Высокочастотная рентгеновская трубка Советский патент 1983 года по МПК H01J35/22 

Изобретение относится к технике получения пучков ускоренных частиц и рентгеновского излучения и может быть использовано при разработке рент геновских аппаратов для дефектоскопии медицинской диагностики и т.д.. Известны устройства, предназначенные для получения рентгеновского излучения, использующие в качестве ус- корягощего высокочастотное напряже-ние. Основными элементами конструкции таких устройств является коаксиальный резонатор, образованный внеш ним цилиндрическим и внутренним спиральным проводниками, узел возбужде:ния резонатора и вакуумированная полость, для получения пучка частиц, ра:згона его до определенной энергии и торможения о мишень. Одним из существенных недостатков указанных конструкций является то, что в качестве узла возбуждения резонатора используется специальная о6мотка - обмотка возбуждения,коаксиаль но расположенная между внешним и внут-25 и i ренним проводниками вблизи холодного конца последнего.Потери мощности,возникающие в таком узле при работе ВРТ, вызывают значительный нагрев,ка самого узла так и всего устройства в целом.. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является в сокочастотная рентгеновская трубка (ВРТ), содержащая вакуумную оболо ку с двумя основными электродами: ан .дом и катодом, и по меньшей мере, од ним фокусирующим электродом, коаксиальный резонатор, включающий внеш;нйй цилиндрический и внутренний спиральный проводники и узел возбуждения резонатора, причем один конец внутреннего проводника соединен с за земленным внешним проводником резона тора, а другой его конец - с одним из основных электродов, при этом второй основной электрод заземлен. Возбуждение резонатора осуществляется с помощью обмотки, возбуждения, надетой на изолятор на спиральном проводнике. Корпус и внутренний проводник образуют четвертьволновый л коаксиальный резонатор, при этом один конец внутреннего проводнйка - холодный соединен с фланцем, а ДР., той - горячий - с мишенью ВРТ 2. Однако конструкция узла возбуждения такова, что практически сравнительно трудно обеспечить-условия для интенсивного отвода тепла, выделяющегося в нем при работе ВРТ. Плавное изменение рабочей частоты ВРТ произвести невозможно, дискретное осуществляется лишь путем замены одного спирального проводника другим, т.е. только в нерабочем состоянии. Цель изобретения - увеличение мощности ВРТ путем изменения конструкции узла возбуждения и обеспечение возможности плавной подстройки рабочей частоты ВРТ, в том числе и во время работы последней. Указанная цель достигается тем, что в высокочастотной рентгеновской трубке, содержащей вакуумную оболочку с двумя основными электродами: анодом и катодом, и по меньшей мере одним фокусирующим электродом, коаксиальной резонатор, включающий внешний цилиндрический и внутренний спиральный проводшки. узел возбуждения резонатора причем один конец внутреннего проводника соединен с заземленным внешним проводником резонатора, а другой его конец - с одним из основных электродов , при этом второй основной электрод заземлен,узел возбуждения резонатора выполнен в виде металлического Диска, установленного на внутреннем провсэднике с возможностью перемещения вдоль него со стороны его соединения с заземленным внешним прсэводником резонатора. На чертеже изображена конструкция предлагаемой ВРТ. . В металлическом корпусе 1 ВРТ ко-, аксиально с ним при помощи.фланца 2 укреплен стеклянный цилиндр 3,с установленной на торце цилиндра мишенью . На противоположном торце Koprtyca в держателях 5 расположен прямонакальный катод 6. В цилиндр помещен спиральный проводник 7, горячий конец которого электричё ски соединен с мишенью, а холодный с заземленным корпусом ВРТ. На спиральный Проводник вблизи его холодного конца надет металлический диск 8 так, что имеется возможность перемещать диск при помощи какого-либо механизма в определенных пределах по изолятору 9. Устройство работает следующим образом.

Для включения трубки к диску относительно корпуса подводится высокочастное напряжение некоторой амплитуды с частотой, равной собственной частоте резонатора. Возбуждение резонатора и передача энергии от генератора высокочастотного напряжения к спиральному электроду производится при помощи емкостного делителя С1/С2 (С-1- емкость, образованная диском и корпусом трубки, С2- емкость, образованная диском и спиральным электродом. При этом для того, чтобы в таком резонаторе достичь умножения по напряжению, необходимо соблюсти условие .Стоячая волна, возбуждаемая таким образом в резонаторе, имеет пучность электрического поля у горячего конца спирального проводника,в зазоре мишень-катод ВРТ. Возникающая при этом оазность потенциалов между электродами ВРТ изменяет свой знак с частотой, равной собственной частоте резонатора, причем эта частота может быть подстроена в определенных пределах путем перемещения диска по изолятору т.е. путем изменения соотношения С1/С2.При этом форма диска и его положение в корпусе трубки поз воляет обеспечить условия для более интенсивного отвода тепла, выделяющегося в узле возбуждения, по срав-

нению с аналогичным узлом прототипа: во-первых, передача тепла, выделяющегося в узле возбуждения, окружающей среде (вЬздух или масло )происходит практически со всей рабочей поверхности диска, в прототипе - лишь с верхнего слоя витков обмотки возбуждения и почти полностью отсутствует с внутренних витков; во-вторых, поверхность диска может быть специально обработана с целью увеличения коэффициента теплопередачи, в то время как в прототипе изоляция провода, которым намотана обмотка возбуждения, играет роль теплового экрана. Это решение позволяет существенно повысить мощность, подводимую к этому узлу,и, следовательно, мощность осей ВРТ в целом.

Таким образом, основными технико-экономическими преимуществами предлагаемого изобретения являются повы иение мощности ВРТ за счет улучшения условий охлаждения узла возбуждения трубки, обеспечение возможности плавной подстройки рабочей частоты ВРТ непосредственно во время эксплуатации последней, кроме того , расширение функциональных возможностей рентгеновских аппаратов, использующих такую трубку в качестве источника рентгеновского излучения.

ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ РЕНТГЕНОВСКАЯ. ТРУБКА, содержащая вакуумную оболочку с двумя основными электродами: а 1одом и катодом, и по меньшей мере одним фокусирующим электродом, коаксиальный резонатор, включающий внешний цилиндрический и внутренний спиральный проводники, и узел возбуждения резонатора,причем один конец , внутренного проводника соединен с .заземленным .внешним проводником резонатора, а другой его конец - с одним из основных электродов, при этом второй основной электрод заземлен, отличающаяся тем, что,с целью увеличения мощности трубки и обеспечения возможности плавной подстройки рабочей частоты, узел возбуждения резонатора выполнен в виде металлического диска, установленного на внутреннем проводнике с воз(Л мвжностью перемещения вдоль него со стороны его соединения с заземленс ным внешним проводником резонатора. ОР 00 со 00 со