[发明专利]X射线管

说明书

本发明涉及一种X射线管，它具有一阳极和一电子发射极，一至少基本上呈圆形截面的电子束从该电子发射极发出，该电子束从一个设在电子发射极和阳极之间的针孔光阑中穿过并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。

众所周知，如果X射线管聚焦区内的X射线辐射的强度分布与高斯曲线近似的话，这是有利的，因为，这样一种强度分布对于决定图像质量的调制传送功能具有有利的影响(参见A.Gebauer等著的“X射线电视”，Georg Thieme出版社，斯图加特，1974年，第26-33页)。另外，偏离理想的高斯曲线也对阳极的热负荷有不利影响。具有与高斯曲线相近似的强度分布时，理论上可使阳极的最高温度降低约10％(即在同样最高温度下，可使其功率相应提高)。

在传统的具有设计成螺旋形灯丝的电子发射极的X射线管中，对于在阳极上形成的线条形聚焦区而言，仅在聚焦区的长度方向产生一种相当有利的，即梯形的X射线辐射的强度分布。在聚焦区的横向上，与之相反，X射线辐射的强度分布具有一种“隆起”结构，它多数情况下具有两个最大值，有时还具有四个。一种这样的强度分布与理想的高斯曲线偏差甚大。

上述情况也适合于一种由DE 2 855 905 A1所公开的X射线管，在该X射线管中，从一螺旋灯丝发出的电子束从一个为保护真空罩的陶瓷部件而设计成屏蔽电极形式的、设在螺旋灯丝和阳极之间的，具有阳极电位的针孔光阑中穿过。

在一种由DE 34 26 623 A1所公开的X射线管中，从一灯丝发出的电子束也从一个设在螺旋灯丝和阳极之间的，具有阳极电位的针孔光阑穿过。

在由Wo 92/03837 A1所公开的，本文前言所述类型的X射线管中，具有圆形截面的电子束从一个设在电子发射极和阳极之间的针孔光阑中穿过，该针孔光阑因为被设置成聚焦电极的形式，因此，它具有一个与阳极电位所不同的电位。

在由DE-PS 331 837和DE 42 30 047 C1公开的X射线管中，其截面形状没有被说明的一电子束，从一个针孔光阑穿过，该针孔光阑的电位与阳极电位有所不同。

本发明的目的在于，对本文前言所述类型的一种X射线管进行改进，即形成一个具有与高斯曲线相近似的强度分布的聚焦区。

按照本发明，上述目的可通过一种具有一阳极和一电子发射极的X射线管来达到，一种至少截面基本呈圆形的电子束从该电子发射极发出，并从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中穿过，并且撞击到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。

在本发明中，通过应用一种具有圆形截面的电子束，而首先完成了这样一个先决条件，即在聚焦区内，对于任何方向都能产生一个与高斯曲线相近似的X射线辐射的强度分布。其次，通过使具有圆形截面的电子束穿过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，可以确保，电子束即便是在阳极附近仍具有其圆形截面。由于针孔光阑具有与阳极相同的电位，因此，在针孔光阑和阳极之间存在一个零电场区。在针孔光阑和阳极的撞击面之间，因此不会产生因电场引起的电子束截面的几何畸变，其结果是，撞击在阳极的撞击面上的，实际上仍是具有圆形截面的电子束。由此，在本发明所提出的X射线管中，可以确保，在聚焦区内的X射线辐射强度分布即使从任何方向看上去都与理想的高斯曲线具有良好的近似性。如果没有针孔光阑的存在，尽管采用能产生具有圆形截面的电子束的电子发射极，上述形式的强度分布也无法保证，因为，撞击在阳极的撞击面上的电子束在其截面几何形状上会与圆形截面有明显偏差。

为避免撞击面上的热负荷超过其允许极限，电子束以一个与撞击面的法线成一角度地撞击到聚焦区内，该角最好大于45°，并且至少基本上与撞击面法线同有效X射线束的中心线之间的夹角相当。据此，产生一个近似于长条形的聚焦区。从有效X射线束的中心线束方向看；形成一个对高的图面质量有利的，至少基本上呈圆形的聚焦点。鉴于通常所进行的对聚焦区的测量，在针孔光阑之后的电子束应具有0.1-2mm的直径，并以这样一个角度撞击到撞击面上，即使聚焦区具有1-15mm的长度，其宽度与电子束直径相当。