52a之附近。例如，彎曲部分63A配置得較彎曲部分63A以外之彎曲部分63更接近電子通過孔52a。換言之，流路61包含第1部分(彎曲部分63A)、及連接於第1部分且相對於第1部分位於電子通過孔52a之相反側之第2部分(彎曲部分63A以外之彎曲部分63)，且X光產生裝置1以冷媒CL2自第1部分向第2部分流通之方式構成。如此，因首先將冷媒導入(導入更低溫之冷媒)至接近電子通過孔52a之區域，故可提高電子通過孔52a之附近構造之冷卻效率。於電子通過孔52a之附近，受電子束EB之影響(尤其是來自靶標31之反射電子之影響)，溫度容易上升。

第1壁52中形成有流路61之區域RG之中心C，相對於電子通過孔52a位於X光通過孔53a之相反側(圖7中之上側)。即，流路61相對於電子通過孔52a形成於X光通過孔53a之相反側附近。

如以上說明，於X光產生裝置1中，旋轉陽極單元3以使靶標31旋轉之方式構成。藉此，可使電子束EB入射至旋轉之靶標31，可避免電子束EB局部入射至靶標31。其結果，可增加電子束EB之入射量。又，於配置於靶標31與線圈4a之間且與靶標31相向之第1壁52(壁部51)，除供電子束EB通過之電子通過孔52a外，並形成有以供冷媒CL2流通之方式構成之流路61。藉此，藉由使冷媒CL2流通於流路61，可冷卻壁部51及磁性透鏡4。因此，即使電子束EB對靶標31之入射量增加、從而來自靶標31之反射電子增加時，仍可抑制壁部51及磁性透鏡4高溫化。藉此，根據X光產生裝置1，可抑制反射電子發熱所引起之不良情況發生。即，可抑制因未由靶標31吸收而反射之反射電子而於壁部51產生之熱、與因通電而由線圈4a產生之熱相結合、使得線圈4a周邊高溫化所引起之不良情況發生。作為此種不良情況，可舉出線圈4a引起之電子束EB控制性降低、周邊構件之破損等。若因線圈4a高溫化，使得電子束EB之控制性降低，可能導致X光XR之焦點之尺寸或位置變動。又，亦有因窗構件7或框體36破損而破壞真空的可能性。根據X光產生裝置1，可抑制此種不良情況發生。

作為確認實驗，製作X光產生裝置1並進行其評估。其結果，確認壁部51及磁性透鏡4之高溫化受抑制。1000小時之動作期間，X光XR之焦點之尺寸及位置無較大變動。窗構件7未產生異常。

流路61於自X方向觀察時，以於Y方向上位於電子通過孔52a之兩側之方式延伸。藉此，可有效冷卻反射電子大量入射之電子通過孔52a之周邊。

流路61於自X方向觀察時，包含沿以電子通過孔52a為中心之圓之周向延伸之複數個彎曲部分63。藉此，可有效冷卻電子通過孔52a之周邊。

流路61包含沿Z方向排列之複數個彎曲部分63。藉此，可有效冷卻電子通過孔52a之周邊。

流路61包含第1部分(彎曲部分63A)、及連接於第1部分且相對於第1部分位於電子通過孔52a之相反側之第2部分(彎曲部分63A以外之彎曲部分63)，且X光產生裝置1以冷媒CL2自第1部分向第2部分流通之方式構成。換言之，X光產生裝置1具備以自第1部分向第2部分流通冷媒CL2之方式構成之冷媒供給裝置。藉此，因於流路61包含第1部分及第2部分，故可使冷媒CL2流通之路徑變長，可有效冷卻壁部51及磁性透鏡4。又，因冷媒CL2先流通於接近電子通過孔52a之第1部分，故可有效冷卻電子通過孔52a之周邊。

於壁部51，形成有自靶標31出射之X光通過之X光通過孔53a，自X方向觀察時，於壁部51中形成有流路61之區域RG之中心C相對於電子通過孔52a位於X光通過孔53a之相反側(圖7中之上側)。藉此，可提高X光通過孔53a相關之設計自由度。例如，若欲相對於電子通過孔52a於X光通過孔53a側形成流路61，則有必須加厚形成X光通過孔53a之第2壁53之可能性，但於上述實施形態中，未發生此種事態。

X光通過孔53a形成於第2壁53，電子通過孔52a及流路61形成於第1壁52。藉此，可提高X光通過孔53a相關之設計自由度。

於壁部51之第2表面52c形成有槽62，流路61藉由利用磁性透鏡4之框體4b封塞槽62而劃定。藉此，可有效冷卻磁性透鏡4。又，與將流路61形成於壁部51內之情形相比，可使製造步驟容易化。

壁部51構成旋轉陽極單元3之框體36。藉此，可使用旋轉陽極單元3之框體36進行冷卻。 [變化例]

亦可如圖8所示之變化例般構成靶標31及靶標支持體32。於變化例中，靶標31形成為剖面L字狀。靶標31具有第1部分31f及第2部分31g。第1部分31f包含電子入射面31a，第2部分31g包含背面31b。第1部分31f之寬度較第2部分31g之寬度更窄。於電子入射面31a與靶標支持體32之表面32a之間形成有間隙。於變化例中，電子入射面31a與表面32a，亦位於同一平面上。靶標31藉由利用焊料將背面31b與第1凹部43之底面43a接合或擴散接合，而固定於靶標支持體32。於此種變化例中，與上述實施形態同樣，亦提高冷卻性能，且提高靶標31之電子入射面31a及靶標支持體32之表面32a之研磨作業之作業性。

