CN106024560B - 一种射线管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种射线管，所述射线管包括离子源、阴极、阳极，离子源的电位和阳极的电位均高于阴极的电位，离子源和阴极间形成的电场能将从离子源产生的正离子加速轰击到阴极产生中子射线和二次电子，阳极和阴极间形成的电场能将从阴极产生的二次电子加速轰击到阳极产生X射线。本发明的射线管通过共用一套供电系统，能够同时产生X射线和中子射线，具有结构紧凑、成本低、安全性好的优点。

Description

一种射线管
技术领域
本发明涉及属于核技术领域，具体涉及一种射线管。
背景技术
射线由各种放射性核素，或者原子、电子、中子等粒子在能量交换过程中发射出的、具有特定能量的粒子或光子束流，常见的有的α射线、β射线、X射线、γ射线和中子射线等，射线在核物理及核技术、材料物理、航空航天、医疗、安检、地质等领域中得到了广泛应用。
在安检领域，应用最广的是X射线技术，它能提供组成物体物质的一些重要特性,其中最有用的信息就是物体的密度和轮廓，对有特定形状、背景不太复杂的违禁物品的检查效果较为良好。但X射线技术也存在一些缺陷，对多层包装的、有金属外包装的、液态的、粉末状的被检测物均难以识别，如：难以识别被较厚金属物品遮挡的管制刀具，难以识别可以制备成任何形状，甚至做成薄片藏匿的塑料炸药、毒品，难以识别液态物品是否为危险物品，如汽油、柴油、酒精等液体危险品与瓶装有色饮料、酒类、水等，存在较多安检盲区。利用中子射线照射被检测物，能判断被检测物中碳、氢、氧、氮元素含量的比值和含量，穿透能力强，识别率高，可靠性好，能解决被金属或高密度材料密封的液态爆炸物的探测，不易受被检测物外包装影响。随着国际反恐形势的日益严峻，单一使用任何一种技术设备都难以满足安全防范技术的要求，多种技术融合的检查方式是发展趋势。目前，X射线和中子射线分别由X射线管、中子管及相应的供电系统单独产生，综合使用成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种射线管。
本发明的射线管，其特点是：所述射线管包括离子源、阴极、阳极、壳体、电源Ⅰ和电源Ⅱ，其中：
所述的离子源、阴极、阳极位于壳体的空腔中，壳体的空腔为真空环境；
所述的离子源由外接的电源Ⅰ供电；
所述的离子源与阳极之间通过电路连接，离子源的电位为A，阳极的电位为C；
所述的离子源、阴极和外接的电源Ⅱ之间通过电路连接，阴极的电位为B，A＞B，C＞B；
所述射线管工作过程如下：
a.打开电源Ⅰ和电源Ⅱ；
b.离子源产生的正离子轰击到阴极产生中子射线，中子射线发射出射线管；
c.步骤b的正离子轰击到阴极同时产生二次电子，二次电子轰击到阳极产生X射线，X射线发射出射线管。
所述的离子源为潘宁离子源、高频离子源、考夫曼离子源中的一种，产生的正离子包括氘正离子、氚正离子中的一种或以上。
所述阴极的材料中包括氘化钛、氘化锆、氘化铒、氘化钪、氚化钛、氚化锆、氚化铒、氚化钪中的一种或其组合。
所述阳极的材料包括石墨、钨、金、银、铜、钯、铑、钼、铁、钴、镍、铬、铅的单质或其组合所形成的化合物、合金、金属间化合物或复合材料中的一种。
本发明的射线管通过共用一套供电系统，能够利用一个射线管同时产生X射线和中子射线，具有结构紧凑、成本低、安全性好的优点。
附图说明
图1是本发明的射线管的示意图；
图中，1.离子源 2.阴极 3.阳极 4.壳体 5.电源Ⅰ 6.电源Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明。
如图1所示，本发明的射线管包括离子源1、阴极2、阳极3、壳体4、电源Ⅰ5和电源Ⅱ6，其中：
所述的离子源1、阴极2、阳极3位于壳体4的空腔中，壳体4的空腔为真空环境；
所述的离子源1由外接的电源Ⅰ5供电；
所述的离子源1与阳极3之间通过电路连接，离子源1的电位为A，阳极3的电位为C；
