CN1638813A - 便携式辐射能杀菌器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种便携式辐射产生设备，用于从低压电源例如电池(42)产生高能电子束辐射和X射线。脉冲高压发生器(40)包括电源(42)和特斯拉变压器(41)。所述特斯拉变压器具有至少一个第一电容器(44)、初级线圈(46)、次级线圈(48)、和至少一个第二电容器(50)。所述至少一个第二电容器轴向设置在所述次级线圈内。控制系统(60)与所述脉冲高压发生器(40)相连，用于有选择地控制从脉冲高压发生器(40)到辐射发生装置(22)的能量传递。所述辐射发生装置用于产生电子和X射线的脉冲。每个脉冲都具有约为100毫微秒的持续时间。由所述辐射发生装置产生的电子和X射线可用于灭活微生物污染物或照射各种材料。

Description

便携式辐射能杀菌器

技术领域

本发明涉及产生辐射的方法和辐射产生设备，尤其涉及用于灭活微生物污染物的辐射产生设备。

背景技术

美国邮政服务已经被用作传送炭疽孢子的一种途径。邮政服务和其它快递服务很可能被用于传送其它生物制品。

细碎的孢子较易渗透纸质信封。在邮件的正常处理中，炭疽孢子和其它生物材料能从信封漏出，污染邮件处理设备的表面、邻近的地面和设备、载体信封的外部和其它信封的表面。

因此，需要一种对可疑邮件和可疑邮件接触过的其它邮件和处理设备立即进行现场消毒的设备。

液体和喷雾杀菌剂对于灭活邮件处理设备硬表面上的微生物是有效的，但是与纸质信封和洗得掉的墨水不兼容。并且，使用液体进行完全杀菌需要关闭机械设备或甚至需要将其部分拆开。在使用液体杀菌之后，还需要对净化的表面重新润滑。

等离子体放电法对于表面杀菌是有效的。然而，等离子体放电不适于处理信封内部的孢子或其它微生物。

例如环氧乙烷、臭氧气体等有毒气体和其它气体杀菌剂对于灭活微生物也是有效的。然而，由于杀菌气体也对人体潜在有害，因此它们通常用于密封环境中。在大型邮件处理设备周围形成密封环境需要耗费大量时间，并且需要中断邮件处理进程。由于穿透率较低，所以用这种方法处理一件或一包可疑邮件是相当耗时的。

高能辐射对灭活微生物也是有效的。然而，高能辐射系统往往是庞大的。它们通常难以从一个位置移动到另一个位置。而且，高能辐射需要解决保护工人不受辐射、散射或其它的屏蔽问题。而且，高能辐射使较大能量散逸到目标内，即信封和微生物材料内，导致微生物材料以及信封加热。这种加热增加了信封破裂和撒出微生物材料的可能性。高能辐射能产生足以点燃纸质信封和任何易燃的容纳物的热量。

本发明提供了一种能灭活孢子(例如但不限于炭疽孢子、其它传染性的生物污染物)的便携式辐射产生设备，这将参看此处的具体实例进行描述。然而，将理解，也将发现本发明可用在用于其它目的的表面和材料辐射处理中，例如：用来启动化学反应；用来实现热固聚合系统中的交叉结合；用来实现非固化聚合系统中的交叉结合；以及用来灭活薄的物品，例如信件或钞票等。本发明也适用于处理医院、饮食服务设备、饮食处理设备和其它表面易遭受生物污染的环境中的表面。

本申请提供了一种改良的新型照射设备。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种照射设备，其包括：特斯拉变压器，用于将低电压电平脉冲串(burst)升压到至少100kV脉冲；电子产生器，其包括一真空室，通过至少100kV的脉冲在真空室中产生电子并对其进行加速，且从真空室发射出经过加速的电子。控制电路可选地供应低电平电压脉冲串到特斯拉变压器。

根据本发明的另一方面，提供了一种照射方法，其包括：使用特斯拉变压器将电压从低电压电平脉冲串升压到至少100kV的脉冲；有选择地控制将低电压脉冲串供给特斯拉变压器；将至少100kV的脉冲施加给电子产生器，该电子产生器包括在其中产生电子和将所产生的电子从其中发射出来的真空室。

