[發(fā)明專利]用于線陣列微納焦點(diǎn)X射線源的點(diǎn)狀串列靶

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410667869.1
• 申請(qǐng)日: 2014-11-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104465277A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周日峰;李曉斌;王玨;陳贊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): H01J35/02
• 分類號(hào): H01J35/02;A61N5/10
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種射線靶，特別涉及一種用于多焦點(diǎn)線陣列微納焦點(diǎn)X射線源的具有點(diǎn)狀串列結(jié)構(gòu)的射線靶。

背景技術(shù)

靜態(tài)CT掃描檢測(cè)技術(shù)(即所謂第五代CT技術(shù))要求射線源采用電子束掃描方式，產(chǎn)生多焦點(diǎn)的動(dòng)態(tài)X射線束，從而現(xiàn)實(shí)探測(cè)器、檢測(cè)物同時(shí)靜止的CT掃描檢測(cè)。

目前使用的微焦點(diǎn)X射線源一般都采用常規(guī)平板陽(yáng)極靶，焦點(diǎn)只有一個(gè)，且其焦斑尺寸大，難以達(dá)到微米或者亞微米級(jí)，不能夠?qū)崿F(xiàn)精細(xì)控制焦斑尺寸。采用電子束掃描打靶方式，如圖5，可產(chǎn)生多焦點(diǎn)陣列，但是電子束偏轉(zhuǎn)之后，會(huì)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)散焦，焦斑尺寸變大，同時(shí)，電子束偏轉(zhuǎn)位置精度極難控制，很容易產(chǎn)生位置漂移。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種用于線陣列微納焦點(diǎn)X射線源的點(diǎn)狀串列結(jié)構(gòu)的射線靶，該射線靶可以用于線陣列微納焦點(diǎn)X射線源，焦點(diǎn)尺寸小，精度高，射線有效焦點(diǎn)位置、數(shù)量、大小可以精確控制。

本發(fā)明的目的是通過(guò)這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，用于線陣列微納焦點(diǎn)X射線源的點(diǎn)狀串列靶，包括靶基和設(shè)置在靶基上的點(diǎn)狀串列靶點(diǎn)，所述點(diǎn)狀串列靶點(diǎn)包括若干個(gè)點(diǎn)狀靶點(diǎn)，若干個(gè)點(diǎn)狀靶點(diǎn)按一定的距離間隔排列，所述靶點(diǎn)轉(zhuǎn)化為X射線的能力遠(yuǎn)大于靶基。

進(jìn)一步，所述靶點(diǎn)的材料為鎢、鉭、鉑、金等高原子序數(shù)、高密度金屬材料。

進(jìn)一步，所述靶點(diǎn)呈長(zhǎng)方體狀，其高H為5～10μm。

進(jìn)一步，兩靶點(diǎn)間的距離大于靶點(diǎn)長(zhǎng)度w值的10～15倍。

進(jìn)一步，所述靶基的厚度D為200～300μm。

進(jìn)一步，入射到靶面的電子束口徑可大于靶點(diǎn)長(zhǎng)度w的尺寸2～4倍。

進(jìn)一步，所述靶基的材料為鈹、金剛石等低原子序數(shù)材料。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)：

該射線源采用的點(diǎn)狀串列結(jié)構(gòu)靶，焦斑的大小僅由點(diǎn)狀靶結(jié)構(gòu)的形狀和大小來(lái)決定，與電子束大小不發(fā)生直接聯(lián)系，這樣有利于形成穩(wěn)定的、微納尺寸的多焦點(diǎn)陣列，大大降低了對(duì)電子束聚焦尺寸、掃描偏轉(zhuǎn)精度控制等的要求，簡(jiǎn)化了微納射線源聚焦、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低了加工制造難度，從而降低了生產(chǎn)成本，為實(shí)現(xiàn)亞微米甚至納米級(jí)焦點(diǎn)尺寸的線陣多焦點(diǎn)射線源提供了一條可行的路線。可選的，可以通過(guò)設(shè)置不同大小的靶點(diǎn)結(jié)構(gòu)、尺寸，相應(yīng)的優(yōu)化電子束的能量，來(lái)實(shí)現(xiàn)不同焦斑大小、不同特征譜線的要求的射線源，以滿足不同的射線檢測(cè)需求。

附圖說(shuō)明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中：

圖1為依照本發(fā)明的線陣列微納焦點(diǎn)X射線源的點(diǎn)狀串列靶結(jié)構(gòu)圖；

圖2為電子束入射到點(diǎn)陣靶產(chǎn)生X射線示意圖；

圖3為靶點(diǎn)與靶基產(chǎn)生的X射線強(qiáng)度對(duì)比示意圖；

圖4為電子束掃描方式產(chǎn)生X射線焦點(diǎn)陣列示意圖；

圖5為電子韌致輻射示意圖；

圖6為鎢、金剛石、鈹材料的X射線轉(zhuǎn)化能力比較圖；

圖中：1－靶點(diǎn)；2－靶基；D－靶基厚度；d－靶點(diǎn)寬度；H-靶點(diǎn)高度；w－靶點(diǎn)長(zhǎng)度；L－靶點(diǎn)之間距離；3－電子束；6－靶點(diǎn)產(chǎn)生的X射線束強(qiáng)度；7－靶基產(chǎn)生的X射線束強(qiáng)度；8－陰極；9－陽(yáng)極；10－磁聚焦透鏡；11－電子束偏轉(zhuǎn)線圈子；12－電子束；13－靶；14－X射線束；15－X射線焦斑。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說(shuō)明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1、2、3所示，用于線陣列微納焦點(diǎn)X射線源的點(diǎn)狀串列靶，包括靶基2和設(shè)置在靶基上的點(diǎn)狀串列靶點(diǎn)，所述點(diǎn)狀串列靶點(diǎn)包括若干個(gè)點(diǎn)狀靶點(diǎn)1，若干個(gè)點(diǎn)狀靶點(diǎn)按一定的距離間隔排列，點(diǎn)狀靶陣列為點(diǎn)狀串列結(jié)構(gòu)，其作用是把入射的電子能量轉(zhuǎn)化為X光子能量，形成微納尺寸的X射線有效焦點(diǎn)。所述靶點(diǎn)轉(zhuǎn)化為X射線的能力遠(yuǎn)大于靶基，靶基作用是固定靶點(diǎn)，同時(shí)有足夠的強(qiáng)度隔離X射線管內(nèi)部真空。

所述靶點(diǎn)呈長(zhǎng)方體狀，其高H為5～10μm，寬度d與長(zhǎng)度w根據(jù)射源有效焦點(diǎn)的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，可達(dá)到亞微米級(jí)。靶點(diǎn)數(shù)量根據(jù)射線源有效焦點(diǎn)數(shù)量需要設(shè)計(jì)，可為1個(gè)，2個(gè)，可致1024個(gè)或以上。

作為對(duì)本實(shí)施例的進(jìn)一步優(yōu)化，兩靶點(diǎn)間的距離大于靶點(diǎn)長(zhǎng)度w值的10～15倍。

作為對(duì)本實(shí)施例的進(jìn)一步優(yōu)化，所述靶基的厚度D為200～300μm，也可以根據(jù)射線源真空要求、靶尺寸等要求設(shè)計(jì)。

作為對(duì)本實(shí)施例的進(jìn)一步優(yōu)化，入射到靶面的電子束口徑可大于靶點(diǎn)長(zhǎng)度w的尺寸2～4倍。