FR2548447A1 - X-ray tube with high-intensity focus - Google Patents
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Abstract
Description
TUBE A RAYONS X A FOYER DE FORTE INTENSITE
L'invention concerne un tube à rayons X à foyer de forte intensité, applicable dans les domaines de la radiologie et plus particulièrement dans le domaine du radiodiagnostic et de la tomodensitométrie.HIGH INTENSITY FIREPLACE XA TUBE
The invention relates to a high intensity focus X-ray tube, applicable in the fields of radiology and more particularly in the field of radiodiagnostics and computed tomography.
Dans les tubes à rayons X, le rayonnement X est couramrrient obtenu par un bombardement électronique concentré sur une petite surface, appelée foyer, d'une cible que comporte l'anode ce foyer devenant la source du rayonnement X, et constituant en rotation une couronne focale, (cas d'une anode tournante). In X-ray tubes, X-ray radiation is commonly obtained by electron bombardment concentrated on a small surface, called focal point, of a target that has the anode, this focal point becoming the source of X-ray radiation, and constituting in rotation a crown. focal (case of a rotating anode).
Une faible part, environ 895, de l'énergie électrique dépensée pour accélérer les électrons, est transformée en rayons X ; le reste de cette énergie est dissipée en chaleur. Cette chaleur, dont l'évacuation pour la plus grande partie se fait par rayonnement, peut conduire à la détérioration de l'anode et particulièrement de la couronne focale et constitue une limite à l'accroissement en intensité du rayonnement X. A small part, about 895, of the electrical energy expended to accelerate the electrons, is transformed into X-rays; the rest of this energy is dissipated as heat. This heat, most of which is evacuated by radiation, can lead to deterioration of the anode and particularly of the focal ring and constitutes a limit to the increase in intensity of X-ray radiation.
Il est à remarquer que le foyer doit comporter, d'une part pour la finesse de 11image radiologique, une surface aussi faible que possible, et d'autre part vis à vis des contraintes thermiques, une surface assez importante pour éviter la détérioration de la cible sur laquelle il est constitué. Ces deux exigences contradictoires sont partiellerT:ent conciliées en donnant une inclinaison au plan de la cible par rapport à la direction du faisceau utile produit par le rayonnement X ; la surface apparente du foyer selon cette direction, étant alors inférieur à sa surface réelle, cette dern.ere peut etre augmentee pour accro'tre les possibilités d'émission X. It should be noted that the hearth must comprise, on the one hand for the fineness of the radiological image, an area as small as possible, and on the other hand with respect to thermal stresses, an area large enough to avoid deterioration of the target on which it is built. These two contradictory requirements are partial: conciliated by giving an inclination to the plane of the target with respect to the direction of the useful beam produced by the X-ray; the apparent surface of the hearth in this direction, then being less than its real surface, the latter can be increased to increase the possibilities of X emission.
Un défaut appelé effet de talon, apporté par cette inclinaison du plan de la cible, réside en ce que l'éclairement dans le champ couvert par le faisceau utile n'est pas uniforme, ce défaut se manifestant surtout selon la direction cathode-anode. A defect called heel effect, brought by this inclination of the target plane, resides in that the illumination in the field covered by the useful beam is not uniform, this defect manifesting itself mainly in the cathode-anode direction.
D'autres aménagements permettent également d'augmenter les possibilités d'émission X, tels que notamment: en faisant défiler la cible sous le faisceau d'électrons (cas des anodes tournantes), et en utilisant des cibles en matériau réfractaire à fort pouvoir de rayonnements thermiques. Other arrangements also make it possible to increase the possibilities of X emission, such as in particular: by scrolling the target under the electron beam (in the case of rotating anodes), and by using targets made of refractory material with high power of thermal radiation.
La présente invention concerne un tube à rayons X à foyer de forte intensité, susceptible de constituer un tube à anode fixe ou à anode tournante, et capable de produire un faisceau de rayonnement
X avec une possibilité d'émission très supérieure à celle d'un tube selon l'art antérieur, sans augmenter la surface apparente du foyer.The present invention relates to a high intensity focus X-ray tube capable of constituting a tube with a fixed anode or with a rotating anode, and capable of producing a beam of radiation.
