рентгеновская трубка

Формула изобретения

Рентгеновская трубка постоянного излучения, состоящая из цилиндрического анода, кольцевого катода, состоящего из нескольких нитей накала, фокусирующего электрода, окна для вывода рентгеновского излучения и герметичного корпуса, отличающаяся тем, что кольцевой катод, состоящий из двух и более нитей накала, изолирован от корпуса трубки и фокусирующего электрода, анод выполнен в виде массивного медного цилиндра, на торец которого закреплена пайкой или сваркой мишень из материала, необходимого для генерации соответствующего рентгеновского излучения, фокусирующий электрод установлен таким образом, чтобы продукты испарения катода не попадали на торцевую поверхность анода, внутренняя часть корпуса трубки является дополнительным элементом фокусировки, конфигурация внутренней поверхности корпуса трубки, обращенная к катоду и фокусирующему электроду, рассчитана таким образом, чтобы обеспечить фокусировку электронов на поверхности анода, в конструкцию трубки добавлен выходной коллиматор, размеры которого выбираются такими, чтобы продукты испарения катода не попадали на поверхность выходного окна.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к источникам рентгеновского излучения для селективного получения рентгеновского излучения с различными длинами волн.

Известен источник рентгеновского излучения для селективного получения пучков рентгеновского излучения с различными длинами волн (А.с. 1434508 СССР, МКИ ³ В5J 17/00. Кузнецов В.Л., Соколов О.Б. и др. 1988 г.), состоящий из анода, фокусирующего электрода, окна для вывода рентгеновского излучения и герметичного корпуса. Анод выполнен в виде полого цилиндра, на торцевую поверхность которого нанесен рабочий слой в виде нескольких секторных мишеней. Фокусирующий электрод выполнен в виде электрически изолированных друг от друга секций полого цилиндра, с зазором охватывающих анод. Количество секций фокусирующего электрода равно количеству секторных мишеней анода. В своей верхней части секции фокусирующего электрода снабжены разделительными экранирующими перегородками, расположенными над торцевой поверхностью анода параллельно стыкам его секторных мишеней и прикрепленными к соответствующим секциям. Катодный узел содержит нити накала, количество которых равно количеству секторных мишеней анода. Анод, катодный узел и фокусирующий электрод размещены в герметичном корпусе с окном для вывода рентгеновского излучения.

Задачей изобретения является упрощение конструкции, уменьшение габаритов, появляется возможность регулировки размеров фокусного пятна путем изменения потенциала катода относительно фокусирующего электрода, что расширяет функциональные возможности трубки, наличие нескольких нитей накала увеличивает ресурс работы рентгеновской трубки.

Указанная задача решается следующим образом.

Предлагается рентгеновская трубка постоянного излучения, состоящая из цилиндрического анода, кольцевого катода, состоящего из нескольких нитей накала, фокусирующего электрода, окна для вывода рентгеновского излучения и герметичного корпуса. В отличие от известного технического решения кольцевой катод, состоящий из двух и более нитей накала, изолирован от корпуса трубки и фокусирующего электрода, что позволяет путем подачи управляющего напряжения на катод относительно корпуса и фокусирующего электрода изменять размеры фокусного пятна, анод выполнен в виде массивного медного цилиндра, на торец которого закреплена пайкой или сваркой мишень из материала, необходимого для генерации соответствующего рентгеновского излучения, что упрощает его конструкцию. Фокусирующий электрод установлен таким образом, чтобы продукты испарения катода не попадали на торцевую поверхность анода. Внутренняя часть корпуса трубки является дополнительным элементом фокусировки, конфигурация внутренней поверхности корпуса трубки, обращенная к катоду и фокусирующему электроду, рассчитана таким образом, чтобы обеспечить фокусировку электронов на поверхности анода. В конструкцию трубки добавлен выходной коллиматор, размеры которого выбираются такими, чтобы продукты испарения катода не попадали на поверхность выходного окна.

На чертеже представлена схема рентгеновской трубки, где:

1 - цилиндрический анод;

2 - кольцевой катодный узел, состоящий из двух или более нитей накала;

3 - фокусирующий электрод;

4 - окно для вывода рентгеновского излучения;

5 - герметичный корпус;

6 - выходной коллиматор;

7 - мишень;

8 - изолятор;

9 - область распыления материала катода;

10 - траектории электронов.

Рентгеновская трубка работает следующим образом.

Посредством токопроводящих проводов электрический ток поступает на нить или одну из нитей накала катодного узла 2, вокруг нагретой нити накала 2 образуется электронное облако, которое при наличии нулевого по отношению к нити накала 2 потенциала на фокусирующем электроде 3 перехватывается положительным по отношению к катодному узлу электрическим полем анода 1 и ускоряется в направлении мишени 7. При торможении электронов на мишени 7 генерируется рентгеновское излучение с длиной волны, определяемой материалом мишени, которое через выходное окно 4 направляется на исследуемый объект. При подаче положительного по отношению к фокусирующему электроду потенциала на катодный узел 2 электроны попадают в область тормозящего электрического поля, создаваемого фокусирующим электродом 3 и внутренней поверхностью корпуса 5, изменяющего траектории движения электронов 10, что обеспечивает изменение размеров фокусного пятна на мишени. Коллиматор 6 защищает выходное окно 4 от продуктов испарения материала катода, а фокусирующий электрод 3 защищает от продуктов испарения материала катода поверхность мишени 7. Область напыления 9 не захватывает поверхность выходного окна 4 за счет наличия коллиматора 6 и поверхность мишени 7 благодаря выступающей кромке фокусирующего электрода 3. Тем самым продукты испарения нитей накала не увеличивают со временем коэффициент поглощения выходного окна 4 и не оседают на поверхности мишени 7.

Литература

1. А.с. 1434508 СССР, МКИ³ В5J 17/00 (Кузнецов В.Л., Соколов О.Б. и др. 1988 г.).

2. Иванов С.А., Щукин Г.А. Рентгеновские трубки технического назначения. Л., Энергоатомиздат, Ленинградское отд., 1989 г., 201 с.