本发明的一个优点是提供了一种重量轻且便携的辐射产生设备。

本发明的另一优点是提供了一种高效的辐射产生设备，可在几分之一秒内对表面和薄的纸质产品(例如信封等)进行杀菌。

本发明的另一优点是提供了一种要求最小屏蔽以保护工人的辐射产生设备。

本发明的另一优点是提供了一种辐射产生设备，其中发出的辐射(即电子束和X射线)具有和一件邮件的厚度相差不大的穿透深度，但是当较远地穿过空气或其它物质时快速衰减。

本发明的再一优点是提供了一种低成本的辐射产生设备。

本发明的又一优点是提供了一种能灭活炭疽孢子和其它微生物污染物的辐射产生设备，包括但不限于细菌、病毒、孢子、和蛋白感染素。

本领域技术人员通过阅读和理解以下优选实施例的详细描述，可以清楚地理解本发明的其它优点。

附图说明

本发明可通过不同的部件和部件设置，以及不同的步骤和步骤设置得以实现。附图的目的仅在于对优选实施例进行解释，而不是对本发明进行限定。

图1是根据本发明用于伴随地产生电子束和X射线束的辐射产生设备；以及

图2是图1所示电路的示意性电路图。

具体实施方式

概括地说，本发明涉及一种便携式辐射产生设备，其能够操作低电压电源，例如电池，以伴随产生电子束辐射和X射线束辐射。如本文中所用的，术语“便携式”是指该设备较小，且可用手将其从一个位置提到另一位置。这样的设备有利地应用于灭活微生物污染物，例如，作为实例，而非限制，可以灭活包含例如炭疽孢子等危险孢子的邮件。本发明的设备也可用于启动化学反应，例如热固聚合体的聚合或热塑聚合体的交叉结合。

辐射产生设备10主要包括辐射发生装置20、脉冲高压发生器40、和控制系统60，这些部件从图1和图2可清楚地看到。

辐射发生装置

基本上，辐射发生装置20包括用于产生电子束的电子束发生装置22。对于本领域技术人员来说显而易见的是，电子束发生装置22可以多种方式构造。在所示实施例中，电子束发生装置22包括阴极24和阳极26，阳极26与阴极24隔开，以便在它们之间限定具有预定距离的间隙。阳极26接地。阴极24和阳极26设置在包围阴极24和阳极26的室30中。包围阴极24和阳极26的室30在约为10^-5托(1.33×10^-3Pa)的真空中。通过进一步阅读该说明书可以看到，电子束发生装置22用于产生X射线。为此，电子束发生装置也已被指定为辐射发生装置20。

辐射产生设备10以使得潜在有害的杂散辐射衰减的方式构造。可通过将辐射产生设备10装入由金属制成的本体12而实现这种衰减。本体12可由不锈钢或钛制成。可选地，辐射产生设备10可装入本体12中，其中该本体12的壁具有足以使得任何杂散电子束辐射或X射线辐射衰减到无害水平的厚度。

参看图1和图2，将给予优选实施例的更详细的描述。提供了用于产生电子束和X射线束的辐射产生设备10。如上所述，电子束发生装置22包括其中设置有阴极24和阳极26的真空室30。阳极26可以是具有较小原子序数的金属箔，例如作为实例而非限制，厚度约为150微米的铍。

根据本发明的一个方面，可操作电子束发生装置22以使其产生从阳极26延伸到阴极24的电场。该电场通过脉冲高压发生器40在阳极26和阴极24之间产生，如图2所示(下文中将更详细地描述脉冲高压发生器40)。电场从阳极26指向阴极24，从而在电场存在时，电子从阴极24加速到阳极26。当电场产生时，电子从阴极24发射。阳极26可以是由具有较小原子序数的金属制成的箔，从而可实现通过阳极26的场发射电子的高传输率。

