2005 Fiscal Year Annual Research Report
高エネルギー放電によるフラッシュX線装置の臨床応用
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16591181
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
小原 春雄 東北大学, 医学部, 助教授 (90006362)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大石 幹雄 東北大学, 医学部, 教授 (20004921)
洞口 正之 東北大学, 医学部, 教授 (20172075)
丸岡 伸 東北大学, 医学部, 教授 (90173947)
本間 経康 東北大学, 医学部, 助教授 (30282023)
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| Keywords | フラッシュX線管 / 冷陰極放電機構 / 高速度(μ秒)X線撮影 / Rogowski-coil / X線スペクトル |
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| Research Abstract |
本研究で試作したフラッシュX線管(冷陰極3極管)は高エネルギー放電機構を有し、陽極、陰極、トリガー電極で構成される。組み立て式となっているため、陽極および陰極材質の交換、陽極-陰極間距離、陰極-トリガー電極間距離、管内真空度の調整により電子の電界放出を無限に引き出すことが可能となる。フラッシュX装置の電気的特性において、装置の主放電回路の抵抗R(Ω)、インダクタンスL(H)は、放電電流(管電流)の大きさを決定する定数であり、これに付随するX線出力およびX線曝射時間の決定因子となる。電気的定数は放電時のフラッシュX線管の管電流で求められる。管電流の測定には、陽極に流れる電流がつくる磁界をパルスカレントトランスで検出し、デジタル・フォスファ・オシロスコープで波形解析を行うことで求めた。高圧コンデンサ容量0.2μF、管内真空度6.0×10^<-3>Paのとき、抵抗Rは0.2Ω、インダクタンスLは0.7μHとなり、値が小さいほどX線出力は大となり、管内真空度、放電間隙には大きく影響されないことを確認した。放電時の瞬間管電流は最大10^4Aであった。曝射時間は応答の速いプラスチックシンチレータで検出し、今回購入した光電子増倍管(PMT)(HAMAMATU : H3178-51; PMT用高圧電源HAMAMATU : C4840)で電気信号に変換し電流微分波形として波形解析を行った。曝射時間は半値幅で0.3μsec.パルス幅10%で1.1μsec.以下であった。研究を通して、現段階で一概に表しえないが、X線発生の最適条件は、陽極材質(W)一定で、コンデンサ容量0.2μF、充電電圧(管電圧)70kV、真空度6.0×10^<-3>Pa、陽極-陰極間距離10mmの点で最強度があり、これよりに真空度と陽極-陰極間距離が大きくても、小さくてもX線強度は低下する傾向にあった。フラッシュX線管の焦点測定ではフラッシュX線管の陽極は基本的に棒状の金属を用いているが、電極の先端の形状(角度)により焦点の大きさが変化すると考えられるが、放電は陽極先端で起こり、X線の発生の源はほぼ最先端付近である。先端の形状と焦点の大きさの関係は、一義的に決定できない状態である。小焦点化に向け、相互の関係を究明することが今後の課題である。
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