X with a possibility of emission much greater than that of a tube according to the prior art, without increasing the apparent surface of the hearth.
L'agencement du tube à rayons X selon l'invention permettant en outre, d'éliminer des défauts précédemment mentionnés tels que par exemple l'effet de talon.The arrangement of the X-ray tube according to the invention also makes it possible to eliminate the aforementioned defects such as for example the heel effect.
Selon l'invention, un tube à rayons X à foyer de forte intensité, produisant un faisceau de rayons X utilisé selon un axe principal, comportant au moins une cathode fournissant au moins un faisceau d'électron destiné à bombarder au moins une première cible, une anode munie de cette première cible, laquelle première cible produit un rayonnement X par diffusion avant, est caractérisé en ce que l'anode comporte en outre au moins une cible mince produisant un rayonnement X par transmission, ces deux cibles étant disposées par rapport au faisceau d'électrons de manière qu'un premier et un second foyer, produits respectivement au niveau de la première cible et de la cible mince, soient alignés sur l'axe principal du faisceau de rayons X utilisé. According to the invention, a high intensity X-ray tube with focus, producing an X-ray beam used along a main axis, comprising at least one cathode providing at least one electron beam intended to bombard at least a first target, an anode provided with this first target, which first target produces X-radiation by forward scattering, is characterized in that the anode further comprises at least one thin target producing X-radiation by transmission, these two targets being arranged relative to the electron beam so that a first and a second focus, produced respectively at the first target and the thin target, are aligned with the main axis of the X-ray beam used.
L'invention sera mieux comprise gracie à la description qui suit, et aux cinq figures annexées parmis lesquelles: - la figure 1 montre schématiquement une première réalisation d'un tube à rayons X selon l'invention; - les figures 2, 3 ,4 et 5 montrent une première, seconde, troisième et quatrième variante de l'agencement de parties caractéristiques du tube à rayons X selon l'invention. The invention will be better understood thanks to the description which follows, and to the five appended figures among which: - Figure 1 schematically shows a first embodiment of an X-ray tube according to the invention; - Figures 2, 3, 4 and 5 show a first, second, third and fourth variant of the arrangement of characteristic parts of the X-ray tube according to the invention.
La figure 1 montre un tube 1 à rayons X selon l'invention, dont la représentation est limitée à des éléments essentiels à la compréhension de l'invention. FIG. 1 shows an X-ray tube 1 according to the invention, the representation of which is limited to elements essential for understanding the invention.
Le tube 1 comporte dans une enveloppe 2, une cathode 3 maintenue de manière classique par un moyen support 4, et une anode 5. The tube 1 comprises, in an envelope 2, a cathode 3 held in a conventional manner by a support means 4, and an anode 5.
Dans l'exemple non limitatif décrit l'anode 5 est une anode tournante ayant la forme d'un disque, mais peut également, dans le cadre de l'invention être une anode fixe (non représentée) ; l'anode 5 est liée par l'intermédiaire d'un axe 6, et par des moyens de fixation 7 à un rotor 8, par lequel elle est mise en rotation autour d'un axe longitudinal 9 de ce rotor. Dans l'exemple non limitatif de la description, la cathode 3 comporte un premier et un second filament 11, 12 alimentés d'une manière en elle-même connue et non repré sentée, de manière à générer respectivement un premier et un second faisceau d'électrons F1, F2, ces faisceaux d'électrons étant concentrés sur des parties de l'anode 3 capable d'engendrer un rayonnement X.In the nonlimiting example described the anode 5 is a rotating anode having the shape of a disc, but may also, within the framework of the invention, be a fixed anode (not shown); the anode 5 is linked via an axis 6, and by fixing means 7 to a rotor 8, by which it is rotated about a longitudinal axis 9 of this rotor. In the nonlimiting example of the description, the cathode 3 comprises a first and a second filament 11, 12 supplied in a manner known per se and not shown, so as to generate respectively a first and a second beam of electrons F1, F2, these electron beams being concentrated on parts of the anode 3 capable of generating X-rays.
