[发明专利]使用大面积X射线源的去污及消毒系统

说明书

技术领域

总体来说，本发明涉及x射线产生及使用，且更具体地说，本发明涉及 一种用于产生x射线辐射的大面积源以及一种使用该大面积源以对目标材料 进行去污和/或消毒的系统。

背景技术

现今，x射线形式的高能量电磁辐射用于许多方面。尽管x射线在医学 成像中的用途对于多数人而言为最熟悉的设备，但也大量存在其他用途。举 例而言，x射线除用于成像外，也可用于医学设备中，用于活化例如药物或 物质的目的。此外，已知x射线辐射在地面及地质探勘中的许多用途，例如 关于石油探勘或地下成像。x射线辐射的一个有效用途为用于物质处理以降 低生物污染及其他污染的影响。举例而言，可照射食物以杀灭微生物，使食 物食用更安全。可以相同方式照射废水或流出物来降低污染的影响。

然而，尽管x射线在这些能力中的某些能力上是有用的，但目前，其产 生及引导辐射的效率未达到最佳。典型的x射线源包含点源电子发生器、加 速器及金属靶。在操作时，由点源所产生的电子经由加速器加速，并冲击金 属靶。当高能量电子与靶冲击时，发射x射线辐射。

通常，所发射的辐射呈圆锥形图案传播越过冲击区，这取决于目标的成 分及构型、冲击电子的能量及散布等。在该发散辐射图案的情况下，可发现 在距冲击区给定距离r处的辐射剂量以大致平方反比(1/r²)的方式下降。为在 适当剂量下有效使用该辐射图案，必须产生强辐射场以解决随距离的下降， 且有关物体必须适当定位于辐射锥中。尽管某些辐射源使用多个点源或一个 或多个移动点源以补偿次最佳发射图案，但这些系统具有其固有的缺点及复 杂性。具体地说，涉及源定时、定位等的复杂化是常见的。

具体地说，在处理材料以用于去污或卫生目的时，能够传递均匀且充分 强的辐射图案是重要的，以便避免使目标材料过度降级，同时确保足够的辐 射以降低微生物(或更大的有机体)及污染物的影响。此外，就商业化而言，x 射线源具有足够的功率效率以降低使用成本是重要的。当前系统在这些方面 中的一个或多个方面有所不足。因此，对于x射线处理系统需要较现有技术 的系统至少在效率及场均匀性方面有所改善。

发明内容

本发明的实施方案提供一种用于x射线产生及使用的新技术。具体地说， 根据本发明的实施方案，本文所描述的处理系统利用引导至目标区中的一个 或多个大面积平板x射线辐射源。待处理的目标物例如经由输送带、管等而 置于该目标区内，且以来自该一个或多个平板源的辐射来照射，从而降低目 标物中的污染物存在的生物效应。

根据本发明的实施方案的平板源包含电子源、电子加速器及电子目标介 质。电子自该电子源引出或发射且朝着该电子目标介质加速。经加速的电子 冲击在目标介质上导致x射线辐射的发射。电子源可具有任何适合材料及构 型。举例而言，电子源可通过场发射过程或通过热离子发射过程来发射电子。

在本发明的系统中使用大面积平板x射线源允许降低安装及操作成本以 及增加效率。通过参考附图所进行的对说明性实施方案的详细描述，本发明 的额外特征及优点将显而易见。

附图说明

虽然权利要求书说明了本发明的特征，但具体地，通过参照下列附图所 进行的详细描述将使本发明及其目的和优点得以更好地说明。

图1为现有技术的x射线产生装置的横截面侧视图；

图2为使用点源x射线设备的现有技术材料x射线处理系统的示意性俯 视图；

图3为可用于本发明实施方案中的具有透射模式大面积平板x射线源的 x射线产生装置的横截面侧视图，该x射线源具有场发射电子源；

图4为可用于本发明实施方案中的具有透射模式大面积平板x射线源的 x射线产生装置的横截面侧视图，该x射线源具有热离子发射电子源；

图5为可用于本发明实施方案中的具有大面积平板x射线源的x射线产 生装置的横截面侧视图，该x射线源具有场发射电子源且以组合的反射及透 射模式操作；

图6为根据本发明实施方案的x射线处理系统的示意性俯视图，其中输 送器用于传输非液体目标材料；

图7为根据本发明实施方案的x射线处理系统的示意性俯视图，其中管 道用于传输液体或气体目标材料；

图8a为根据本发明的替代实施方案的x射线处理系统的示意性俯视图， 其中使用一对相对的大面积平板x射线源；及