高エネルギー放電による高輝度パルスX線装置の総合的開発と応用

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09670952
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 岩手医科大学
• 研究代表者: 佐藤 英一 岩手医科大学, 教養部, 助教授 (90154038)
• 研究分担者: 寒河江 康朗 岩手医科大学, 教養部, 助手 (30235197) ; 志子田 有光 岩手医科大学, 教養部, 助手 (00215972)
• キーワード: フラッシュX線 / プラズマX線源 / 特性X線撮影 / 単色化フィルタ / ウォータウィンドX線 / フェライト細管 / X線マイクロスコピー

研究概要

本年度は以下に示す装置(2機種)の実用化を主目的とした研究を遂行した。
1. 単色プラズマX線装置の実用化
単色プラズマX線装置は高電圧充電器、高電圧オイルコンデンサ、ターボ分子ポンプ、サイリスタパルサー(トリガ装置)、およびフラッシュX線管より構成される。コンデンサを40〜60kV程度に充電し、蓄積された電荷をX線管内に瞬時に放電することによりX線を発生させる。X線管はターボ分子ポンプにより1mPa程度に連続排気され、陰極にトリガ電圧を印加することにより主放電を誘起する。陽極(ターゲット)は直径3.0mmの長棒で、10kA以上の管電流により気化されるので、プラズマX線源が形成される。管のターゲットにはニッケル、銅、モリブデン、銀、錫、そして単色化フィルタには同元素のものをそれぞれ採用したので、線量率の高いK系列特性X線が得られた。管電流と管電圧の尖頭値は充電電圧が60kVではそれぞれ25kA、60kV程度で、X線照射時間は約1μsであった。撮影に適切なターゲット材を採用することにより高コントラストのCR画像を得ることができた。
2. 生体X線顕微鏡用ウォータウィンドX線装置の実用化
ウォータウィンドX線装置は高電圧充電器、極性反転式イグナイトロンパルサー、油拡散ポンプ、そしてフェライト細管付きのX線管よりなる。パルサー内の高電圧コンデンサを10〜30kVに充電し、蓄積された電荷をパルサー内のイグナイトロンを閉じることによりX線管内のフェライト細管に放電する。これにより細管内でプラズマが形成され、X線が発生する。X線管は油拡散ポンプにより1mPa程度に連続排気され、細管の陽極と陰極にはウォータウィンドX線域でL系列特性X線の得られるチタンを採用した。管電圧と電流は減衰振動波形となり、これらの振動中にX線は発生した。

研究成果

• [文献書誌] E.Sato, et al.: "Flash water-window x-ray generator having a territe capillary" SPIE. 3173. 184-193 (1997)
• [文献書誌] M.Sagae, et al.: "Ignitron-drive soft tlash x-ray generator" SPIE. 3173. 194-203 (1997)
• [文献書誌] E.Sato, et al.: "High-dose-rate stroboscopic x-ray generator having a hot-cathode triode" SPIE. 3173. 204-213 (1997)
• [文献書誌] E.Sato, et al.: "Quasi-monochromatic Nickel-plasma radiography" Ann.Rep.Iwate Med.Univ.Sch.Lib.Arts Sci.32. 1-10 (1997)
• [文献書誌] E.Sato, et al.: "Tentative experiment for generating x-rays from the vacuum space" Ann.Rep.Iwate Med.Univ.Sch.Lib.Arts Sci.32. 11-18 (1997)
• [文献書誌] E.Sato, et al.: "Monochromatic plasma x-ray generator and its applications" SPIE. 3336. (1998)