A cette fin, l'anode 5 comporte au voisinage de sa périphérie, sur sa face 13 supérieure par exemple, une première gorge 14 circulaire en forme de V dont, les parois 1S, 16 constituent respectivement une première et une seconde pente, contraires l'une de l'autre dans l'exemple non limitatif décrit. To this end, the anode 5 comprises in the vicinity of its periphery, on its upper face 13 for example, a first circular groove 14 in the form of a V, the walls 1S, 16 respectively constitute a first and a second slope, opposite l 'from one another in the nonlimiting example described.
Sur la première pente 15 est rapportée un matériau réfractaire de numéro atomique élevé, tel que du tungstène par exemple, ayant une épaisseur e voisine ou supérieure à 0,S mm, et qui constitue une première cible 18 formant une cible épaisse; L'anode 5 étant ellemême constitue d'un matériau à fort pouvoir de rayonnement thermique, et présentant une faible absorption au rayonnement X, tel que du graphite par exemple. Sur la deuxième pente 16 est disposé un dépôt, du même matériau que celui de la première cible 18 par exemple, mais d'épaisseur (non représentée) très petite, de l'ordre de 1 à 5 microns, constituant une cible mince Cm.Le premier faisceau d'électrons F1 bombarde la première cible 18, dont une partie délimitée par les limites 20 de ce permier faisceau d'électrons, constitue un premier foyer 22; d'une même manière le second faisceau d'électrons F2 bombarde la cible mince Cm, dont une partie délimitée par les limites 21 de ce second faisceau d'électrons constitue un deuxième foyer 23. Dans l'exemple non limitatif décrit, les faisceaux d'électrons F1, F2 sont représentés séparés, mais leurs limites 20, 21 voisines peuvent être confondues avec un axe de rayonnement d'électrons 40, et les limites voisines des foyers 22, 23 peuvent être confondues à la jonction 41 des cibles 18, Cm. On the first slope 15 is reported a refractory material of high atomic number, such as tungsten for example, having a thickness e close to or greater than 0.5 mm, and which constitutes a first target 18 forming a thick target; The anode 5 itself being made of a material with high thermal radiation power, and having a low absorption by X-rays, such as graphite for example. On the second slope 16 is arranged a deposit, of the same material as that of the first target 18 for example, but of very small thickness (not shown), of the order of 1 to 5 microns, constituting a thin target Cm. The first electron beam F1 bombards the first target 18, part of which is delimited by the limits 20 of this first electron beam, constitutes a first focus 22; in the same way, the second electron beam F2 bombards the thin target Cm, part of which delimited by the limits 21 of this second electron beam constitutes a second focus 23. In the nonlimiting example described, the beams d electrons F1, F2 are shown separate, but their neighboring limits 20, 21 can be confused with an electron radiation axis 40, and the neighboring borders of the foci 22, 23 can be confused at the junction 41 of the targets 18, Cm .
Le premier foyer 22 génère un rayonnement X (non représenté) par diffusion avant, la partie utilisée de ce rayonnement sortant par la face avant 24 de la première cible 18, c'est-à-dire son côté bombardé, et se progageant dans le sens montré par la flèche 30; le rayonnement X utilisé (non représenté) généré par le deuxième foyer 23 et se propageant dans le même sens 30, sort par transmission, c'est-à-dire par la face 25 de la cible mince Cm, opposée au côté bombardé. The first focal point 22 generates X-ray radiation (not shown) by front scattering, the used part of this radiation leaving through the front face 24 of the first target 18, that is to say its bombarded side, and advancing in the direction shown by arrow 30; the X-ray used (not shown) generated by the second focal point 23 and propagating in the same direction 30, leaves by transmission, that is to say by the face 25 of the thin target Cm, opposite the bombarded side.
Ainsi sur l'axe principal 27 d'un faisceau de rayonnement X FX utilisé, sortant de l'anode 5 par un bord de sortie 31 et produit d'une part, par le rayonnement X diffusé en avant qui est généré par le premier foyer 22, et d'autre part par le rayonnement X sortant par transmission qui est généré par le deuxième foyer 23, on a deux foyers 22, 23 alignés sur cet axe principal 27 du faisceau FX ; la première cible 18 étant la plus éloignée du bord de sortie 31. Thus on the main axis 27 of a beam of X-ray radiation FX used, leaving the anode 5 by an output edge 31 and produced on the one hand, by the X-ray radiation diffused in front which is generated by the first focus 22, and on the other hand by the X-ray outgoing by transmission which is generated by the second focal point 23, there are two focal points 22, 23 aligned on this main axis 27 of the beam FX; the first target 18 being the furthest from the exit edge 31.
