KR100711186B1 - X-ray tube that can be disassembled and assembled using carbon nanotubes as a field emission source - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 탄소나노튜브를 전계방출원으로 이용한 분해ㆍ조립이 가능한 엑스선관은, 양극부 측과의 분해 및 조립이 가능한 구조로 마련되며, 전극의 전면부에는 전원의 인가에 의해 전자를 방출하는 다수의 탄소나노튜브가 조밀하게 설치되어 있는 음극 전극; 상기 음극 전극의 전방에 음극 전극과 소정 거리 이격되어 전자빔의 진행방향에 대해 직각으로 설치되며, 음극 전극으로부터 방출된 전자의 가속 및 직진성 증대를 위한 그리드 전극; 음극부 측과의 분해 및 조립이 가능한 구조로 마련되며, 벌브의 저면에는 상기 음극 전극으로부터 방출된 전자에 의한 충돌에 의해 X-선을 방출하는 양극 전극; 상기 양극 전극의 전방에 양극 전극과 소정 거리 이격되어 벌브의 내주면을 따라 일정 영역만큼 설치되며, 상기 음극 전극으로부터 방출된 전자의 집속을 위한 전자 집속전극; 및 상기 양극 전극이 그 내부에 설치되어 있는 벌브의 일측에 마련되며, 가스를 외부로 배출하기 위한 가스 펌핑 밸브를 포함하여 구성된다.The X-ray tube that can be disassembled and assembled using the carbon nanotubes as an electric field emission source is provided in a structure that can be disassembled and assembled with the anode side, and emits electrons by applying power to the front part of the electrode. A cathode electrode in which a plurality of carbon nanotubes are densely installed; A grid electrode spaced apart from the cathode electrode at a predetermined distance in front of the cathode electrode at a right angle to the traveling direction of the electron beam, and configured to increase acceleration and straightness of electrons emitted from the cathode electrode; It is provided in a structure capable of disassembling and assembling with the cathode side, the bottom surface of the bulb is an anode electrode for emitting X-rays by the impact of electrons emitted from the cathode electrode; An electron focusing electrode spaced apart from the anode by a predetermined distance in front of the anode electrode and installed in a predetermined area along an inner circumferential surface of the bulb and configured to focus electrons emitted from the cathode electrode; And the anode electrode is provided at one side of the bulb installed therein, and includes a gas pumping valve for discharging gas to the outside.
이와 같은 본 발명에 의하면, 탄소나노튜브를 전계방출원으로 이용함으로써 종래의 열전자 방출 음극구조가 갖는 열적인 문제점들을 해소하고, 음극부와 양극부를 분리형으로 구성함으로써 음극부의 교체 및 장착을 용이하게 할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, by using the carbon nanotubes as the field emission source to solve the thermal problems of the conventional hot electron emission cathode structure, and to configure the negative electrode portion and the anode portion in a separate type to facilitate the replacement and mounting of the negative electrode portion There are advantages to it.
Description
도 1은 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 전계방출원으로 이용한 분해ㆍ조립이 가능한 엑스선관의 조립된 상태를 보여주는 도면. 1 is a view showing an assembled state of an X-ray tube capable of disassembly and assembly using carbon nanotubes as an electric field emission source according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 전계방출원으로 이용한 분해ㆍ조립이 가능한 엑스선관의 분리된 상태를 보여주는 도면.Figure 2 is a view showing the separated state of the X-ray tube that can be disassembled and assembled using carbon nanotubes as the field emission source according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 전계방출원으로 이용한 분해ㆍ조립이 가능한 엑스선관에 있어서의 음극부의 다른 실시예를 보여주는 도면.3 is a view showing another embodiment of a cathode part in an X-ray tube capable of disassembling and assembling using carbon nanotubes as an electric field emission source according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 전계방출원으로 이용한 분해ㆍ조립이 가능한 엑스선관에 있어서의 음극부의 또 다른 실시예의 모듈 조립 순서도. Figure 4 is a module assembly flow chart of another embodiment of the negative electrode portion in the X-ray tube that can be disassembled and assembled using the carbon nanotubes as the field emission source according to the present invention.
도 5는 도 4의 (E)의 음극부의 평면도.FIG. 5 is a plan view of the cathode of FIG. 4E; FIG.