本揭示未限定於上述實施形態及變化例。例如，對於各構成之材料及形狀，並未限定於上述之材料及形狀，可採用各種材料及形狀。於上述實施形態中，第1凹部43之底面43a及靶標31之背面31b之兩者之表面粗度Ra為0.8 μm以下，但若兩者之表面粗度Ra之和為1.6 μm以下，則彼此之表面粗度Ra亦可存在差。於上述實施形態中，藉由利用磁性透鏡4之框體4b封塞槽62而劃定流路61，但流路61亦可作為孔形成於壁部51內。或，壁部51自身亦可具備用以封塞槽62之蓋狀構件。流路61亦可形成於構成磁性透鏡4之框體4b之壁部，取代構成旋轉陽極單元3之框體36之壁部51。

1:X光產生裝置 2:電子槍 3:旋轉陽極單元 4:磁性透鏡 4a:線圈 4b:框體 5:排氣部 5a:排氣管 5b:真空泵 6:框體 7:窗構件 8:通路 31:靶標 31a:電子入射面 31b:背面 31c:內側面 31d:外側面 31e:緊固孔 31f:第1部分 31g:第2部分 32:靶標支持體 32a:表面 32b:背面 32c:側面 33:軸 33a:插通孔 34:流路形成構件 34a:筒狀部 34b:凸緣部 35:驅動部 36:框體 41:外側部分 41a:插通孔 42:內側部分 42a:緊固孔 42b:平衡調整孔 43:第1凹部 43a:底面 43b:側面 44:第2凹部 44a:第1部分 44b:第2部分 45:流路 45a:第1部分 45b:第2部分 45c:第3部分 51:壁部 52:第1壁 52a:電子通過孔 52b:第1表面 52c:第2表面 52d:抵接部分 53:第2壁 53a:X光通過孔 61:流路 62:槽 63:彎曲部分 63A:彎曲部分 64A～64C:連接部 65:直線狀部分 66:直線狀部分 A:旋轉軸 C:中心 CL1:冷媒 CL2:冷媒 EB:電子束 P1:供給位置 P2:排出位置 R1:第1區域 R2:第2區域 Ra:表面粗度 RG:區域 S1:內部空間 S2:內部空間 T1:厚度 T2:厚度 t:厚度 W:接觸寬度 XR:X光

圖1係實施形態之X光產生裝置之構成圖。 圖2係旋轉陽極單元之一部分之剖視圖。 圖3係靶標及靶標支持體之前視圖。 圖4係靶標支持體之仰視圖。 圖5係沿圖4之V-V線之剖視圖。 圖6係圖1之一部分放大圖。 圖7係旋轉陽極單元之框體之前視圖。 圖8係變化例之靶標及靶標支持體之剖視圖。

31:靶標

31a:電子入射面

31b:背面

31c:內側面

31d:外側面

31e:緊固孔

32:靶標支持體

32a:表面

32b:背面

32c:側面

33:軸

33a:插通孔

34a:筒狀部

34b:凸緣部

41:外側部分

41a:插通孔

42:內側部分

42a:緊固孔

42b:平衡調整孔

43:第1凹部

43a:底面

43b:側面

44:第2凹部

44b:第2部分

45:流路

45a:第1部分

45b:第2部分

45c:第3部分

A:旋轉軸

CL1:冷媒

R1:第1區域

R2:第2區域

T1:厚度

T2:厚度

t:厚度

W:接觸寬度

Claims (9)

1. 一種旋轉陽極單元，其具備： 靶標，其由第1金屬材料形成，構成圓環狀之電子入射面；及 靶標支持體，其由第2金屬材料形成為平板狀，具有相對於旋轉軸大致垂直延伸之第1表面、及與第1表面為相反側之第2表面；且 上述第2金屬材料之熱傳導率高於上述第1金屬材料之熱傳導率； 上述靶標支持體具有包含上述旋轉軸之內側部分、及固定著上述靶標之外側部分； 於上述外側部分中之上述第1表面形成有第1凹部； 上述靶標配置於上述第1凹部，上述靶標之上述電子入射面與上述第1表面位於同一平面上； 於上述內側部分中之上述第2表面，形成有以劃定用以流通冷媒之流路之方式構成之第2凹部； 上述外側部分中形成有上述第1凹部之第1區域之厚度，較上述內側部分中形成有上述第2凹部之第2區域之厚度更厚。
2. 如請求項1之旋轉陽極單元，其中上述第2區域之厚度與上述靶標之厚度之差，小於上述第1區域之厚度與上述第2區域之厚度之差。
3. 如請求項1之旋轉陽極單元，其中上述第1凹部之底面、及上述靶標中與上述底面接觸之表面之至少一者之表面粗度Ra為1.6 μm以下。
4. 如請求項1之旋轉陽極單元，其中上述靶標之上述電子入射面之表面粗度Ra為0.5 μm以下。
5. 如請求項1之旋轉陽極單元，其中若將上述靶標之厚度設為t，則上述靶標與上述第1凹部之底面之間之接觸寬度為2t以上8t以下。
6. 如請求項1之旋轉陽極單元，其中於上述外側部分形成有貫通上述第1凹部之底面與上述第2表面之間的插通孔；且 上述靶標藉由插通於上述插通孔之緊固構件而固定於上述靶標支持體。
7. 如請求項1之旋轉陽極單元，其進而具備：軸，其自上述第2表面側固定於上述靶標支持體，且與上述第2凹部一同劃定上述流路。
8. 如請求項7之旋轉陽極單元，其進而具備：流路形成構件，其具有配置於上述軸內之筒狀部、及自上述筒狀部朝外側突出之凸緣部，且與上述第2凹部及上述軸一同劃定上述流路。
9. 一種X光產生裝置，其具備如請求項1之旋轉陽極單元。