L'intensité totale fournie par ces foyers 22, 23, en quelque sorte superposés, est la somme de l'intensité du rayonnement de la première cible 18 atténuée par la filtration de la cible mince Cm, et de l'intensité du rayonnement émis par transmission par la cible mince Cm ; l'absorption due au matériau de l'anode 5 elle-même, étant négligeable.The total intensity provided by these foci 22, 23, in a way superimposed, is the sum of the intensity of the radiation of the first target 18 attenuated by the filtration of the thin target Cm, and the intensity of the radiation emitted by transmission by the thin target Cm; the absorption due to the material of the anode 5 itself, being negligible.
Pour une cible mince Cm dont l'épaisseur (non représentée) a été optimisée pour des conditions de fonctionnement déterminées, on peut obtenir autant de rayonnement X par transmission que par diffusion avant avec une première cible 18. Au total la luminance disponible sur une telle cible composée, constituée par la première cible 18 et la cible mince Cm, peut atteindre 1,5 fois celle d'un tube classique à une seule cible.Cet avantage, constituant un premier but de l'invention, est obtenu notamment du fait que le bombardement électronique, produit par le premier et le second faisceau d'électrons F1, F2 ayant dans l'exemple non limitatif décrit des axes 32, 33 parallèles, détermine au faisceau de rayons X FX utilisé une source formée par les deux foyers 22, 23 alignés sur l'axe principal 27 ; les axes 32, 33 des faisceaux d'électrons F1, F2 intersectant l'axe principal 27 au niveau respectivement de la première cible 18 et de la cible mince Cm. For a thin target Cm whose thickness (not shown) has been optimized for determined operating conditions, it is possible to obtain as much X-radiation by transmission as by front scattering with a first target 18. In total, the luminance available on such a compound target, constituted by the first target 18 and the thin target Cm, can reach 1.5 times that of a conventional tube with a single target. This advantage, constituting a first object of the invention, is obtained in particular because the electron bombardment produced by the first and the second electron beam F1, F2 having in the nonlimiting example described axes 32, 33 parallel, determines the source of the X-ray beam FX formed by the two foci 22, 23 aligned with the main axis 27; the axes 32, 33 of the electron beams F1, F2 intersecting the main axis 27 at the level of the first target 18 and of the thin target Cm respectively.
Un autre avantage d'une telle disposition, par rapport a un tube selon l'art antérieur muni d'une anode à une seule pente et d'une seule cible, est qu'elle permet d'uniformiser l'éclairement du champ couvert en compensant l'effet de talon. Cet effet de talon réside dans la variation d'une indicatrice d'émission dans le sens anode-cathode (plus de rayonnements vers la cathode et moins vers Panode)1 comme il est montré par une première courbe 35 en traits pointillés représentant l'indicatrice d'démission de la première cible 18; du fait de la disposition des cibles 18, Cm, dans un tube selon l'invention, l'indicatrice d'émission pour la cible mince Cm, représentée par une deuxième courbe 36 en traits pointillés, est pratiquement symétrique par rapport à la première.L'indicatrice totale est la somme des deux .ndXcatrices, et conduit à une meilleure répartition de l'éclairement du champ couvert, constitué entre une première et une seconde limite 37, 38 du faisceau de rayons X FX utilisé ; ces limites 37, 38 du faisceau FX utilisé pouvant être déterminées dune manière classique, par un dispositif collimateur non représenté. Another advantage of such an arrangement, compared to a tube according to the prior art provided with a single slope anode and a single target, is that it makes it possible to standardize the illumination of the field covered in compensating for the heel effect. This heel effect resides in the variation of an emission indicator in the anode-cathode direction (more radiation towards the cathode and less towards Panode) 1 as is shown by a first curve 35 in dotted lines representing the indicator emitting the first target 18; due to the arrangement of the targets 18, Cm, in a tube according to the invention, the emission indicator for the thin target Cm, represented by a second curve 36 in dotted lines, is practically symmetrical with respect to the first. The total indicator is the sum of the two .ndXcatrices, and leads to a better distribution of the illumination of the covered field, formed between a first and a second limit 37, 38 of the X-ray beam FX used; these limits 37, 38 of the beam FX used can be determined in a conventional manner, by a collimator device not shown.