도 6은 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 전계방출원으로 이용한 분해ㆍ조립이 가능한 엑스선관에 있어서의 양/음극부 튜브 연결부를 보여주는 도면.6 is a view showing a positive / cathode tube connection part in an X-ray tube that can be disassembled and assembled using carbon nanotubes as an electric field emission source according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 전계방출원으로 이용한 분해ㆍ조립이 가능한 엑스선관에 있어서의 전자집속전극의 구조를 보여주는 도면.7 is a view showing a structure of an electron focusing electrode in an X-ray tube capable of disassembling and assembling using carbon nanotubes as an electric field emission source according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
101...음극부 102...양극부101 cathode ... 102 anode
110...음극 전극 110c...탄소나노튜브110
110s...탄소나노튜브 기판 지지대 120...그리드 전극110s ... Carbon Nanotube
130...양극 전극 140...전자집속전극130
150...가스 펌핑 밸브 160...양/음극부 튜브 연결부150 ...
170...베릴륨 창170.Beryllium Window
본 발명은 엑스선관(X-ray tube)에 관한 것으로서, 더 상세하게는 탄소나노튜브(carbon nano tube)를 전계방출원으로 이용함으로써 종래의 열전자 방출 음극구조가 갖는 열적인 문제점들을 해소하고, 음극부와 양극부를 분리형으로 구성함으로써 음극부의 교체 및 장착을 용이하게 할 수 있는 탄소나노튜브를 전계방출원으로 이용한 분해ㆍ조립이 가능한 엑스선관에 관한 것이다.The present invention relates to an X-ray tube, and more particularly, by using carbon nanotubes as field emission sources, to solve the thermal problems of the conventional hot electron emission cathode structure, the cathode The present invention relates to an X-ray tube that can be disassembled and assembled using carbon nanotubes as an electric field emission source, by which the negative electrode and the positive electrode are separated.
현재 상용되고 있는 모든 X-선관은 진공 밀봉된 벌브 내부에 음극부와 양극부가 설치되어 있고, 음극부에서 발생된 전자가 음극부와 양극부 사이에 인가되어 있는 고압전원에 의해 가속되어 양극부의 타깃(target)에 충돌하면서 X-선이 발생한다. 이와 같이 음극부에서 전자를 발생시키는 기존의 X-선관은 텅스텐 필라멘트 를 가열하여 전자를 발생시키는 열전자 방출(thermionic emission) 음극 구조를 가지고 있다. All X-ray tubes currently in use have a cathode part and an anode part inside a vacuum-sealed bulb, and electrons generated at the cathode part are accelerated by a high voltage power applied between the cathode part and the anode part, and thus the target of the anode part is used. X-rays are generated when they hit the target. As such, the existing X-ray tube that generates electrons in the cathode part has a thermoionic emission cathode structure that generates electrons by heating tungsten filaments.
열전자 방출 음극 구조를 갖는 X-선관에서의 단점은 열전자를 방출시키기 위해 필라멘트를 가열시킬 때의 열적 문제 때문에 필라멘트 및 집속부에서 발생하는 탈기체(outgas)로 인해 진공도가 현저히 저하되어 내부 방전이 발생하여 사용하지 못하게 되는 경우가 발생한다. 또한, 필라멘트의 가열시 필라멘트의 표면에서 텅스텐이 증발되어 그 외경이 줄어들면서 열전자 방출 특성이 변하게 되고, 이때 증발된 텅스텐은 유리 벌브 내벽에 증착되어 고압 절연을 저하시키고, 투과 X-선량이 줄어드는 문제가 발생한다.A disadvantage of X-ray tubes with hot electron emission cathode structures is that due to thermal problems when heating the filaments to release hot electrons, the outgassing at the filaments and concentrators causes a significant decrease in vacuum, resulting in internal discharge. If you do not use it occurs. In addition, when the filament is heated, tungsten is evaporated from the surface of the filament and its outer diameter is reduced, thereby changing the hot electron emission characteristics. At this time, the evaporated tungsten is deposited on the inner wall of the glass bulb to degrade the high pressure insulation and reduce the transmission X-ray dose. Occurs.
