Рентгеновская трубка Советский патент 1981 года по МПК H01J35/12 

1

Изобретение относится к рентгеновскому приборостроению, а более конкретно - к микрофокусным рентгеновским трубкам.

Известны микрофокусные рентгеновские трубки с мишенями прострельного типа, представляющими собой либо металлическую фольгу, либо, бериллиевую подложку с нанесенным на нее активным слоем .1.

Однако тепло, вьщеляющееся в фоку ном пятне на мишени, отводится только за счет теплопроводности материала мишени с последующим теплообменом с воздухом или водой (в трубках с водяным охлаждением). Поэтому предельно допустимая мощность таких трубок весьма ограничена, Охлаждение мишени воздухом, водой или другим хладагентом в микрофокусных трубках малоэффективно,так как хладагент невозможно подвести непосредственно к фокусному пятну. Фокусное пятно всегда отделено от хладагента материалом подложки мишени, обладаю- щим ограниченной теплопроводностью. Расстояние от фокусного пятна для хладагента значительно превышает размер фокусного.1ятна.

Наиболее бли.зким по технической сущности к предлагаемому является рентгеновская трубка, содержащая расположенные в корпусе катод и мишень прострельного типа, вьтолненную в виде подложки с нанесенным на нее активным слоем 2.

Однако при .размере фокусного пят0на 25415 мкм предельно допустимая рассеиваемая на мишени мощность не превышает 1 Вт. При увеличении рассеиваемой на мишени мощности происходит разрушение активного слоя.

5

Цельизобретения - увеличение интенсивности излучения.

.Указанная цель достигается тем, что в рентгеновской трубке, содер0жащей расположенные в корпусе катод и- мишень .прострельного типа, выполненную в виде подложки с нанесенным на нее активным слоем, подложка изготовлена из примесного полу5проводникового материала и соединена с одним из полюсов источника постоянного тока, к другому полюсу коToflbro подключен активный слой. Активный слой электрически изолировав по периферии фокусного пятна. На чертеже изображена анодная часть рентгеновскойтрубки, общий вид в разрезе. Анодная часть рентгеновской тру ки содержит металлический корпус 1 с которым вакуумноплотно соединен подложка 2 мишени, с нанесенными н нее активным слоем 3. Боковая поверхность подложки электрически изолирована от металлического корпуса 1 непроводящим слоем 4. Контакт 5 между подложкой и активным слоем изолирован в центральной обл ти мишени электроизолирующим слоем 6. На внешней поверхности подло ки 2 закреплена металлическая шайба-радиатор 7, предназначенная для улучшения теплообмена выделившегос на мишени тепла с воздухом. Шайбарадиатор 7 и корпус 1 присоединены к противоположным полюсам источника 8 постоянного тока. При включении источника постоян ного тока через контакт подложки с активным слоем протекает ток в ап : равлении, при котором в соответствии эффектом Пельтье для полупро водников происходит похлощение теп ла. Поглощенное тепло переносится через подложку, при этом хладагентом является электронный газ, и вы деляется в месте контакта подложки с металлической шайбой-радиатором Ток через контакт локализован в ок рестности фокусного пятна изолирующим слоем 6. Таким образом, к обычному механизму отвода тепла от фокусного Тпятна за счет теплопроводности материала мишени добавляется механизм отвода тепла, основанный н использовании эффекта Пельтье. Тепловой баланс в месте контакта подложки с активным слоем выражается соотношением QO+ |RI + КДТ, где Qo тепло, подводимое к фокусному пятну электронным пучком;R - сопротивление подложки; I - ток, протекающий через контакт;rt - .удельный термоэдс материала подложки; Т- температура контакта; К - коэффициент теплопроводности подложки; дТ - разность температур между контактом и внешней поверхностью подложки. Тепло, выделяющееся в фокусном пятне при торможении электронов, а также тепло, возникающее при прохож дении тока через подложку и выделяющееся в контакте, частично отводится за счет теплопроводности .подложки, частично поглощается в контакте за счет эффекта Пельтье. Контакт между подложкой и активным слоем в месте расположения фокусного пятна имеет наибольшую температуру, соответственно и сопротивление полупроводниковой подложки в этом месте наименьшее. Следовательно,в месте расположения фокусного пятна через контакт протекает больший ток и происходит более интенсивное поглощение тепла, чем в других участках контакта. Таким образом, источник возникновения тепла (фокусное пятно) становится одновременно и местом его наиболее интенсивного поглощения. Применение предлагаемой конструкции мишени позволяет примерно на порядок увеличивать интенсивность выходного рентгеновского излучения (даже с учетом того, что полупроводниковая подложка, изготовленная, например, из легированного кремния, сильнее поглощает рентгеновские лучи, чем подложка из бериллия) и, соответственно, сократить время анализа при работе с рентгеноструктурными, рентгеноспектральными аппаратами и рентгеновскими микроскопами-. , Формула изобретения 1. Рентгеновская трубка, содеращая расположенные в корпусе катод мишень прострельного типа, выолненную в виде подложки с нанеенным на нее активным слоем, отичающаяся тем, что, с елью увеличения интенсивности изучения, подложка изготовлена из римесного полупроводникового матеиала и соединена с одним из полюов источника постоянного тока, к ругому полюсу которого подключен ктивный слой. 2. Рентгеновская трубка по п.1, тличаю ща яс я тем, что ктивный слой электрически изолиован от подложки по периферии фоусного пятна. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Быстров Ю.Н.. и Иванов С.А. скорители и рентгеновские приборы. ., 1976, с. 42-45. 2.Авторское свидетельство СССР 283421, кл. Н 01 J 35/02, 1969 прототип).