Cette uniformisation de l'éclairement est due principalement au fait que, la première cible 18 et la cible mince Cm sont rapportées sur 'es parois 15, 16 et forment également des pentes contraires, et égales. La face avant 24 de la cible épaisse 18 est symétrique à la cible mince Cm par rapport à l'axe de rayonnement d'électrons 40 ou axe de bombardement, avec lequel elles forment respectivement un premier et un second angle 1 > 1' 2 de même valeur; cet axe de rayonnement d'électrons 40 passant à la jonction 41 de ces deux cibles 18, Cm. This uniformity of illumination is mainly due to the fact that the first target 18 and the thin target Cm are attached to the walls 15, 16 and also form opposite and equal slopes. The front face 24 of the thick target 18 is symmetrical to the thin target Cm with respect to the electron radiation axis 40 or bombardment axis, with which they respectively form a first and a second angle 1> 1 '2 of same value; this electron radiation axis 40 passing at the junction 41 of these two targets 18, Cm.
Un troisième avantage important de cette configuration, est qu'il procure une meilleurc répartition du pouvoir de résolution dans le champ image. il est connu qu'un défaut dans une configuration classique est, que d'une extrémité à l'autre du champ couvert (représenté sur la figure par les limites 37, 38 du faisceau de rayonnement X FX), une des dimensions du foyer varie avec l'angle formé entre l'axe du faisceau de rayons X et l'axe de vision de la source: en prenant pour exemple le foyer 22 constitué au niveau de la première cible 18, ce foyer apparaît plus long vu à proximité de la seconde limite 38 du faisceau FX, et apparaît plus court vu à proximité de la première limite 37. Mais dans le cas du tube 1 selon l'invention, cet effet existe également, mais en sens contraire pour le foyer 23 formé au niveau de la cible mince Cm. A third important advantage of this configuration is that it provides a better distribution of the resolution power in the image field. it is known that a defect in a conventional configuration is, that from one end to the other of the covered field (represented in the figure by the limits 37, 38 of the beam of radiation X FX), one of the dimensions of the focal point varies with the angle formed between the axis of the X-ray beam and the axis of vision of the source: taking for example the focal point 22 formed at the level of the first target 18, this focal point appears longer seen near the second limit 38 of the beam FX, and appears shorter seen near the first limit 37. But in the case of the tube 1 according to the invention, this effect also exists, but in the opposite direction for the focal point 23 formed at the level of the thin target Cm.
Ainsi en parcourant le champ couvert de la première à la seconde limite 37, 38 par exemple, une dimension 13 visible dans le plan de la figure, des foyers apparents ou optiques 22A, 22B du foyer 22 de la première cible 18, va en croissant. A l'opposé, une dimension 14 du foyer apparent 23A, 23B du foyer 23 de la cible mince Cm va en décroissant, permettant ainsi une homogénélsation du pouvoir de résolution dans le champ image ; les foyers 22, 23 ayant des dimensions 11, 12 égales, des foyers apparents 22C, 23C qu'ils déterminent sur l'axe principal 27, sont confondus. Thus by traversing the field covered from the first to the second limit 37, 38 for example, a dimension 13 visible in the plane of the figure, of visible or optical foci 22A, 22B of the focal point 22 of the first target 18, increases . In contrast, a dimension 14 of the apparent focal point 23A, 23B of the focal point 23 of the thin target Cm decreases, thus allowing a homogenization of the resolving power in the image field; the homes 22, 23 having dimensions 11, 12 equal, apparent homes 22C, 23C which they determine on the main axis 27, are combined.