이상과 같이 필라멘트를 가열하여 방출되는 열전자에 의해 발생하는 엑스선 광원은 그 규모가 거대하여 상대적으로 많은 제작비용을 발생시키며, 장소가 한정되어 있어서 이용자들이 사용하는데 한계가 있다. 또한, 필라멘트의 가열에 의한 엑스선의 선질이 나빠지며, 낮은 열전자 밀도에 의해 타깃에서 발생하는 엑스선의 발생효율이 낮으며, 열에 의한 타깃의 수명 단축이 기술적 문제점으로 인식되어 왔다. 또한, 최근 연구되고 있는 레이저를 이용하는 엑스선 광원기술 및 거대한 방사광을 이용한 광원기술은 막대한 설치비용과 공간적 및 이동성 등의 제약에 의해 기계 및 반도체 산업으로의 적용이 어려우며, 많은 상업적 제약이 따르기 때문에 과학 및 의학 분야와 같은 특정한 연구분야에 국한하여 이용되고 있는 실정이다.As described above, the X-ray light source generated by the hot electrons emitted by heating the filament has a large size and generates a relatively high production cost, and the place is limited, and thus there is a limit to use by the users. In addition, the quality of X-rays due to heating of the filament is deteriorated, the generation efficiency of X-rays generated in the target is low due to the low hot electron density, and the shortening of the lifetime of the target by heat has been recognized as a technical problem. In addition, the X-ray light source technology using laser and the light source technology using huge radiation are difficult to be applied to the machinery and semiconductor industry due to enormous installation cost, space, and mobility, and many commercial constraints are followed. It is used only in specific research fields such as the medical field.
본 발명은 이상과 같은 사항을 감안하여 창출된 것으로서, 탄소나노튜브를 전계방출원으로 이용함으로써 종래의 열전자 방출 음극구조가 갖는 열적인 문제점들을 해소하고, 음극부와 양극부를 분리형으로 구성함으로써 음극부의 교체 및 장착을 용이하게 할 수 있는 탄소나노튜브를 전계방출원으로 이용한 분해ㆍ조립이 가능한 엑스선관을 제공함에 그 목적이 있다. The present invention was created in view of the above matters, and solves the thermal problems of the conventional hot electron emission cathode structure by using carbon nanotubes as the field emission source, and by forming the negative electrode portion and the positive electrode portion in a separate type, Its purpose is to provide an X-ray tube that can be disassembled and assembled using carbon nanotubes as a field emission source that can be easily replaced and installed.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 양극부 측과의 분해 및 조립이 가능한 구조로 마련되며, 전극의 전면부에는 전원의 인가에 의해 전자를 방출하는 다수의 탄소나노튜브가 조밀하게 설치되어 있는 음극 전극과, 상기 음극 전극의 전방에 음극 전극과 소정 거리 이격되어 전자빔의 진행방향에 대해 직각으로 설치되며, 음극 전극으로부터 방출된 전자의 가속 및 직진성 증대를 위한 그리드 전극과, 음극부 측과의 분해 및 조립이 가능한 구조로 마련되며, 벌브의 저면에는 상기 음극 전극으로부터 방출된 전자에 의한 충돌에 의해 X-선을 방출하는 양극 전극과, 상기 양극 전극의 전방에 양극 전극과 소정 거리 이격되어 벌브의 내주면을 따라 일정 영역만큼 설치되며, 상기 음극 전극으로부터 방출된 전자의 집속을 위한 전자 집속전극 및 상기 양극 전극이 그 내부에 설치되어 있는 벌브의 일측에 마련되며, 가스를 외부로 배출하기 위한 가스 펌핑 밸브를 포함한 엑스선관에 있어서: 상기 음극부는, 전자를 방출하는 탄소나노튜브와; 상기 탄소나노튜브를 지지하며 음극으로서의 내부 스테인레스 스틸과; 상기 내부 스테인레스 스틸과 소정 거리 이격되어 내부 스테인레스 스틸을 에워싸듯이 설치되는 양극으로서의 외부 스테인레스 스틸과; 상기 내ㆍ외부 스테인레스 스틸 사이에 개재되어 내ㆍ외부 스테인레스 스틸을 전기적으로 서로 절연시키는 세라믹 절연체 및 상기 세라믹 절연체의 전자 방출구 전면에 설치되며, 탄소나노튜브로부터 방출된 전자의 가속 및 직진성 증대를 위한 그리드 전극을 포함하고; 상기 음극부와 양극부를 연결하는 양/음극부 튜브 연결부는 코바로 서로 접합되도록 한 것을 기술적 구성으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 음극부는 "T"자형의 탄소나노튜브 기판 지지대와; 상기 탄소나노튜브 기판 지지대의 수평면부 위에 설치되며, 전자방출을 위한 탄소나노튜브와; 상기 "T"자형의 탄소나노튜브 기판 지지대의 수평면부 주변에 하부에서 상부로 에워싸듯이 설치되는 세라믹 절연체와; 그 세라믹 절연체의 상단면에 설치되며 전자의 가속 및 직진성 증대를 위한 그리드 전극과; 상기 세라믹 절연체의 측면부를 감싸듯이 설치되는 그리드전극 지지대를 포함하여 구성될 수도 있다.
