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X線管 エックスせんかんX-ray tube

翻訳|X-ray tube

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

X線管
エックスせんかん
X-ray tube

X線を発生させるための真空管。高電圧で加速された電子線が金属などの対陰極に衝突するとき発生するX線を,アルミニウム箔かベリリウム箔を通して管外に取出す。電子源として真空放電を用いる冷陰極X線管が使われていたが,現在は 1913年アメリカの物理化学者 W.D.クーリッジが考案した熱電子X線管 (クーリッジ管) が使用されている。熱電子X線管の陰極は金属の集束筒の中にタングステンフィラメントを入れたもので,加熱により熱電子を放出する。連続X線を得るにはタングステンを対陰極とし,単色X線を得るには銅やモリブデンなどを対陰極としてその特性X線を用いる。電子線の衝突による発熱のため対陰極は水冷するが,強力なX線を発生するX線管には回転対陰極が用いられる。特殊目的のために電子線束を絞った微小焦点X線管や発散X線管などがある。

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百科事典マイペディアの解説

X線管【エックスせんかん】

レントゲン管とも。X線を発生させるための真空管。真空放電によって生じた陰極線を陽極と別に設けた対陰極に衝突させるガスX線管と,白熱フィラメントから出る熱電子を高電圧で加速し陽極を兼ねた対陰極に当てる電子X線管(クーリッジ管)とがあり,後者が一般に用いられる。
→関連項目クーリッジ電子管

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世界大百科事典 第2版の解説

エックスせんかん【X線管 X‐ray tube】

医学診断やX線回折などに利用するX線を発生するための電子管。電子管中に高電圧をかけた陽極を置くと電子は加速され,大きな運動エネルギーを伴って陽極に衝突する。この電子は陽極物質の原子核の近傍で制動を受け,また原子内の電子に作用して運動エネルギーの一部を波長の短い電磁波,すなわちX線として放出する。W.C.レントゲンは1895年末,実験中の放電管から蛍光作用,写真作用のある放射線が発生することを発見し,手の骨の透視写真撮影に成功し,これにX線と名付けた。

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日本大百科全書(ニッポニカ)の解説

X線管
えっくすせんかん

X線を発生させるための電子管。電子を発生させる陰極と、電子流を受け止める対陰極を備え、電子を高電圧で加速し、これを対陰極に衝突させてX線を出す仕組みになっている。X線には、対陰極に電子が衝突するとき電子エネルギーが変換されて発生し、連続スペクトルをもつ連続X線と、対陰極の原子内にある電子が加速電子によってかき乱されて、対陰極物質から出る固有な線スペクトルまたはその一部で構成される固有X線とがある。
 X線管は、1895年レントゲンの発見以来使われたイオンX線管(ガスX線管ともいう)と、1913年にアメリカのゼネラル・エレクトリック社のクーリッジが考案した電子X線管(クーリッジ管、熱電子X線管ともいう)とに大別できる。
 イオンX線管の原理は、放電管を0.1トル(水銀柱0.1ミリメートルの圧力)程度に減圧して放電させると、管内に残った少量のイオンが加速され陰極に衝突し、陰極から高速の電子が放射される。この電子が対陰極に衝突し、X線を発生する。しかし、X線の波長(硬さ)を一定に保つのに真空度の微妙な調整が必要なうえ、X線の強度と波長を別々に変えることのできない欠点のため、あまり使われなくなった。
 電子X線管は高真空中のタングステン陰極フィラメントを加熱し、熱電子流をつくり、これを直接対陰極、つまり陽極に衝突させてX線を発生させる。陽極物質は、連続X線の場合はタングステン、固有X線の場合には鉄、銅、モリブデン、銀などが多く用いられている。電子の加速電圧は30~100キロボルトで、透過度をあげたいときは加速電圧をさらにあげている。この際、電子のエネルギーはわずか1%しかX線に変換されず、残りは熱になるため、X線の出力線量に応じた冷却法が用いられている。
 歯科用などの小型の固定陽極X線管では銅製の陽極体を通して熱を絶縁油に逃がし冷却している。焦点サイズはほとんどが0.1~1.0ミリメートル。循環器診断用やCTスキャナなどの大型の回転陽極X線管は、円板状のターゲットを外部からの回転磁界により毎分3000~9000回転と高速回転させて熱上昇を抑えている。大出力用には消音のためにボールベアリングのかわりに潤滑用に液体金属を用いたものも開発されている。焦点サイズは0.1~2ミリメートル。分析用はX線のスペクトル特性が問題とされ、ターゲットには使用目的に応じて種々の金属が用いられるが、ほとんどは陽極を接地して強制冷却している。非破壊測定用はとくにX線出力の安定度に配慮されている。
 なお、特殊X線管として、二次電子を強く発生する二次X線管(蛍光X線管ともいう)、焦点の半径が0.01ミリメートル以下という微小焦点X線管などがある。[岩田倫典]

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世界大百科事典内のX線管の言及

【X線】より


[X線の発生方法とスペクトル]
 もっともふつうに用いられる方法は,陰極と陽極(対(たい)陰極ともいう)を入れて封入した大型の真空管において,陰極を電流で熱し,飛び出した電子(熱電子)を電極によって加速して対陰極に衝突させるもので,発生したX線は,ベリリウムやガラスのようなX線の吸収の少ない物質で作った窓を通して外に出して使用する。このような管はクーリッジ管あるいは熱電子式X線管と呼ばれ,陰極にはふつう,タングステンのフィラメントなどが用いられる。加速した電子のエネルギーのうち,X線を発生させるのはごく一部で,そのほとんどは熱となるため,対陰極にはタングステンやモリブデンなどの高融点物質や,銀や銅などの熱伝導性がよく,かつ融点も比較的高い物質が用いられ,さらに水などで冷却するのがふつうである。…

※「X線管」について言及している用語解説の一部を掲載しています。

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