Le tube à rayons X selon l'invention peut être implanté sur n'importe quelle installation de radiologie déjà existante. Dans la plupart des cas, la puissance dissipable sur la première cible 18 et sur la cible mince Cm peut être la même ; ces deux cibles 18, Cm pouvant être alors bombardées par un même faisceau d'électrons (non représenté), symétrique par rapport à l'axe de rayonnement d'électrons 40, et ayant une ouverture suffisante pour bombarder les deux cibles 18, Cm.Mais si pour des raisons d'optimisation maximale, on tiend compte des différences de puissances admissibles sur ces deux cibles, il faut disposer de deux filaments comme il est montré par la figure l, et d'un réglage de chauffage de filaments séparés (non représentés), afin d'obtenir des débits électroniques différents sur chacune des cibles 18, Cm; l'existence de deux circuits de chauffage de filaments étant un cas fréquent dans une installation radiologique. The X-ray tube according to the invention can be installed on any already existing radiology installation. In most cases, the dissipable power on the first target 18 and on the thin target Cm can be the same; these two targets 18, Cm can then be bombarded by the same electron beam (not shown), symmetrical with respect to the electron radiation axis 40, and having an opening sufficient to bombard the two targets 18, Cm. But if for reasons of maximum optimization, account is taken of the differences in permissible powers on these two targets, two filaments must be available as shown in FIG. 1, and a separate heating control for filaments (not shown), in order to obtain different electronic bit rates on each of the targets 18, Cm; the existence of two filament heating circuits being a frequent case in a radiological installation.
Le tube à rayons X conforme à l'invention peut comporter également une anode 5 munie, en plus de la première cible 18 et de la cible mince Cm, d'une pluralité de cibles minces supplémentaires. The X-ray tube according to the invention may also include an anode 5 provided, in addition to the first target 18 and the thin target Cm, with a plurality of additional thin targets.
Ce cas est montré par la figure 2 dans laquelle l'anode 5, constituée comme dans le cas de la figure 1 en un matériau de faible numéro atomique (graphite par exemple), est partiellement représentée ; l'anode 5 comporte dans la première gorge 14 la première cible 18 et la cible mince Cm, et n cibles minces supplémentaires Cml, Cm2, n étant dans l'exemple égal à 2. This case is shown in FIG. 2 in which the anode 5, constituted as in the case of FIG. 1 in a material of low atomic number (graphite for example), is partially represented; the anode 5 comprises in the first groove 14 the first target 18 and the thin target Cm, and n additional thin targets Cml, Cm2, n being in the example equal to 2.
La cathode 3 comporte dans l'exemple non limitatif décrit, autant dc filaments supplémentaires 50, 51 générateurs de faisceaux d'électrons F3, F4, qu'il y a de cibles minces supplémentaires Cml,
Cm2. Ces filaments supplémentaires 50, 51 ainsi que le premier et le second filament 11, 12 étant, dans cet exemple, disposés dans des plans perpendiculaires à la figure, afin d'autoriser une faible distance d entre des gorges 14, 52, 53 contenant les cibles 18, Cm, Cml, Cm2 ; des gorges supplémentaires 52, 53 contenant chacune une cible mince supplémentaire Cml, Cm2.The cathode 3 comprises, in the nonlimiting example described, as many additional filaments 50, 51 as electron beam generators F3, F4, as there are additional thin targets Cml,
Cm2. These additional filaments 50, 51 and the first and second filaments 11, 12 being, in this example, arranged in planes perpendicular to the figure, in order to allow a small distance d between grooves 14, 52, 53 containing the targets 18, Cm, Cml, Cm2; additional grooves 52, 53 each containing an additional thin target Cml, Cm2.
De même qu'il a été précédemment expliqué la première cible 18 fournit un rayonnement X diffusé qui sort par l'avant, en traversant la cible mince Cm, puis la succession de cibles minces supplémentaires Cml, Cm2. Chaque cible mince Cm, Cml, Cm2 fournit, comme précédemment expliqué un rayonnement X sortant vers l'avant par transmission. L'intensité totale du rayonnement X étant liée alors à l'intensité de rayonnement d'une cible, au nombre de cibles, et au taux de transmission d'une cible mince. As previously explained, the first target 18 provides scattered X-rays which emerge from the front, passing through the thin target Cm, then the succession of additional thin targets Cml, Cm2. Each thin target Cm, Cml, Cm2 provides, as previously explained, X-rays exiting forward by transmission. The total intensity of X-ray radiation then being linked to the radiation intensity of a target, the number of targets, and the transmission rate of a thin target.