所述的离子源1、阴极2和外接的电源Ⅱ6之间通过电路连接，阴极2的电位为B，A＞B，C＞B；
所述射线管工作过程如下：
a.打开电源Ⅰ5和电源Ⅱ6；
b.离子源1产生的正离子轰击到阴极2产生中子射线，中子射线发射出射线管；
c.步骤b的正离子轰击到阴极2同时产生二次电子，二次电子轰击到阳极3产生X射线，X射线发射出射线管。
所述的离子源1为潘宁离子源、高频离子源、考夫曼离子源中的一种，产生的正离子包括氘正离子、氚正离子中的一种或以上。
所述阴极2的材料中包括氘化钛、氘化锆、氘化铒、氘化钪、氚化钛、氚化锆、氚化铒、氚化钪中的一种或其组合。
所述阳极3的材料包括石墨、钨、金、银、铜、钯、铑、钼、铁、钴、镍、铬、铅的单质或其组合所形成的化合物、合金、金属间化合物或复合材料中的一种。
实施例1
所述的离子源1为高频离子源，产生的正离子为氘正离子；所述的阴极2为氚化钛；所述的阳极3为石墨；离子源1和阳极3的电位为均为0kV，阴极2的电位为-100kV。
所述阳极3的材料还可以为钨、金、银、铜、钯、铑、钼、铁、钴、镍、铬、铅的单质或其组合所形成的化合物、合金、金属间化合物或复合材料中的一种。
电源Ⅰ5为离子源1供电产生正离子，当正离子从离子源1出射时，在离子源1和阴极2间形成的电场作用下加速获得能量轰击到阴极2，在产生中子射线的同时会产生二次电子，当二次电子从阴极2表面出射时，在阳极3和阴极2间形成的电场作用下加速获得能量轰击到阳极3而产生X射线。
实施例2
本实施例与实施例1的实施方式基本相同，不同之处是，所述离子源1为潘宁离子源，产生的正离子为氘正离子、氚正离子的混合；所述阴极2为氚化锆；所述阳极3为钨；离子源1和阳极3的电位为均为+150kV，阴极2的电位为0kV。
实施例3
本实施例与实施例1的实施方式基本相同，不同之处是，所述离子源1为考夫曼离子源，产生的正离子为氘正离子；所述阴极2为氘化钛；所述阳极3为钨钼合金；离子源1和阳极3的电位为均为+100kV，阴极2的电位为-100kV。
本领域技术人员可以通过改变离子源1的种类和结构、阴极2的种类和结构、阳极3的种类和结构、离子源1和阳极3的电位、阴极2的电位、电源Ⅰ5和电源Ⅱ6的直流或脉冲工作模式得到其他实施例。
本发明不局限于上述具体实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种射线管，其特征在于：所述射线管包括离子源（1）、阴极（2）、阳极（3）、壳体（4）、电源Ⅰ（5）和电源Ⅱ（6），其中：
所述的离子源（1）、阴极（2）和阳极（3）位于壳体（4）的空腔中，壳体（4）的空腔为真空环境；
所述的离子源（1）由外接的电源Ⅰ（5）供电；
所述的离子源（1）与阳极（3）之间通过电路连接，离子源（1）的电位为A，阳极（3）的电位为C；
所述的离子源（1）、阴极（2）和外接的电源Ⅱ（6）之间通过电路连接，阴极（2）的电位为B，A＞B，C＞B；
所述射线管工作过程如下：
a.打开电源Ⅰ（5）和电源Ⅱ（6）；
b.离子源（1）产生的正离子轰击到阴极（2）产生中子射线，中子射线发射出射线管；
c.步骤b的正离子轰击到阴极（2）同时产生二次电子，二次电子轰击到阳极（3）产生X射线，X射线发射出射线管。
2.根据权利要求1所述的射线管，其特征在于：所述的离子源（1）为潘宁离子源、高频离子源、考夫曼离子源中的一种，产生的正离子包括氘正离子、氚正离子中的一种或以上。
3.根据权利要求1所述的射线管，其特征在于：所述阴极（2）的材料中包括氘化钛、氘化锆、氘化铒、氘化钪、氚化钛、氚化锆、氚化铒、氚化钪中的一种或其组合。
4.根据权利要求1所述的射线管，其特征在于：所述阳极（3）的材料包括石墨、钨、金、银、铜、钯、铑、钼、铁、钴、镍、铬、铅的单质或其组合所形成的化合物、合金、或复合材料中的一种。
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