电子束发生装置22被设计为在阴极24和阳极26之间产生高电场。这种高电场通过使用脉冲高压偏压阴极24和阳极26之间的小间隙产生。间隙距离可在从约4mm到约7mm的范围内，高电压在从约200千伏到约700千伏的范围内。电场的大小等于V/D，其中V是穿过间隙偏压的电压，在本发明中可在从约100千伏到约300千伏的范围内，D是从阴极24到阳极26测量的间隙长度。这种大电场可在位于阳极26和阴极24之间的间隙中激发高压的真空电击穿。

并非出于限定目的，电子束发生装置22可以按照以下方式工作。基本上，该方法包括真空电击穿，涉及两个步骤。在第一步骤，在阳极26和阴极24之间激发的具有毫微秒前浪(front rise)的高压脉冲形成环绕并接触阴极24的等离子体。如果从阳极26延伸到阴极24的电场在从约2×10⁷V/m到约5×10⁷V/m的范围内，则将形成等离子体。在第二步骤，在阳极26处从环绕并接触阴极24的等离子体提取强电流电子束。

应当相信，形成阳极等离子体的过程从电子在位于阴极24表面上的表面发射点处进行场发射开始。表面发射点通常是暴露于高电场中的表面点。电子在阴极24内靠近表面发射点的运动对阴极24的表面发射点进行焦耳加热。这种焦耳加热造成在表面发射点附近的包括阴极24的材料的热蒸发。阴极24热蒸发材料电离，在阴极24的附近形成高度电离的等离子体。这种高度电离的等离子体与电场耦合形成等离子发射器。阴极24和阳极26之间的电场从此处提取电子，使“电子云”向阳极26移动。这种运动使得电子流增加。电子流的增加遵从Chaild-Langmuir定律或“3/2”定律。一旦这种发射出的等离子体消失，则该过程继续到产生另一等离子发射器。

这种真空放电的形成和存在是较短的，即通常约为几毫微秒。作为上述电击穿的结果，在室30内的真空中产生的电子和离子的密度是非常高的。从发射出的阴极/等离子体提取电子是非常快的，且所形成的增加的电子流具有“爆炸性的”特征。因此，这类电子发射称为“爆炸性电子发射”。本文中所述的电子束可优选具有约为100毫微秒或更短的持续时间。更优选地，脉冲具有约为50毫微秒或更短的持续时间。更优选地，脉冲具有约为20毫微秒或更短的持续时间。更优选地，脉冲具有约为10毫微秒或更短的持续时间。更优选地，脉冲具有约为5毫微秒或更短的持续时间。更优选地，脉冲具有约为3毫微秒的持续时间。

发射电子的能谱通过脉冲高压的形式确定。发射电子中很多都具有充分的动能-发射电子的动能可在从约100keV到约1,000keV的范围内-以穿过阳极26，特别是阳极26由箔制成时。给定发射电子的动能和阳极26的箔特性，则可从辐射产生设备10产生约为10安培到10,000安培的电子束流。

参看这样的现有技术，C射线也通过辐射产生设备10产生。并非出于限定目的，应当相信，X射线可如下述产生。在一个实例中，辐射产生设备10产生具有较宽能谱的X射线。并非出于限定目的，认为这些X射线通过阴极等离子体中的非线性效应产生。应当理解，在等离子体中产生的X射线是不稳定的。在另一实例中，X射线通过K壳层发射产生。在此过程中，在阳极26的原子中沿着低级轨道运动的电子通过碰撞来自阴极24的场发射电子被撞出轨道。在这些原子的其中之一的较高能量轨道中的原子中的电子向下进入在此过程中产生X射线的空K壳层中。自然地，这个过程可在阳极26的很多原子中发生，从而发射出多条X射线。发射出的X射线是单能的，只要向下进入其各自的K壳孔的每个电子从相同的较高能量原子壳层下降。如果不同原子中的电子从不同的能量级向下进入其各自的K壳层孔，那么将产生多条分别具有规定能量的单能X射线束。

阳极26可由低原子序数的铜箔或铜箔薄膜制成，以产生单能X射线束。阳极26也可由具有高原子序数的箔靶制成，使得当被电子束照射时可产生具有较宽能谱的X射线。这种具有高原子序数的金属箔的实例包括钽和钨。如本文中描述的，辐射发生装置20，大的方面说是辐射产生设备10能够提供发出的辐射的组合，即X射线和电子。