Ce rayonnement X par transmission et par diffusion avant permet d'obtenir, de même qu'il a été précédemment expliqué, un faisceau de rayonnement X FX utilisé, sortant de l'anode 5 par le bord de sortie 31, selon l'axe principal 27. Les cibles 18, Cm, Cml,
Cm2 sont relativement rapprochées et sont alignées sur cet axe principal, les cibles minces Cm, Cml, Cm2-étant parallèles ; cette configuration non limitative est favorable à la production d'un faisceau FX en forme de fin pinceau, délimité par exemple par des moyens classiques (non représentés). Afin de favoriser le bombardement de la première cible 18 et de la cible mince Cm, les axes 32, 33 des faisceaux d'électrons F1, F2 sont croisés.This X-ray radiation by transmission and by forward diffusion makes it possible, as has been explained above, to obtain a beam of X-ray radiation FX used, leaving the anode 5 by the output edge 31, along the main axis. 27. Targets 18, Cm, Cml,
Cm2 are relatively close together and are aligned on this main axis, the thin targets Cm, Cml, Cm2-being parallel; this non-limiting configuration is favorable to the production of an FX beam in the form of a fine brush, delimited for example by conventional means (not shown). In order to favor the bombardment of the first target 18 and of the thin target Cm, the axes 32, 33 of the electron beams F1, F2 are crossed.
La figure 3 montre une variante du tube 1 à rayons X selon l'invention, dans laquelle l'anode 5 est préférentiellement constituée d'un matériau de faible numéro atomique, comme le carbone ou le titane par exemple et, dans laquelle la première cible 18 et la cible mince Cm sont parallèles. FIG. 3 shows a variant of the X-ray tube 1 according to the invention, in which the anode 5 is preferably made of a material of low atomic number, such as carbon or titanium for example, and in which the first target 18 and the thin target Cm are parallel.
La première et la seconde paroi 15, 16, de la gorge 14, pratiquée dans la face supérieure 13 de l'anode S, sont parallèles dans cette version, et sont munies comme dans les exemples précédents de la première cible 18 et de la cible mince Cm ; la distance dl entre ces cibles, pouvant varier de quelques dixièmes de milimètres à quelques milimètres. The first and second walls 15, 16, of the groove 14, formed in the upper face 13 of the anode S, are parallel in this version, and are provided as in the previous examples with the first target 18 and the target thin Cm; the distance dl between these targets, which can vary from a few tenths of a millimeter to a few millimeters.
Dans cette version de l'invention, les axes 32, 33 du premier et du second faisceau d'électrons F1, F2 peuvent être croisés ainsi que dans l'exemple décrit, de manière à permettre un meilleur bombardement de chacune de ces cibles, compte tenu de leur faible écartement ; le rayonnement X par diffusion et le rayonnement X par transmission étant produits d'une même manière que précédemment décrit. In this version of the invention, the axes 32, 33 of the first and second electron beam F1, F2 can be crossed as in the example described, so as to allow better bombardment of each of these targets, account given their small spacing; X-ray by diffusion and X-ray by transmission being produced in the same manner as previously described.