상기 음극부 측의 코바와 양극부 측의 코바 사이에는 구리재질의 가스켓이 개재되어 있는 것이 바람직하다.In order to achieve the above object, the present invention is provided with a structure capable of disassembling and assembling with the anode side, a plurality of carbon nanotubes that emit electrons by the application of power is densely installed on the front side of the electrode A negative electrode, spaced apart from the negative electrode by a predetermined distance in front of the negative electrode, at a right angle to the traveling direction of the electron beam, a grid electrode for accelerating and increasing the linearity of electrons emitted from the negative electrode, It is provided in a structure that can be disassembled and assembled, the bottom of the bulb is an anode electrode that emits X-rays by the collision of electrons emitted from the cathode electrode, and a predetermined distance from the anode electrode in front of the anode electrode The electron focusing electrode and the quantity for focusing the electrons emitted from the cathode electrode is installed in a predetermined area along the inner peripheral surface of the bulb Electrode is provided on one side of the bulb that is installed therein, in the X-ray tube, including a gas valve for discharging the pumped gas to the outside: a carbon nanotube to the cathode portion, and emitting electrons; Internal stainless steel supporting the carbon nanotubes as a cathode; An outer stainless steel as an anode spaced apart from the inner stainless steel by a predetermined distance and installed as surrounding the inner stainless steel; A ceramic insulator interposed between the inner and outer stainless steels to electrically insulate the inner and outer stainless steels from each other, and installed in front of an electron emission port of the ceramic insulator, and for accelerating and increasing the linearity of electrons emitted from carbon nanotubes. A grid electrode; The positive / negative electrode tube connecting portion connecting the negative electrode portion and the positive electrode portion is configured to be bonded to each other with a bar.
According to another embodiment of the present invention, the cathode portion and the "T" shaped carbon nanotube substrate support; A carbon nanotube disposed on a horizontal surface portion of the carbon nanotube substrate support and configured to emit electrons; A ceramic insulator installed around the horizontal surface portion of the carbon nanotube substrate support of the “T” shape as if it is surrounded from top to bottom; A grid electrode installed on an upper surface of the ceramic insulator and for increasing acceleration and linearity of electrons; It may be configured to include a grid electrode support that is installed to surround the side of the ceramic insulator.
It is preferable that a copper gasket is interposed between the cobar on the cathode side and the cobar on the anode side.