当阳极26是由钽或钨制成的箔时，具有较宽能谱的X射线的转变在从约0.5％到约2％的范围内，即现有的整个辐射束的0.5％到约2％包括具有较宽能谱的X射线，且现有电子的动能在从约100keV到约1,000keV(即1MeV)的范围内。然后可使穿过阳极和产生的X射线的提取的电子碰撞例如微生物污染物的源或容器(例如信封)等靶标(目标)。

脉冲高压发生器

提供了脉冲高压发生器40，用以产生足够高的电压，以在阴极24和阳极26之间产生在阳极26处具有约为100keV到约1MeV的动能的电子束。电子束的动能由在真空二极管上(即，阴极24和阳极26之间)产生的电压确定。

本领域技术人员将理解，脉冲高压发生器40可以多种方式构造。在所示出的优选实施例中，脉冲高压发生器40包括电源42和特斯拉变压器41。特斯拉变压器41由至少一个电容器44、初级线圈46、次级线圈48、和至少一个电容器50形成。电容器44通过触发开关62和开关64与初级线圈46并联。电容器50优选能经受高压，并与次级线圈48并联。电容器44优选具有在从约0.05微法到约20微法范围内的值，电容器50优选具有范围在从约10皮法到约1,000皮法的值。次级线圈48轴向设置在初级线圈46内。电容器50轴向设置在次级线圈48内。所有元件均浸在高压绝缘油52或类似的绝缘材料中。

在购买时，电容器50可装在陶瓷壳中。电容器50也可包括形成为电容器组的多个电容器(这样，此处“电容器50”应当指“一个电容器50”、“多个电容器50”、或者“一个或多个电容器50”)。电容器50可串联连接形成电容器组。电容器50也可以并联连接形成电容器组。电容器50的组轴向设置在次级线圈48内。并不出于限定目的，可以通过将电容器50或电容器50的组放置在次级线圈48内，在次级线圈48内不时出现的随时间变化的磁场有助于抑制可在任意电容器的任一侧上的任何导线或电触点之间出现的电击穿。优选地，电容器50或上述电容器组具有低感抗。优选地，电容器50或电容器组的感抗约为100毫微亨或更小。更优选地，电容器50或电容器组的感抗约为15毫微亨或更小。最优选地，电容器50或电容器组的感抗约为10毫微亨。

电源42可以是电池或另一电能源，具有足以激活辐射发生装置20的电压，以便产生电子束和X射线束。优选地，电源42具有约为50伏或更小的电压。更优选地，电源42具有约为20伏或更小的电压。最优选地，电源42具有约为12伏的电压。

参看图1和图2，电子束发生装置22安装在本体12的终端。本体12是导电的。次级线圈48与导电本体12电连接。本体12的外部可用例如聚合体等电绝缘材料覆盖。作为实例而非限制，本体12可由薄的不锈钢或钛制成。

特斯拉变压器41的电容器50与次级线圈48并联。次级线圈48的高压输出和电容器50的一个电极与辐射发生装置20的阴极24相连。次级线圈48的另一端和电容器50的第二导线与接地的本体12相连。高压绝缘油52(例如，变压器和/或电容器油)或其它电绝缘材料使本体12中的高压元件绝缘。

通过闭合控制系统60的触发开关62和开关64(将在下文中更详细地描述控制系统60)，特斯拉变压器41的初级线圈46与电容器44并联。同步装置66和触发开关62一起驱动开关64。如本领域的技术人员所公知的，可对由电容器44和初级线圈46形成的电感器/电容器电路和由电容器50和初级线圈48形成的电感器/电容器电路进行调谐，以便在这两个电路之间产生谐振。应当理解，这种谐振主要造成穿过特斯拉变压器41的次级线圈48的高电压出现。

