[發明專利]X射線管

有效

• 申請號: 201210352085.0
• 申請日: 2012-09-20
• 公開（公告）號: CN102842477A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 代秋聲;徐品;邢曉曼
• 申請（專利權）人: 蘇州生物醫學工程技術研究所
• 主分類號: H01J35/02
• 分類號: H01J35/02;H01J35/14;H01J35/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及X射線，尤其涉及一種結構簡單、耐用的X射線管。

背景技術

目前，在強電場下，電子可以通過隧道效應穿過材料表面勢壘發生放電現象，這就是場致發射。隨著納米技術的發展，人們使用納米材料研制出了場發射電子源，然后利用該電子源研制X射線源。該X射線源的基本技術原理如下：納米管在外加強電場的作用下產生場致發射，然后電子在電場的加速下轟擊陽極產生X射線。采用納米管后的X射線源具有許多優點：無需加熱燈絲，可以隨時開啟，時間響應快，脈沖頻率高，壽命比熱燈絲更長。

為了實現高頻率脈沖發射，帶有柵極的場發射陰極X射線管由以下幾部分組成：基于納米材料的場發射陰極、控制X射線管工作的柵極、控制電子束聚焦的聚焦極、接受電子轟擊產生X光子的陽極。

采用碳納米管材料來制造場發射陰極X射線管的陰極雖然具有前面介紹的諸多優點，但是碳納米管陰極的輻射損傷問題卻直接制約著X射線管的使用壽命。雖然碳納米管是在真空狀態下工作，但是X射線管內無法實現絕對真空，依然存在少量空氣分子。這些空氣分子被高能電子束電離后，帶正電荷的離子在管內的強電場作用下會向陰極方向加速，有可能轟擊到陰極的碳納米管。由于碳納米管自身的物理特點，其化學鍵的能量只有20-30eV，抗擊離子轟擊的能力比較差，工作壽命短。

雖然在碳納米管陰極與陽極之間放置的金屬網柵極可以隔離大部分空氣離子直接撞擊陰極，降低陰極被輻射損傷的概率，但是也無法避免少量離子穿過柵極的孔洞轟擊陰極。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種結構簡單、耐用的X射線管。

本發明提供的X射線管，包括：第一偏轉電極、陰極、柵極、第二偏轉電極、聚焦極以及陽極，其中：所述柵極與所述陰極設置于所述第一偏轉電極與所述第二偏轉電極之間，所述第一偏轉電極與所述陰極導通，所述第二偏轉電極與所述柵極導通，所述第一偏轉電極與所述陰極等電位，所述第二偏轉電極與所述柵極等電位，其中，所述陰極包括電子發射區，所述第一偏轉電極與所述第二偏轉電極之間的距離大于所述陰極的電子發射區的長度；所述柵極與所述陰極之間設置有第一電源，使所述柵極的電勢高于所述陰極的電勢，使所述第二偏轉電極的電勢高于所述第一偏轉電極的電勢；所述聚焦極與所述第二偏轉電極導通，所述聚焦極與所述第二偏轉電極等電位；所述聚焦極與所述陽極之間設置有第二電源，為所述X射線管提供工作電壓，其中，所述第二電源的電壓高于所述第一電源的電壓，所述陽極的電勢高于所述聚焦極的電勢。

本發明還提供另一種X射線管，包括：第一偏轉電極、陰極、柵極、第二偏轉電極、聚焦極以及陽極，其中：所述柵極與所述陰極設置于所述第一偏轉電極與所述第二偏轉電極之間，其中，所述陰極包括電子發射區，所述第一偏轉電極與所述第二偏轉電極之間的距離大于所述陰極的電子發射區的長度；所述柵極與所述陰極之間設置有第一電源，使所述柵極的電勢高于所述陰極的電勢；所述第一偏轉電極與所述第二偏轉電極設有第三電源，使所述第二偏轉電極的電勢高于所述第一偏轉電極的電勢所述聚焦極與所述第二偏轉電極導通，所述聚焦極與所述第二偏轉電極等電位；所述聚焦極與所述陽極之間設置有第二電源，為所述X射線管提供工作電壓，其中，所述第二電源的電壓高于所述第一電源以及所述第三電源的電壓，所述陽極的電勢高于所述聚焦極的電勢。

本發明所提供的X射線管結構簡單，成本低廉，且延長了X射線管的壽命。

附圖說明

圖1為本發明一實施方式中X射線管的三維結構圖；

圖2為本發明一實施方式中X射線管的電路連接圖；

圖3為本發明另一實施方式中X射線管的電路連接圖；

圖4為本發明一實施方式中X射線管的電子運動軌跡圖；

圖5為本發明一實施方式中X射線管的離子運動軌跡圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。

在本發明的描述中，術語“內”、“外”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明而不是要求本發明必須以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

請參閱圖1，圖1所示為本發明一實施方式中X射線管的三維結構圖。