[发明专利]带有低温发射极的X射线管

说明书

本发明涉及一种X射线管，它具有一个阳极和一个电子发射极，一电子束从该电子发射极发出，并且该电子发射极至少在其发射电子的平面的区域内是由一种发射电子的材料组成，该材料具有比钨更低的电子逸出功，并且该X射线管还带有一个设在电子发射极和阳极之间的针孔光阑，电子束从该针孔光阑穿过，并撞击在阳极的撞击面上的聚焦区内，一有效X射线束从该聚焦区发出。

如果电子束的电子撞击到阳极上，那么，除产生所希望的X射线外，还产生离子，这些离子沿位于电子发射极和阳极之间的电场的场线朝电子发射极方向运动。它们带着一相应的动能碰撞在该电子发射极上。其中例如由于发射层的熔化、化学反应或侵蚀，可能会损伤电子发射极，这会降低发射极的发射能力。

在今天广泛应用的X射线管中，存在有例如由钨制成的电子发射极，它们相对耐离子轰击。但无论如何，这种形式的电子发射极的寿命受到其高的工作温度的限制，因为由于电子发射极的材料的蒸发，从而由此导致X射线管最终失效。如果不是上述形式的，而是如在由DE 4026 300 A1和WO 92/03837 A1所公开的X射线管中，采用前言所述类型的所谓的低温发射极，也就是说电子发射极至少在其发射电子的面的区域内由这样一种材料组成，它具有比钨更低的电子逸出功，因此在较低温度下就可发射出电子，其电子发射极的寿命，和由此导致X射线管的寿命，主要受离子轰击的限制。

另外，在DE 4026 300 A1和WO 92/03837 A1公开的X射线管中，电子束穿过一个针孔光阑，该光阑在WO 92/03837 A1中用作聚焦电极，在DE 4026300 A1中则用作栅极或聚焦电极。

另外的一种X射线管，其电子束穿过一个针孔光阑，也由DE4230 047 C1所公开。

由DE 40 26 300 A1所公开的X射线管，正如由DE 40 26 301A1所公开的一种X射线管一样，具有一个低温发射极，在该发射极中，作为发射电子材料采用的是六硼化镧(LaB₆)。

本发明的目的在于，对前言所述类型的X射线管，即一种带有低温发射电极的X射线管这样来设计，使得电子发射极并由此使X射线管的寿命提高。

按照本发明，上述目的可通过一种具有一个阳极和一个电子发射极的X射线管来达到，一电子束从该电子发射极发出，并且该电子发射极至少在其发射电子的平面的区域内是由一种发射电子的材料构成，该材料具有比钨更低的电子逸出功，该X射线管还具有一个设在电子发射极和阳极之间的、具有阳极电位的针孔光阑，电子束从该针孔光阑穿过，该电子束撞击在阳极的撞击面上的一个聚焦区内，一有效X射线束从该聚焦区发出。

由于针孔光阑具有阳极电位，在阳极的撞击面和针孔光阑之间的针孔光阑区域内，存在一个零电场区。由于，通过电子撞击阳极而产生的离子仅在零电场区内产生，而仅仅穿过针孔光阑进入在针孔光阑和电子发射极之间的非零电场区的那部分离子能到达电子发射极。这样仅仅是所产生的离子中的较少部分能到达电子发射极，使得电子发射极的寿命可被提高，并由此X射线管的寿命也被提高。

因为光阑孔越小，离子通过针孔光阑到达电子发射极的几率就越小，当电子束以一个与撞击面的法线所成的大于45°的角度撞击在聚焦区内时是有利的。在这种情况下，至少当针孔光阑设在一个至少基本上垂直于电子束的平面内时，对于电子束的各截面而言，便产生一个最小尺寸的光阑孔。另外，当电子束具有一个圆形截面时，对于一个给定的电子束截面面积而言，便产生一个针孔光阑的穿通孔的最小尺寸。

适合用作低温电极的电子发射材料尤其有铱一铈和铱一镧合金，同样适合用作低温电极的材料是六硼化镧。

下面结合附图对本发明的一个实施例进行说明，附图中：

图1为本发明的X射线管纵向截面简图；

图2为图1中X射线管纵向截面的局部放大图；

图3为图1和图2中X射线管的聚焦区的放大透视图；

图4为图3中IV-IV线处截面图。