탄소나노튜브 전계방출원을 이용한 투과형 마이크로 포커스엑스선관

Abstract

본 발명은, 탄소나노튜브(Carbon nanotube) 전계방출형 음극, 삼극관형 전자총, 전자빔 집속 광학계 및 투과형 엑스선 타겟을 이용하여, 직경이 수 마이크로미터 이하의 크기를 갖는 엑스선을 발생하는 마이크로 포커스 엑스선관에 관한 것으로, 본 발명에 따른 마이크로 포커스 엑스선관은, 핀 형 금속 팁의 뾰족한 일단에 탄소나노튜브가 형성된 팁 형 탄소나노튜브 음극 전극; 상기 음극 전극에 이격되어 설치되며, 상기 음극 전극 방향으로 구부러져서 형성되는 게이트 전극; 상기 게이트 전극에 이격되어 설치되며, 상기 게이트 전극 방향으로 구부러져서 형성되어 상기 음극 전극에서 발생된 전자빔을 가속하고 가속된 전자빔이 후면으로 통과할 수 있도록 어퍼처(aperture)가 형성된 양극 전극을 포함하여 구성된 전자총부; 상기 전자총부와 연결되며, 내부의 진공 상태를 유지하고 전기적으로 접지되어 있는 진공챔버; 상기 진공챔버 후면에 연결되며, 상기 인출된 전자빔을 집속하는 전자빔 집속 광학계; 및, 상기 전자빔 집속 광학계의 후면에 접하여 연결되며, 상기 전자빔 집속 광학계에서 집속된 전자빔이 충돌하여 엑스선이 발생되는 투과형 엑스선 발생부를 포함하고, 본 발명에 따른 마이크로 포커스 엑스선관에 의하면, 고휘도 전자빔원인 탄소나노튜브 전계방출원을 사용함으로써 고해상도 엑스선 비파괴검사 및 의료영상 분야에 필수적인 마이크로 포커스 엑스선원의 휘도(Brightness)를 증가할 수 있으며, 기존 필라멘트 음극 기반의 엑스선원에 비해 전원 인가 구조가 단순하여 소형화가 유리하고 소비전력을 낮출 수 있다. 뿐만 아니라 팁 형 탄소나노튜브 음극 전극의 직경으로 전자 인출부의 크기를 조절하여 보다 집속된 전자빔으로 엑스선 영상의 공간 분해능이 향상될 수 있다.