[实用新型]脉冲X射线管微聚焦点光源装置有效

专利信息
申请号: 201921931120.8 申请日: 2019-11-09
公开(公告)号: CN210837645U 公开(公告)日: 2020-06-23
发明(设计)人: 邹俭;郑侠;王川;张天爵 申请(专利权)人: 中国原子能科学研究院
主分类号: H01J35/02 分类号: H01J35/02;H01J35/06;H01J35/08;H01J35/22;H01J35/24
代理公司: 北京维正专利代理有限公司 11508 代理人: 卓凡
地址: 10241*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 脉冲 射线 聚焦 光源 装置
【说明书】:

实用新型公开了一种脉冲X射线管微聚焦点光源装置,属于脉冲射线领域,其技术方案要点是包括脉冲功率源、传输杆、阳极、阴极、点光源滤光片以及真空腔体,传输杆将脉冲功率源以及阳极连接,所述阳极包括圆锥状的稀土金属材料块,阴极包括圆环状的钢片,阳极水平设置且尖端正对阴极,阴极沿真空腔体的长度方向滑移连接在真空腔体内部,所述真空腔体内部沿其长度方向滑移连接有点光源滤光片。本实用新型达到了能够使,最终辐射出X射线点源的尺寸可以在几百μm的量级的效果。

技术领域

本实用新型涉及脉冲射线领域,更具体的说,它涉及一种脉冲X射线管微聚焦点光源装置及方法。

背景技术

在脉冲功率装置照相技术中,为了得到直径几十微米量级的X射线点光源,常采用磁透镜微聚电子束打靶的方式,国内外实验室采用很多技术办法,开展大量课题研究和经费,但至今还未见到直径几百微米量级的X射线点光源报道。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足,本实用新型的目的在于提供一种脉冲X射线管微聚焦点光源装置及方法,其通过采用冷阴极真空X射线管,采用锥形金属作阳极,圆环钢片作阴极,安装在真空室中构成反射靶真空X射线二极管,冷阴极有锐利的边角或尖端,以促进场发射电流的产生;阳极的设计使X射线的强度最大,而发射面积尽可能的小。

为实现上述目的,本实用新型提供了如下技术方案:一种脉冲X射线管微聚焦点光源装置,包括脉冲功率源、传输杆、阳极、阴极、点光源滤光片以及真空腔体,传输杆将脉冲功率源以及阳极连接,所述阳极包括圆锥状的稀土金属材料块,阴极包括圆环状的钢片,阳极水平设置且尖端正对阴极,阴极沿真空腔体的长度方向滑移连接在真空腔体内部,所述真空腔体内部沿其长度方向滑移连接有点光源滤光片。

通过采用上述技术方案,高压正脉冲作用在阳极时,阴极场强非常高,因场致发射在阴极环会产生环状电子束,经阴阳极间电场加速后轰击阳极靶,产生韧致辐射X射线,这种结构在0度角具有最大的X射线传输效率,通过对阳极靶锥尖的精细加工,最终辐射出X射线点源的尺寸可以在几百μm的量级。通过阴极与阳极微聚引导,与滤片作用后产生小焦斑X射线点源,通过测量,点源的尺寸在百微米量级,完成了对X射线点源的微聚效果。

较佳的:所述阳极包括圆锥状朝向阴极方向设置的锥形钨针。

通过采用上述技术方案,圆锥状朝向阴极方向设置的锥形钨针能够将X射线的强度提高,进而使得X射线的发射面积尽可能的小,实现X射线电源的微聚。

较佳的:所述阴极的内圈边缘处设有形成锐利边缘状的放大部。

通过采用上述技术方案,当脉冲波作用在阳极的时刻,阴极会在圆环中心产生环状电子束,由于阳极与阴极之间的电位差,加快阴极的电子束轰击阳极表面产生场致等离子体发射出X射线,这种反射打靶的方式可以得到较小的点源直径和0°角最大的X射线能量。

较佳的:所述点光源滤光片包括16μm厚的钼片。

较佳的:所述脉冲功率源包括马克思发生器——脉冲形成线——二极管组合。

较佳的:所述阳极针长5mm,底端直径5mm,锥尖直径0.2mm-0.4mm;阴极外径54mm,内径24mm,内径尖端倒角8-12°,点光源滤光片竖直设置且阳极正对点光源滤光片,点光源滤光片的中心位置与阴极的中心位置之间的水平距离为30mm-70mm;所述脉冲功率源输出电压160kv,电压波上升时间不大于30ns,电压波脉宽90-115ns。

较佳的:所述锥形钨针长5mm,底端直径5mm,锥尖直径0.2mmm;阴极外径54mm,内径24mm,内径尖端倒角10°,点光源滤光片竖直设置且阳极正对点光源滤光片,点光源滤光片的中心位置与阴极中心位置之间的水平距离为50mm。

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