分析機器用の特殊コルゲートセラミックチューブ、金属セラミックチューブ、ガラスチューブ。国内外のXRD、蛍光X線分析装置、結晶分析装置、配向装置など、さまざまなモデルに適しています。X線管高速電子を金属ターゲットに衝突させることでX線を発生させる真空電子装置です。その構造、原理、用途には様々な技術的特徴が伴います。

1. 基本構造X線管

（１）陰極（電子放出源）

タングステンフィラメントで構成されたX線管通電後、加熱されて電子を放出します。集束カバー（カソードヘッド）に巻き付けられ、電子ビームの方向を制御します。フィラメントの温度は約2000Kで、電子放出量は電流値によって制御されます。

（２）陽極（ターゲット材）

通常、高エネルギー電子衝撃に耐え、X線を生成するために、高融点金属（タングステン、モリブデン、ロジウムなど）が使用されます。陽極ヘッド（ターゲット面）、陽極キャップ、ガラスリング、陽極ハンドルで構成され、熱放散（放射または伝導による）と二次電子の吸収を担います。

（３）真空シェルと窓

ガラスまたはセラミック製のシェルは、電子散乱を防ぐため、高真空環境（10⁻⁴Pa以上）を維持します。窓材にはX線吸収率が低いことが求められ、一般的にベリリウムシート、アルミニウム、またはリンデマンガラスが用いられます。

2. 動作原理X線管

（１）電子の加速と衝突

陰極フィラメントから放出された電子は、高電圧（キロボルトからメガボルトの範囲）によって加速され、陽極ターゲット材料に衝突します。電子の運動エネルギーをX線に変換するプロセスは、以下の通りです。

制動放射: 電子が減速または偏向するときに放出される連続スペクトルの X 線。

特性放射線: ターゲット物質の内層における電子遷移によって放出される X 線 (Kα 線や Kβ 線など)。

（2）エネルギー変換と効率 

電子エネルギーの約 1% のみが X 線に変換され、残りは熱の形で消散するため、強制冷却 (回転陽極設計など) が必要になります。

3. X線管の分類と応用シナリオ

（１）電子的手段を生成することによって

インフレータブル チューブ: ガスのイオン化を利用して電子を生成する初期のタイプで、電力が低く、寿命が短い (現在は廃止されています)。

真空管: 現代の主流である高真空環境により、電子効率と安定性が向上します。

（２）目的別

医療分野では、診断（歯科検査や乳房検査など）と治療（放射線治療など）X線管多くの場合、回転陽極を使用して電力密度を高めます。

工業試験：高透過率（硬X線）に重点を置いた非破壊検査、材料構造分析など。

（３）冷却方法に応じて

固定アノード: シンプルな構造で、低電力のシナリオに適しています。

回転陽極: ターゲット表面が高速 (最大 10,000 回転/分) で回転し、放熱性を向上させて高出力をサポートします。

4. X線管の性能特性と限界

（1）利点

低コスト、小型、操作が簡単で、医療および産業分野の日常的な試験に適しています。ターゲット材料（タングステン、モリブデン、銅など）を柔軟に調整できるため、さまざまなエネルギー要件に対応できます。

（2）制限

輝度とコリメーションが低く、X線発散角が大きいため、追加のコリメータが必要になります。エネルギースペクトルは連続的で、特徴的な線が含まれているため、フィルタリングまたは単色化（ニッケルフィルターを使用してKβ線を除去するなど）が必要です。

5. X線管球とシンクロトロン放射源の比較

（１）明るさと光束

X線管球：低輝度、日常検査に最適。シンクロトロン放射光源：輝度10⁶約10¹²倍に向上し、ナノイメージングやタンパク質結晶構造解析などの最先端の研究に適しています。

（２）スペクトル特性

X線管: 離散特性線+連続スペクトル、エネルギー範囲は加速電圧によって制限されます。

シンクロトロン放射: 広範囲の連続スペクトル (赤外線から硬 X 線まで)、正確に調整可能。

（３）時間特性

X線管: 連続またはマイクロ秒レベルのパルス（回転ターゲット）。

シンクロトロン放射: フェムト秒レベルのパルス。化学反応などの動的プロセスの研究に適しています。

6. 技術的パラメータX線管

（1）オプションのターゲット材料の種類：銅、共同、鉄、Cr、モ、ティ、Wなど

（２）焦点距離：0.2×12mm²または1×10mm²または0.4×14mm²（ファインフォーカス）

（３）より大きな出力：2.4kWまたは2.7kW

全体、X線管実用性と経済性から、医療診断や産業検査などの分野ではX線源が主流となっていますが、性能面でのボトルネックが課題となっています。最先端の科学研究など、高解像度・高輝度が求められる分野では、シンクロトロン放射光源などの先進技術に頼る必要があります。今後の開発方向性としては、エネルギー変換効率の向上、放熱構造の最適化、小型X線源の開発などが挙げられます。