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이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 전계방출원으로 이용한 분해ㆍ조립이 가능한 엑스선관을 나타낸 것으로서, 도 1은 조립된 상태를 보여주는 도면이고, 도 2는 분리된 상태를 보여주는 도면이다.1 and 2 show an X-ray tube which can be disassembled and assembled using carbon nanotubes as an electric field emission source according to the present invention. FIG. 1 is a view showing an assembled state, and FIG. 2 is a view showing a separated state. to be.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 전계방출원으로 이용한 분해ㆍ조립이 가능한 엑스선관은 음극 전극(110), 그리드 전극(120), 양극 전극(130), 전자집속전극(140), 가스 펌핑밸브(150)를 포함하여 구성된다. 1 and 2, an X-ray tube capable of disassembling and assembling carbon nanotubes as an electric field emission source according to the present invention includes a
상기 음극 전극(110)은 양극부(102) 측과의 분해 및 조립이 가능한 구조로 마련되며, 전극의 전면부에는 전원의 인가에 의해 전자를 방출하는 다수의 탄소나노튜브(110c)가 조밀하게 설치된다.The
상기 그리드 전극(120)은 상기 음극 전극(110)의 전방에 음극 전극(110)과 소정 거리 이격되어 전자빔의 진행방향에 대해 직각으로 설치되며, 음극 전극(110)로부터 방출된 전자의 가속 및 직진성을 증대시키는 역할을 한다.The
상기 양극 전극(130)은 음극부(101) 측과의 분해 및 조립이 가능한 구조로 마련되며, 벌브의 저면에는 상기 음극 전극(110)으로부터 방출된 전자에 의한 텅스텐 타깃(130s)에로의 충돌에 의해 X-선을 방출한다. 여기서, 이와 같은 양극 전극(130)의 재질로는 구리(Cu), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 등이 사용될 수 있다.The
상기 전자집속 전극(140)은 상기 양극 전극(130)의 전방에 양극 전극(130)과 소정 거리 이격되어 도 7에 도시된 바와 같이, 벌브의 내주면을 따라 일정 영역만 큼 설치되며, 상기 음극 전극(110)로부터 방출된 전자를 집속시키기 위한 것이다. 이러한 전자집속 전극(140)은 광학계에서 어떠한 면 혹은 매질에 입사되는 광을 집속시키는 광학 렌즈(예컨대, 볼록 렌즈)의 역할과 유사한 역할을 하는 것으로, 다만 여기서 말하는 렌즈의 개념은 광학적 렌즈가 아니라 전기적 렌즈를 의미한다. As shown in FIG. 7, the
상기 가스 펌핑밸브(150)는 상기 양극 전극(130)이 그 내부에 설치되어 있는 벌브의 일측에 마련되며, 음극 전극(110)로부터의 전자가 양극 전극(130)의 텅스텐 타깃(130s)에 충돌할 때의 고에너지 방출과 함께 금속재나 내부 봉입 가스의 연소에 의해 발생되는 가스를 외부로 배출하기 위한 것이다. 도 1 및 도 2에서 참조번호 110s는 탄소나노튜브 기판 지지대, 160은 음극부와 양극부를 서로 연결하는 양/음극부 튜브 연결부, 170은 양극 전극으로부터 방출되는 X-선의 벌브 외부로의 방출을 위한 베릴륨(Be) 창을 각각 나타낸다.The
도 3은 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 전계방출원으로 이용한 분해ㆍ조립이 가능한 엑스선관에 있어서의 음극부의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.3 is a view showing another embodiment of a cathode part in an X-ray tube capable of disassembly and assembly using carbon nanotubes as an electric field emission source according to the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 전계방출원으로 이용한 분해ㆍ조립이 가능한 엑스선관에 있어서, 다른 실시예로서의 음극부(310)는 전자를 방출하는 탄소나노튜브(310c)와, 그 탄소나노튜브(310c)를 지지하며 음극으로서의 내부 스테인레스 스틸(312)과, 그 내부 스테인레스 스틸(312)과 소정 거리 이격되어 내부 스테인레스 스틸(312)을 에워싸듯이 설치되는 양극으로서의 외부 스테인레스 스틸(314)과, 상기 내ㆍ외부 스테인레스 스틸(312)(314) 사이에 개재되어 내ㆍ외부 스테인레스 스틸(312)(314)을 전기적으로 서로 절연시키는 세라믹 절연체 (316)와, 그 세라믹 절연체(316)의 전자 방출구 전면에 설치되며, 탄소나노튜브(310c)로부터 방출된 전자의 가속 및 직진성 증대를 위한 그리드 전극(320)으로 구성된다. Referring to FIG. 3, in the X-ray tube capable of disassembling and assembling the carbon nanotubes according to the present invention as an electric field emission source, the
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 전계방출원으로 이용한 분해ㆍ조립이 가능한 엑스선관에 있어서의 음극부의 또 다른 실시예를 보여주는 것으로서, 도 4는 음극부의 모듈 조립 순서도이고, 도 5는 도 4의 (E)의 평면도이다.4 and 5 show another embodiment of the negative electrode portion of the X-ray tube that can be disassembled and assembled using the carbon nanotubes as the field emission source according to the present invention, Figure 4 is a module assembly flow chart of the negative electrode portion, 5 is a plan view of FIG. 4E.
