[發(fā)明專利]一種產(chǎn)生均整X射線輻射場的裝置以及方法

有效

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• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN104470179B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 康克軍;唐傳祥;唐華平;陳懷璧;黃文會
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);同方威視技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: H05G1/52
• 分類號: H05G1/52
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 閆小龍,胡莉莉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及產(chǎn)生均整X射線輻射場的裝置以及方法，特別涉及在無損探傷、輻射成像、透視成像、安全檢查設(shè)備、輻射加工以及醫(yī)學(xué)放射治療中利用高能電子加速器產(chǎn)生均整X射線輻射場的裝置以及方法。

背景技術(shù)

目前，X射線在工業(yè)無損檢測、安全檢查、醫(yī)學(xué)診斷以及治療等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。對于大型的檢測對象，例如鍋爐、航天發(fā)動機、機場/鐵路/海關(guān)的大宗貨物，對其進行透視檢查時需要高能X射線，在此情況下，通常使用能量2MeV以上的電子加速器產(chǎn)生高能X射線。

一般地，電子加速器產(chǎn)生X射線的基本方法為：利用電子槍產(chǎn)生電子束流，利用電場對電子束流進行加速使其獲得高能量，高能電子束流打靶產(chǎn)生X射線，通常將X射線（或者有用的X射線）分布的區(qū)域稱為X射線輻射場。電子束流打靶產(chǎn)生的X射線通常是4Π立體角向各個方向發(fā)散分布的，不同能量的電子束流打靶產(chǎn)生的X射線在各個發(fā)射方向上的強度分布是不相同的，通常電子束流能量越高，前向X射線的強度就越大。通常定義電子束流的運動方向為前向，關(guān)于高能電子束流打靶產(chǎn)生的X射線的不同方向上的強度大小，前向最大，隨著偏離前向的角度的增加，逐漸減小，電子束流能量越高，這種變化越明顯。例如，能量9MeV（百萬電子伏特）的電子束流打靶產(chǎn)生的X射線，如果中心（前向）的X射線強度為1，則偏離中心5度的方向上的射線強度約為73%，10度方向上的射線強度約為53%，15度方向上約為40%，30度方向上約為18%，這是一種非常明顯的前向集中分布。在利用電子加速器產(chǎn)生的X射線進行透視成像的檢查系統(tǒng)中，檢查對象的體積越大，需要X射線的能量越高，需要用到的X射線分布角度越大，但是，能量高且分布角度大的X射線輻射場的強度分布非常不均勻，這嚴重影響了檢測的圖像質(zhì)量。此外，在醫(yī)學(xué)放射治療方面，因為X射線輻射場的強度分布的不均勻，產(chǎn)生中心（前向）區(qū)域過度照射而邊緣區(qū)域照射不夠的嚴重問題。

在現(xiàn)有的技術(shù)中，為了消除這種X射線前向集中產(chǎn)生的輻射場的強度分布不均對圖像質(zhì)量產(chǎn)生的不利影響，或者消除放射治療中的照射不均勻，通常是在產(chǎn)生X射線的靶的前方設(shè)置一定的阻擋設(shè)備，稱為均整器，使得前向小角度范圍內(nèi)的X射線的強度變?nèi)酰瑥亩沟靡欢ń嵌确秶鷥?nèi)的X射線的強度分布相對均勻。這種做法是“削高就低”，犧牲了電子加速器所產(chǎn)生的最大輻射場強度，降低了利用效率，在輻射透視成像系統(tǒng)中使靶點模糊，圖像分辨率降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決上述課題而提出的，其目的在于提供一種能夠產(chǎn)生均整X射線輻射場的裝置以及方法。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種產(chǎn)生均整X射線輻射場的裝置，其特征在于，具備：

多個電子加速器，用于產(chǎn)生高能電子束流；以及

公共靶單元，包括真空靶室、靶以及多個輸入連接裝置，

所述多個電子加速器分別與所述多個輸入連接裝置連接。

此外，在本發(fā)明的產(chǎn)生均整X射線輻射場的裝置中，

所述多個輸入連接裝置安裝在所述真空靶室的一側(cè)，所述靶安裝在所述真空靶室的與所述多個輸入連接裝置相對的另一側(cè)，

所述多個輸入連接裝置的軸線以兩兩彼此成預(yù)定夾角的方式相交于一點。

此外，在本發(fā)明的產(chǎn)生均整X射線輻射場的裝置中，

所述多個輸入連接裝置的軸線兩兩彼此所成的預(yù)定夾角相同。

此外，在本發(fā)明的產(chǎn)生均整X射線輻射場的裝置中，

所述多個輸入連接裝置的軸線兩兩彼此所成的預(yù)定夾角不同。

此外，在本發(fā)明的產(chǎn)生均整X射線輻射場的裝置中，

所述靶是平面結(jié)構(gòu)，從所述多個輸入連接裝置進入到所述真空靶室的電子束流相交于所述靶的真空側(cè)平面上一點。

此外，在本發(fā)明的產(chǎn)生均整X射線輻射場的裝置中，

所述靶是球面結(jié)構(gòu)，從所述多個輸入連接裝置進入到所述真空靶室的電子束流相交于所述球面的球心。

此外，在本發(fā)明的產(chǎn)生均整X射線輻射場的裝置中，

所述靶是L形結(jié)構(gòu)，從所述多個輸入連接裝置進入到所述真空靶室的電子束流垂直入射到靶平面。

此外，在本發(fā)明的產(chǎn)生均整X射線輻射場的裝置中，

所述公共靶單元還具有：冷卻裝置，安裝在所述真空靶室的外部并且包圍所述靶的一個面，內(nèi)部為管道或者空腔，能夠使制冷劑在其內(nèi)部循環(huán)流動，從而對所述靶進行冷卻；制冷系統(tǒng)，與所述冷卻裝置相連，將恒定低溫的冷卻劑輸送給所述冷卻裝置，并且將從所述冷卻裝置流回的高溫制冷劑的溫度降低到設(shè)定值。

此外，在本發(fā)明的產(chǎn)生均整X射線輻射場的裝置中，