[發明專利]可調X射線源

有效

• 申請號: 201710050479.3
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106658930B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 徐濤;王峰;梅雨;蘇明;劉慎業
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: H05G1/02
• 分類號: H05G1/02;H01J35/16
• 代理公司: 重慶為信知識產權代理事務所(普通合伙)50216
• 代理人: 龍玉洪

技術領域

本發明屬于X射線激發裝置技術領域，具體涉及一種可調X射線源。

背景技術

在工業和醫療級別的使用中X射線源通常被用于無損檢測、結構分析、醫學診斷和治療等，在科學級別的使用中，X射線源常被用于衍射分析、能譜標定、設備檢測等，因此，X射線源的應用范圍廣泛。X射線管是一種常見的X射線發生器，一般由金屬陽極和燈絲陰極組成，兩極均被密封在高真空的玻璃或陶瓷外殼內。在負高壓條件下，陰極產生的電子加速轟擊陽極表面，在能點躍遷和軔致輻射等物理過程中會產生X射線。X射線管出射X射線的能譜分布由陰極的高壓上限決定，而發射強度則由射線管的電流值、即轟擊電子數目決定。

由于存在軔致輻射，X射線管出射的X射線譜為能點連續分布的軔致譜疊加陽極材料特征輻射峰。但是，在一些領域需要單能X射線作為射線源，在這些應用場合X射線管的軔致輻射對于測量會造成不利的影響。為消除軔致輻射的影響，通常使用金屬濾片組合濾光或熒光X射線的方法，在高壓高電流(高功率)條件下，為避免局部功率過高將金屬陽極表面熔化，一般會將燈絲陰極聚焦的焦點控制得很大，往往是數毫米或十數毫米的方形焦斑或更大尺寸的條形焦斑，因此發射出的X射線往往存在空間分布不均勻的情況。但是，傳統的X射線源只設計有單一材質的熒光片，即只能激發一種材料的特征輻射X射線，并且，出射的熒光X射線的強度與發散角的大小均不可調。因此，傳統的X射線源的使用受到較多的限制，已不能滿足發展的需求。

發明內容

為解決以上技術問題，本發明提供一種可調X射線源，其能夠出射能點可調的準單能熒光X射線，并且近似呈點出射，空間分布均勻，熒光X射線的發散角及強度均可調。

為實現上述目的，本發明技術方案如下：

一種可調X射線源，包括防護箱以及設置在該防護箱內的X射線管，其要點在于：在所述防護箱內設有可轉動的托盤和可移動的光闌，在所述防護箱上設有準直部件，所述X射線管上具有出射窗口，在所述托盤上設有至少兩塊熒光片，出射窗口出射的X射線依次經過熒光片、光闌和準直部件后向防護箱外出射，所述熒光片均為單質金屬材料，從其中一塊熒光片出射的熒光X射線的能點大于或小于從其余任一塊熒光片出射的熒光X射線的能點。

采用以上結構，結構新穎，便于調節，可靠性高；通過可轉動的托盤以及設置在該托盤上的不同單質金屬材料的熒光片使本發明能夠出射的熒光X射線具有單能的特征輻射，并且能夠變換熒光片而出射具有不同能點的熒光X射線；然后熒光X射線通過光闌的通光孔再射向準直部件，使熒光X射線形成近似點發射效果，使出射的單能熒光X射線空間分布更加均勻；再通過調節光闌的位置，可改變從防護箱中出射的熒光X射線的發散角大小，同時能調節出射的熒光X射線的強度。

作為優選：所述出射窗口的開口方向朝下，所述托盤位于出射窗口的正下方，所述光闌位于托盤和準直部件之間。采用以上結構，使熒光片與X射線管出射的X射線夾角為45°，熒光X射線再沿水平方向射向光闌，再經準直部件準直后從防護箱出射，位置設計合理，穩定可靠。

作為優選：所述托盤為棱臺形，所述熒光片各位于該托盤的一個側面上。采用以上結構，使X射線管出射的X射線只能經其中一塊熒光片射向光闌，保證了單能的特征輻射，同時通過轉動托盤，能夠十分便捷地變換被照射的熒光片，進而控制出射的熒光X射線的能點。

作為優選：在所述防護箱內設有用于支承所述托盤的托盤架，在該托盤架上設有用于驅動所述托盤轉動的電機。采用以上結構，既能夠可靠地固定托盤，又能夠控制托盤的轉動。

作為優選：在所述防護箱內設有用于使所述光闌靠近或者遠離托盤的電動平移臺。采用以上結構，所述光闌安裝在電動平移臺上，通過帶動鉛平板移動，改變光闌與熒光片的間距，可改變從防護箱中出射的熒光X射線的發散角的大小，同時能控制出射的熒光X射線的強度。

作為優選：在所述防護箱內設有用于支承所述X射線管的射線管支撐柱。采用以上結構，能夠可靠地固定X射線管的位置。

作為優選：所述準直部件為鉛制的法蘭盤，該準直部件的中心位置具有準直孔。采用以上結構，法蘭盤采用鉛材質，使熒光X射線只能從準直孔穿過。

作為優選：所述防護箱采用鐵板和鉛板的雙層結構，其中，內層采用鉛板，外層采用鐵板。采用以上結構，內層采用鉛板能夠屏蔽X射線，外層采用鐵板使防護箱堅固耐用，保護內部零件。

作為優選：所述防護箱上具有線纜孔，所述X射線管的管路從該線纜孔中穿出。采用以上結構，使X射線管自帶的高壓電纜及冷卻水管能夠從線纜孔中引出。