도 4 및 도 5를 참조하면, 먼저 도 4의 (A)에서와 같이 "T"자형의 탄소나노튜브 기판 지지대(401)를 마련하고, (B)에서와 같이 그 탄소나노튜브 기판 지지대(401)의 수평면부 위에 전자방출을 위한 탄소나노튜브(402)를 설치한다. 그런 후, (C)에서와 같이 세라믹 절연체(403)를 상기 "T"자형의 탄소나노튜브 기판 지지대(401)의 수평면부 주변에 하부에서 상부로 에워싸듯이 설치하고, (D)에서와 같이 탄소나노튜브(402)로부터 소정 거리 이격된 지점, 즉 세라믹 절연체(403)의 상단면에 전자의 가속 및 직진성 증대를 위한 그리드 전극(404)을 설치한 후, (E)에서와 같이 세라믹 절연체(403)의 측면부를 감싸듯이 세라믹 그리드전극 지지대(405)를 설치한다.4 and 5, first, as shown in FIG. 4A, a carbon
한편, 도 6은 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 전계방출원으로 이용한 분해ㆍ조립이 가능한 엑스선관에 있어서의 양/음극부 튜브 연결부를 보여주는 도면이다.On the other hand, Figure 6 is a view showing a positive / negative electrode tube connection in the X-ray tube that can be disassembled and assembled using the carbon nanotubes as the field emission source according to the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 전계방출원으로 이용한 분해ㆍ조립이 가능한 엑스선관에 있어서, 음극부(101)와 양극부(102)를 서로 결합시켜주는 양/음극부 튜브 연결부(160)의 재질로는 본 발명에서의 양/음극부의 벌브의 재질로 파이렉스가 사용됨에 따라, 파이렉스와의 접합시 열팽창계수의 차이가 없는 코바(Kovar)가 사용된다. 이때, 바람직하게는 음극부(101) 측의 코바와 양극부(102) 측의 코바 사이에 구리재질의 가스켓(gasket)을 개재시킨다. 이는 양측 튜브를 접합시킨 후, 튜브 내부를 원하는 진공 상태(예컨대, 10-8Torr)로 유지시킴에 있어서, 그 요구되는 진공도를 용이하게 유지하고, 완전한 밀봉 상태를 확보하기 위한 것이다. Referring to FIG. 6, in an X-ray tube capable of disassembling and assembling carbon nanotubes as an electric field emission source, a positive / negative electrode tube which couples the
이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 탄소나노튜브를 전계방출원으로 이용한 분해ㆍ조립이 가능한 엑스선관은 탄소나노튜브를 전계방출원으로 이용함으로써 종래의 열전자 방출 음극구조가 갖는 열적인 문제점들을 해소하고, 음극부와 양극부를 분리형으로 구성함으로써 음극부의 교체 및 장착을 용이하게 할 수 있는 장점이 있다. 또한, 이러한 신개념 엑스선 검사장비의 개발로 기존에 수입에만 의존하던 X-선관을 대체함으로써 막대한 경제적 이득을 얻을 수 있고, 첨단 기계산업 및 나노 산업분야에 적용될 경우 탁월한 성능으로 제품에 대한 신뢰도를 한층 더 증진시키게 될 것이다. As described above, the X-ray tube which can be disassembled and assembled using the carbon nanotubes as the field emission source according to the present invention solves the thermal problems of the conventional thermoelectron emitting cathode structure by using the carbon nanotubes as the field emission source. And, by configuring the negative electrode portion and the positive electrode portion has an advantage that can be easily replaced and mounted the negative electrode portion. In addition, the development of such a new concept X-ray inspection equipment can achieve a huge economic benefit by replacing the X-ray tube, which had previously only depended on imports, and when applied to the high-tech machinery industry and the nano industry, the reliability of the product is further enhanced with excellent performance. Will be promoted.
