Анод рентгеновской трубки Советский патент 1991 года по МПК H01J35/12 

31

Ияобретение относится к рентгенотехнике и может применяться при создании рентгеновских микрофокусных трубок.

Цель изобретения - повышение допустимых тепловых нагрузок анода, использование в режиме прострельно- го анода.

На чертеже показана конструкция прострельного анод а рентгеновской трубки.

Анод рентгеновской трубки содержит слоеную композиционную структу

что толщина слоя, в котором формируется основная часть рентгеновского излучения, составляет примерно 1/3 величины полного пробега электронов, т.е. при выборе суммарной толщины слоев 1 меньше указанной величины имеет место снижение выхода рентгеновского излучения, а при большей толсшне увеличение выхода излучения сначала компенсируется утолщением мишени, а затем снижается ввиду сильного поглощения. При этом при указанной толщине слоев 2 из искусственно

Изобретение относится к рентгенотехнике и может применяться при создании рентгеновских микрофокусных трубок. Цель изобретения - повышение допустимых тепловых нагрузок анода, использование его в режиме про- стрельного анода. Для этого анод выполнен в виде композиционной структуры из чередующихся слоев 1, 2 анодного материала мишени и алмаза. Суммарная толщина слоев 1 материала мишени выбрана равной или близкой к 1/3 величины полного пробега электронов в анодном материале. Число слоев 2 алмаза не должно быть меньше двух. 1 з,п. ch-лы, 1 ил.

ру, образованную слоями 1 из материа- с г° алмаза при ускоряющих напряжениях

20

30

ла мишени, например вольфрама, и чередующимися с ними слоями 2 поликристаллического алмаза, служащими тепло- отводящими слоями. Последний по ходу электронного луча слой материала мишени адгезионно связан с утолщенным слоем 3 из поликристаллического алмаза который может быть использован в качестве выходного окна рентгеновской трубки и в котором выделяется 25 тепло прошедших материал мишени электронов. Анод из слоев 1-3 закреплен во втулке 4, являющейся, например, составной частью вынесенного анодного узла рентгеновской трубки.

Полная суммарная толщина слоев 1 из материала мишени выбрана по меньшей мере близкой, т.е. равной или незначительно отличающейся, к 1/3 величины полного пробега электронов в указанном материале для максимального рабочего напряжения рентгеновской трубки. При максимальных напря-s. жениях в диапазоне 100-200 кВ эти величины находятся в пределах от 5 до 20 мкм. Общее количество слоев 2 алма за должно быть не меньше двух для обеспечения более эффективного теп- лоотвода. Толщина- слоев 2 выбирается в диапазоне от 0,5 до 5 мкм, чтобы суммарная толщина композиционной структуры из слоев 1 и 2 не превыша- . ла полуторакратного значения указанной 1/3 величины полного пробега электронов в материале мишени. Это обеспечивает лишь незначительное увеличение размера фокусного пятна.

Выбор суммарной толщины слоев 1 обусловлен спецификой использования прострельных анодов рентгеновских

35

40

45

50

трубок, для которых имеет место необ- маза. ходимость компромиссного решения относительно толщины и интенсивности выходящего излучения. Установлено,

100-200 кК слои 2 фактически не ска зываются на процессе генерации рентг новского излучения, поскольку основное замедление электронов и, соответ ственно, их поглощение в алмазе прои ходит в зоне за указанной толщиной (имеется в виду более толстый анод).

Необходимость использования именн искусственного алмаза диктуется техн логическими соображениями, поскольку выращивание поликристаллических алма ных слоев ил углеводород-водородной газовой фазы при 900-1100 С является достаточно разработанной методикой.

В случае, если анод сам по себе н может обеспечить достаточную вакуумную прочность, то он может быть сфор мирован на выпускном окне рентгеновской трубки, например, из бериллия.

Предлагаемый анод позволяет повысить допустимую мощность рентгеновской трубки в 2-10 раз, что дает воз можность либо увеличить радиационный выход трубки, либо уменьшить размеры фокуса, либо получить определенный комбинированный эффект.

Формула изобретения 1 Анод рентгеновской трубки, содержащий мишень из материала с большим атомным номером и алмазный теп- лоотвод, находящийся в тепловом контакте с телом мишени, отличающийся тем, что, с целью повышения допустимых тепловых нагрузок анода, он выполнен в виде композиционной структуры из одинакового количества чередующихся слоев материала и поликристаллического ал2. Анод по п. 1,отличаю- щ и и с я тем, что, с целью его использования в режиме прострельнос г° алмаза при ускоряющих напряжениях

0

0

5

35

40

45

50

100-200 кК слои 2 фактически не сказываются на процессе генерации рентгеновского излучения, поскольку основное замедление электронов и, соответственно, их поглощение в алмазе происходит в зоне за указанной толщиной (имеется в виду более толстый анод).

Необходимость использования именно искусственного алмаза диктуется технологическими соображениями, поскольку выращивание поликристаллических алмазных слоев ил углеводород-водородной газовой фазы при 900-1100 С является достаточно разработанной методикой.

В случае, если анод сам по себе не может обеспечить достаточную вакуумную прочность, то он может быть сформирован на выпускном окне рентгеновской трубки, например, из бериллия.

Предлагаемый анод позволяет повысить допустимую мощность рентгеновской трубки в 2-10 раз, что дает возможность либо увеличить радиационный выход трубки, либо уменьшить размеры фокуса, либо получить определенный комбинированный эффект.

Формула изобретения 1 Анод рентгеновской трубки, содержащий мишень из материала с большим атомным номером и алмазный теп- лоотвод, находящийся в тепловом контакте с телом мишени, отличающийся тем, что, с целью повышения допустимых тепловых нагрузок анода, он выполнен в виде композиционной структуры из одинакового количества чередующихся слоев материала и поликристаллического алмаза.

го анода, суммарная толщина слоев, ма- бега электронов в указанном матерна- териала мишени выбрана равной или пе для максимального рабочего напря- близкой к 1/3 величины полного про- жения рентгеновской труРки.