JPH023263B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＸ線管で使用される陽極、特に回転陽
極に係る。

放射線分野で主に使用されているＸ線管が、陰
極から発生される十分高レベルの運動エネルギー
を有する電子束の作用を受ける表面部分からＸ線
を放射する機能を有するデイスク状の陽極又は対
陰極を備えていることは、当業者に周知である。

Ｘ線管では電子の運動エネルギーのうちＸ線エ
ネルギーに変換されるのは約１％に過ぎず、電子
エネルギーの大部分が熱に変換されることも知ら
れている。

そのため当初このような陽極は、Ｘ線放射に関
する良好な特性に加えて非常に高い融点を有する
材料、例えばタングステン及びタングステン合
金、特にタングステンとレニウムとの合金でしか
構成されなかつた。やがてこのような陽極の高費
用と重量とを憂慮する技術者らは、電子を受ける
部分、即ち陽極の「活性ゾーン」又は「焦点トラ
ツク」を作成するためにはタングステンを単独で
使用すれば十分であることを知見した。その後開
発の方向は、タングステンより好適な物質から基
体を構成し、タングステン又はその合金の被覆か
ら得られる活性ゾーンを基体に付着して成る複合
陽極に向けられた。

陽極を正確に機能させるためには、基体が高融
点、高比熱レベル及び良好な熱伝導率を有してい
なければならなかつた。まずモリブデンが使用さ
れたが、その後グラフアイトが比熱レベルが著し
く高く、また著しく軽量であるため回転陽極とし
た場合に回転が容易であるという理由によりこれ
に関心が向けられた。しかし乍らその後、タング
ステン層とグラフアイトとの間に生じて中間層を
脆弱化せしめる反応と使用される材料間の膨脹差
とによる活性ゾーンの亀裂という問題が提起され
た。この問題を解決するために、グラフアイトと
タングステンとの間に例えば仏国特許第1575111
号に教示されるような純粋レニウムから成るバリ
ア層を堆積することが提案された。更に放射線分
野の進歩に伴い、材料考案者らは陽極の回転速度
の増加について検討し、10000回／分を大幅に超
え得る速度に到達するべく研究するようになつ
た。このような速度では基体の機械的性質が高く
なければならず、また基体は低比重、高レベルの
比熱及び良好な熱伝導率を有する必要がある。

本出願人は、基体の密度がモリブデンよりも小
さい複合陽極により得られる利点に着目し、上記
基準に合致し、グラフアイトと異なりバリア層を
備える必要がなく、しかもその高い機械的特性に
より10000回／分を超え得る回転速度に達するこ
との可能な材料を発見するべく鋭意努力した。

本願出願人の研究の結果、基体が窒化アルミニ
ウムにより構成されていることを特徴とする陽極
が開発されるに至つた。

前記物質は化学式AlNで表されるアルミニウ
ムの窒素化合物であり、粉末状で得られ、従来の
焼結法により成形できるような熱及び機械的特性
を有しており、比重約3.26、即ちグラフアイトよ
りやや大きいがモリブデンより著しく小さい比重
の固体を形成し得る。この物質は更に比較的高い
融点と、特に活性ゾーン中に発生された重大な熱
流束を電極中に伝導及び排出できるような良好な
熱伝導率とを有している。これらの特性こそ陽極
製造に有益な物質たらしめる特性であるが、この
ような物質は、本願出願人が結合層又はバリア層
を備える必要なしに該物質に放射性材料を直接被
覆できることを発見せず、また該物質が高速度回
転で使用できるような機械的特性を備えていなか
つたとしたら、グラフアイト又は固体金属陽極に
対して競合するには十分でなかつたであろう。

本願出願人は事実、活性ゾーンを構成している
金属又は合金の性質及び該金属又は合金を基体に
堆積する方法に関係なく、こうして製造された複
合素子間に完全な接着が得られること、及び非常
に高レベルの運動エネルギーの電子束の作用下で
あつても経済的に品質が維持されることを確認し
た。

こうして極めて多様な方法、例えば溶融塩浴電
解、物理的又は化学的気相蒸着、鑞付け固定、あ
るいは最新の放射線技術で使用される高出力管で
長期間使用後も接着力低下又は劣化減少を認める
ことなく平坦表面又は中空構造の表面に焼結金属
素子をリング状又はリングの一部として固定する
ための他の任意の方法を用いて、タングステン、
レニウム、イリジウム、オスミウム及びこれらの
合金、又は炭化物、窒化物もしくは硼化物型のこ
れらの化合物から成る厚さ0.5〜２mmの堆積物が
形成された。

例として、活性ゾーンの温度が2500〜3000℃と
なるような出力及び時間条件下で使用されていた
ある種の従来陽極に替えて本発明の陽極を使用し
た。同一条件下で使用した処、活性ゾーンの温度
は200〜400℃に低下し、窒化アルミニウムの熱伝
導の良好な特性を示した。

本発明の陽極は、高出力レベル及び10000回／
分を超え得る回転速度を使用する最新型のものを
含む凡ゆるＸ線管で使用される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所謂「活性」表面の少なくとも一部が放射性
   材料層により被覆されている基体により構成され
   たＸ線管用回転陽極であつて、該基体が窒化アル
   ミニウムから形成されていることを特徴とする前
   記陽極。 ２ 基体が粒子の焼結により形成されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の陽極。 ３ 放射性材料が基体と直接接触していることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の陽極。 ４ 放射性材料が、タングステン、レニウム、オ
   スミウム及びイリジウムの金属、それ等の合金、
   及び炭化物、窒化物、硼化物のようなそれ等の金
   属の化合物から構成される群に属していることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の陽極。 ５ 放射性材料が、溶融浴電解、水相化学的蒸
   着、気相物理的蒸着、鑞付け固定及び他の任意の
   焼結金属素子固定方法から構成される群に属する
   方法により得られることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の陽極。 ６ 放射性材料の厚みが0.5から２mmの範囲であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の陽極。