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Families Citing this family (16)
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---|---|---|---|---|
KR100886203B1 (en) * | 2007-05-23 | 2009-02-27 | 한국전기연구원 | Microfocusing X-ray Tube with Multichannel Cathode Structure Using Carbon Nanotubes |
KR100886212B1 (en) * | 2007-07-31 | 2009-03-02 | 한국전기연구원 | Carbon nanotube based x-ray tube |
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KR101231598B1 (en) * | 2011-02-10 | 2013-02-08 | 고려대학교 산학협력단 | Cnt field electron emitter and manufacturing method thereof |
KR101857242B1 (en) * | 2011-03-29 | 2018-06-20 | 한국전자통신연구원 | Field emission x-ray tube apparatus for facilitating cathode replacement |
KR101245551B1 (en) * | 2011-06-08 | 2013-04-01 | 한국전기연구원 | X-ray tube having vacuum exhaust structure, anode unit of x-ray tube, and method of manufacturing anode unit for vacuum exhaust of x-ray tube |
WO2015152640A1 (en) * | 2014-04-01 | 2015-10-08 | 주식회사바텍 | Cartridge-type x-ray source apparatus and x-ray emission apparatus using same |
KR20150114366A (en) | 2014-04-01 | 2015-10-12 | 주식회사바텍 | X-ray source device using nano structure and apparatus for generating x-ray using replaceable x-ray source cartridge |
KR101641049B1 (en) * | 2014-11-06 | 2016-07-20 | 국방과학연구소 | Component-replaceable electron gun |
KR102324260B1 (en) * | 2014-11-14 | 2021-11-10 | 주식회사바텍 | X-ray source with carbon nano tube and gate linearly aligned to each other |
CN104717822B (en) * | 2015-03-30 | 2017-11-03 | 同方威视技术股份有限公司 | Electrocurtain accelerator and control method |
CN105513929A (en) * | 2016-01-18 | 2016-04-20 | 黄石上方检测设备有限公司 | Carbon nano cold cathode X-ray tube |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59191247A (en) | 1983-04-15 | 1984-10-30 | Hitachi Ltd | Target for x-ray tube |
US4504965A (en) | 1981-12-16 | 1985-03-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotary anode X-ray tubes |
JPH09115467A (en) * | 1995-09-28 | 1997-05-02 | Siemens Ag | X-ray tube |
JPH09167585A (en) * | 1995-12-15 | 1997-06-24 | Toshiba Corp | Rotary anode type x-ray tube |
JP2003036805A (en) * | 2001-07-23 | 2003-02-07 | Kobe Steel Ltd | Micro x-ray source |
JP2003068206A (en) | 2001-08-29 | 2003-03-07 | Toshiba Corp | Recycling method of x-ray tube components |
JP2005237779A (en) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Shimadzu Corp | X-ray CT system |
-
2005
- 2005-10-07 KR KR1020050094190A patent/KR100711186B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4504965A (en) | 1981-12-16 | 1985-03-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotary anode X-ray tubes |
JPS59191247A (en) | 1983-04-15 | 1984-10-30 | Hitachi Ltd | Target for x-ray tube |
JPH09115467A (en) * | 1995-09-28 | 1997-05-02 | Siemens Ag | X-ray tube |
JPH09167585A (en) * | 1995-12-15 | 1997-06-24 | Toshiba Corp | Rotary anode type x-ray tube |
JP2003036805A (en) * | 2001-07-23 | 2003-02-07 | Kobe Steel Ltd | Micro x-ray source |
JP2003068206A (en) | 2001-08-29 | 2003-03-07 | Toshiba Corp | Recycling method of x-ray tube components |
JP2005237779A (en) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Shimadzu Corp | X-ray CT system |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101040536B1 (en) * | 2009-05-15 | 2011-06-16 | 경희대학교 산학협력단 | Gate-focused electrode integrated electrode structure for nanostructured material |
KR101092210B1 (en) | 2009-10-06 | 2011-12-09 | 한국전기연구원 | The apparatus and method for X-ray generating |
US8942352B2 (en) | 2011-03-29 | 2015-01-27 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Field emission x-ray tube apparatus for facilitating cathode replacement |
CN112017930A (en) * | 2020-07-22 | 2020-12-01 | 中国原子能科学研究院 | Three-pole grid-control cold cathode X-ray tube |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20070038849A (en) | 2007-04-11 |
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