Импульсная рентгеновская трубка Советский патент 1975 года по МПК H01J35/22 

1

Изобретение относится к устройствам для получения рентгеновского излучения, в частности к импульсным рентгеновским трубкам, позволяющим получать вспышки рентгеновского излучения длительностью от нано - до миллисекунд. Такие трубки широко используются в различных областях техники, например, для дефектоскопии, спектроскопии.

Известна рентгеновская трубка, содержащая герметичную вакуумированную оболочку, размещенные внутри оболочки катод, испускающий поток электронов, и анод, установленный против катода, имеющий покрытие из металла с больщим атомным номером, бомбардируемый потоком электронов и испускающий рентгеновское излучение, управляющую сетку, закрепленную между катодом и анодом на пути потока электронов.

В этой трубке имеется также фокусирующее устройство (электрод), расположенное между управляющей сеткой и анодом и электрически соединенное с катодом или с управляющей сеткой.

Недостатком известной трубки является необходимость использования фокусирующего устройства для формирования фокуса требуемой формы с заданными геометрическими размерами. Наличие фокусирующего устройства приводит к значительному уменьщепию доли анодного напряжения в величине действующего потенциала у катода. При соединении фокусирующего устройства с управляющей сеткой увеличивается сеточный ток и ограничивается амплитуда тока анода. При этом формирование фокуса нужной геометрии возможно лищь путем экспериментального подбора конфигурации фокусирующего устройства, так как, например, при положительном потенциале на управляющей сетке, необходимом для пол}чення больщих токов, это устройство будет оказывать дефокусирующее действие.

В случае соединения фок сирующего устройства с катодом еще больше ограничивается амплитуда тока анода и увеличивается нагрузка управляющего устройства вследствие ЛВеличения сеточного тока. Таким образом, наличие фокусирующего устройства в известной рентгеновской трубке затрудняет уиравлеиие трубкой.

того, известная рентгеновская трубка имеет сравнительно низкую электрическую прочность, так как анод в ней выполнен в виде стержня со срезанным иод заданным углом торцом и в трубке не предусмотрепа защита оболочки от вторичных электронов, выбиваемых при работе трубки с анода.

Пель изобретения - создание импульсной рентгеновской трубки с управляющей сеткой, в которой облегчено управление потоком электронов, повышена электрическая прочность трубки и обеспечено формирование фокуса необходимой формы и размеров. Поставленная цель достигается благодаря тому, что на аноде установлен электрически связанный с ним экран, в котором закреплена дополнительная сетка, расположенная между аподом и управляющей сеткой на пути потока электроиов и обеспечивающая создапие плоскопараллельпого поля между анодом и управляющей сеткой. Целесообразно выполнить дополнительную сетку с большей проницаемостью, чем проницаемость управляющей сетки. На чертеже показана предлагаемая импульсная трубка с частичным разрезом. Импульсная рентгеновская трубка содержит герметичную вакуумироваиную оболочку 1, выиолнениую из стекла в виде полой трубки. Оболочка герметизирована с одного конца сеточным фланцем 2 и металлокерамнческой ножкой (на чертеже не видна) с выводами 3, а с другого конца - анодным фланцем 4. Внутри оболочки 1 размещен термоэмиссионный катод 5, установленный на катодной стойке G, которая укреплена на металлокерамической ножке. Для подачи напряжения на катод 5 служат выводы 3. В описываемой трубке может быть исиользован катод прямого пакала любой известпой конструкции, но наиболее целесообразным является исиользование термоэмиссионпого оксидного катода косвенного накала, керну которого придана пеобходимая форма в зависимости от требуемой формы и размеров фокуса. Апод 7 расположен внутри оболочки 1 напротив катода 5 и закреилеп на анодном фланце 4, служащем для подачи напряжения на анод 7. Аноду 7 придана форма стержня со скошеннымторцом, который обращен к катоду 5. На этот торец анода 7 нанесено покрытие 8 из металла с большим атомным номером, например, из рения. Покрытие 8 может представлять собой тонкую металлическую иластиику, закрепленную на торце анода 7, или тоикий слой металла с большим атомным номером, нанесенный любым известным способом на поверхность торца ano/va 7. Копструкция анода в описываемой рентгеновской трубке может быть изменена в зависимости от конкретных требований. Внутри оболочки 1 между катодом 5 н анодом 7 размещена управляющая сетка 9, выполненная в виде рамки, к которой параллельными рядами припаяны отрезки проволоки. Сетка 9 укреплена на сеточном держателе 10, представляющем собой стакан с отверстием в дне для кренления сетки 9. Дерл атель 10 установлен на сеточном фланце 2. Держатель и сеточный фланец 2 электрически соединены между собой н служат для подачи на сетку 9 электрнческого потенциала, обеспечивающего унравленпе электройным потоком, испускаемым катодом 5 и бомбардирующим анод 7. На аноде 7 установлен металлический экран И, выполненный в виде стакана с отверстием в дне, в котором закреплена дополнительная сетка 12, вынолнениая в виде рамки с ирипаянными к ней параллельными рядами отрезками проволоки. Сетка 12 имеет большую проницаемость, чем проницаемость управляющей сетки 9, т. е. расстояние между отрезками проволоки сетки 12 больше расстояний между отрезками проволоки сетки 9. Экран И, а следовательно и сетка 12, имеют электрический контакт с анодом 7. Экран 11 выполнен с боковым отверстием, расположенным напротив среза торца анода 7и служащим для выхода рентгеновского излучения. Онисапная импульсная рентгеновская трубка работает следующим образом. На подогреватель катода 5 подается напряжение накала, катод 5 разогревается до рабочей температуры и испускает поток электронов. На управляющую сетку 9 подается отрицательное напряжение. Катод 5 заземляется, а на анод 7 подается положительное напряжение. В таком состоянии при наличии на управляющей сетке 9 отрицательного напряжения достаточной величины ток в трубке не протекает. Дополнительная сетка 12, электрически соедииенная с анодом 7, создает в пространстве между анодом 7 н управляющей сеткой 9 плоскопараллельное электрическое поле. При подаче на управляюн ую сетку 9 импульса положительного напряжения в трубке начинает протекать ток (имиульс тока, длительность которого равна длительности имиульса положительного папряжеиия, поданного на сетку 9). Поток электронов, испускаемый катодом 5, устремляется с больщой скоростью через управляющую 9 и донолнительную 12 сетки п бомбардирует анод 7. При торможении электронов в покрытии 8из металла с больп им атомным номером возникает рентгеновское излучение, выходяHj,ee наружу через боковое отверстие в экране 11 и стенку оболочки 1. Длительность вспьпики рентгеновского излучения соответствует длительности импульса тока в трубке, а следовательно, длительностн управляющего нмпульса положительного панряжещш нодаваемого на сетку 9. Устройство для питания трубки может быть построено по любой известной схеме. Предмет изобретения 1. Импульсная рентгеновская трубка, содержанлая герметичную оболочку с располо женными внутри нее катодом, анодом и уп равляюндей сеткой, отличающаяся тем, что, с целью формирования фокуса необходимой геометрил и повышения электрической прочности т;1убки, па аноде установлен электрическн связанный с ним экран, в котором закреплена дополнительная сетка.

2. Рентгеновская трубка по п. 1, отличающаяся тем. что проницаемость дополнительной сетки больше проницаемости управляющей сетки.

.

ТПП

t