II est possible d'ajouter, ainsi que dans l'exemple non limitatif décrit, un écran localisateur 60 fixe, permettant une localisation du faisceau de rayonnement X FX de manière très efficace, car étant très proche des sources d'émission X que constituent les foyers 22, 23, contribuant ainsi à réduire le rayonnement extra-focal (non représenté). Cet écran localisateur60, comportant un coefficient d'absorption élevée vis à vis du rayonnement X, est porté au même potentiel (non représenté) que l'anode 5, et se trouve maintenu en position fixe au-dessus de celle-ci, grâce à un arbre fixe 61 central, situé selon l'axe longitudinal du rotor 8.Dans cette configuration l'écran localisateur 60 comporte une première ouverture 62 permettant le passage des faisceaux d'électrons, F1, F2 et une seconde ouverture 63 servant à délimiter le faisceau de rayonnement X FX ; cet écran pouvant avantageusement être utilisé pour déterminer un faisceau de rayonnement X FX en éventail, ayant une épaisseur E et dont l'angle d'ouverture (non représenté) est perpendiculaire au plan de la figure. Un tel écran localisateur 60 est applicable à toutes les versions du tube à rayons X selon l'invention. It is possible to add, as in the nonlimiting example described, a fixed locator screen 60, making it possible to locate the X-ray radiation beam FX very effectively, since it is very close to the X emission sources that constitute the foci 22, 23, thus helping to reduce the extra-focal radiation (not shown). This locator screen 60, having a high absorption coefficient with respect to X-radiation, is brought to the same potential (not shown) as the anode 5, and is held in a fixed position above it, thanks to a central fixed shaft 61, located along the longitudinal axis of the rotor 8. In this configuration, the locator screen 60 has a first opening 62 allowing the passage of electron beams, F1, F2 and a second opening 63 used to delimit the X-ray beam of FX FX; this screen can advantageously be used to determine a fan-shaped X-ray X-ray beam, having a thickness E and whose opening angle (not shown) is perpendicular to the plane of the figure. Such a locator screen 60 is applicable to all versions of the X-ray tube according to the invention.
Les figures 4 et 5 montrent l'association d'une première cible 18 et d'une cible mince Cn disposées dans la première gorge 14, cette première gorge étant pratiquée dans la tranche 70 du disque d'anode 5 ; l'anode 5 étant partiellement montrée, avec son axe de rotation constitué par l'axe longitudinal 9, les moyens nécessaires à cette rotation n'étant pas représentés. Figures 4 and 5 show the association of a first target 18 and a thin target Cn arranged in the first groove 14, this first groove being formed in the edge 70 of the anode disc 5; the anode 5 being partially shown, with its axis of rotation constituted by the longitudinal axis 9, the means necessary for this rotation not being shown.
Dans l'exemple de la figure 4, la première cible 18 et la cible mince Cm sont parallèles, et sont bombardées respectivement par le premier et le second faisceau d'électrons 1 F. D'une même manière que dans les exemples précédents, un faisceau de rayons X
FX (non représente) d'axe principal 27 est généré ; le rayonnement X sortant de l'anode 5 par un bord de sortie 31, situé à l'opposé de la première cible 18.In the example of FIG. 4, the first target 18 and the thin target Cm are parallel, and are bombarded respectively by the first and the second electron beam 1 F. In the same way as in the previous examples, a x-ray beam
FX (not shown) of main axis 27 is generated; the X-ray exiting from the anode 5 via an output edge 31, located opposite the first target 18.
La figure 5 montre la première cible 18 et la cible mince Cm disposées par rapport à la cathode 3 selon une même configuration que sur la figure 1, et bombardée chacune par un faisceau d'électrons F1, F2 ; ces deux faisceaux d'électrons F1, F2 se croisent, et comme précédemment expliqué, le rayonnement X sort de l'anode 5 par un bord de sortie 31, opposé à la première cible 18, selon l'axe principal 27. FIG. 5 shows the first target 18 and the thin target Cm arranged relative to the cathode 3 according to the same configuration as in FIG. 1, and each bombarded by an electron beam F1, F2; these two electron beams F1, F2 intersect, and as previously explained, the X-ray radiation leaves the anode 5 by an output edge 31, opposite the first target 18, along the main axis 27.
Cette description d'un tube à rayons X selon l'invention n'es pas limitative, une première cible 18 et une ou des cibles minces
Cm, Cml, Cm2 peuvent être associées selon d'autres configurations sans sortir du cadre de l'invention, l'essentiel étant que les rayonnements X produits par ces cibles s'ajoutent, de manière à former un faisceau de rayonnement X FX, pour lequel les foyers optiques 22C, 23C sont confondus sur l'axe principal 27 de ce faisceau ; il est à remarquer que la première cible 18 peut également être constituée d'une cible mince Cm. This description of an X-ray tube according to the invention is not limiting, a first target 18 and one or more thin targets
Cm, Cml, Cm2 can be combined in other configurations without departing from the scope of the invention, the main thing being that the X-rays produced by these targets are added, so as to form a beam of X-ray radiation, for which the optical focal points 22C, 23C are combined on the main axis 27 of this beam; it should be noted that the first target 18 can also consist of a thin target Cm.
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