并不是出于限制目的，应当理解，在脉冲高压发生器的次级电路中感应的高压源于特斯拉变压器的次级电路中电压的标准增长：

V₂＝(1/2)[C₁/C₂]^0.5V₁{cos[ω₀t/(1-k)^0.5]-cos[ω₀t/(1+k)^0.5]}

其中V₂是在次级短路中产生的电压，C₁是电容器44的电容，C₂是电容器50的电容，V₁是在初级电路中产生的电压，ω₀等于1/(L₁C₂)^0.5，其中L₁是初级线圈46的感抗，k＝M/(L₁L₂)^0.5，其中L₂是次级线圈48的感抗，M是耦合因子，t是时间。

通过打开开关64使初级电路中断，产生初级电路的电压。在初级电路中感应的电压根据以下式子产生：

V₁＝-L₁(dI₁/dt)，

其中V₁是穿过初级线圈46的感应电压，L₁是初级线圈46的感抗，dI₁/dt是初级线圈46中的电流I₁中断期间电流的变化。

基本上，图2的脉冲高压发生器40包括特斯拉变压器41，其用于将穿过初级线圈46的电压V₁增加到穿过次级线圈48的较高电压V₂。并非出于限制目的，应当理解，在脉冲高压发生器40中会发生以下情况。在对电容器44充电后，当控制系统60的开关64关闭时，随着初级线圈46内的磁通量降至零，穿过初级线圈46产生的较大的感应电压V₁。根据式子(2)，基于电源42的电压在从约10伏到约20伏的范围内，感应电压V₁可在从约200伏到约1,500伏的范围内。穿过初级线圈46感应的电压V₁随着开关64的打开通常在从亚毫微秒(sub-nanoseconds)到几十毫微秒的时间内产生。

由于次级线圈48轴向设置在初级线圈46内，次级线圈48与初级线圈46磁耦合，当控制系统60的开关64打开时，穿过次级线圈48产生感应电压V₂。在次级线圈48上产生的电压V₂可在从约100千伏到约300千伏的范围内。由于电压V₂出现在次级线圈48上，电容器50开始充电。电荷连续积蓄在电容器50中(Q＝CV，其中Q是电容器50拥有的总电荷量，C是电容器50的电容值，V是穿过电容器50的电压)，直到在其中产生充分的电荷和穿过电容器50的电压，使电子从等离子发射器被提取，在阴极24的表面的附近形成。

电容器50在特斯拉变压器41的线圈48内轴向设置。应当理解，通过在次级线圈48内设置电容器50实现了“磁绝缘”，由此抑制了电容器50的电极和电介质体之间的绝缘油或材料内的放电。当电容器50具有较高的介电常数涂层(例如陶瓷)和具有较小半径的电极时，可以使电荷聚集在位于邻近的电容器的高介电常数涂层之间的板状电极上。接触电极的较小半径造成接触电极附近电场增大。如果足够大，则在接触电极上聚集的电荷可造成能毁坏电容器50的去极化。这两种情况可导致油52内或电容器50的介质表面上的放电。更进一步，应当理解，次级电子的增长和滑动放电的形成可导致电容器50寿命降低，从而导致电子束发生装置22上电压出现不希望的改变。

应当理解，通过在次级线圈48(其设置在初级线圈46内)内轴向设置电容器50，随着电容器50放电，在次级线圈48内形成的随时间改变的磁场可能抑制任何这样的电击穿发生。应当理解，洛伦兹力(黑体字母表示向量)：

F＝qv×B

(其中F是洛伦兹力，q是单位为库仑的瞬间放电流的总电荷，v是瞬间放电电流的瞬时速度向量，B是磁场向量，“×”表示交叉乘积)，随时间变化的磁场施加于从电容器发出的任何次级杂散电子，或位于电容器50任一侧上的导线可抑制电击穿发生的任何趋势。结果，不仅提高了脉冲高压发生器40的工作稳定性，而且也延长了低感应电容器50的寿命。

控制系统

控制系统60用于控制电能到辐射发生装置20的放电。本领域的技术人员将理解，控制系统60可以多种方式构造。在所示的优选实施例中，控制系统60包括同步装置66、触发开关62、和开关64。触发开关62和开关64彼此串联连接，并与电容器44和初级线圈46连接(电容器44和初级线圈46是下文中论述的脉冲高压装置40的部分)。同步装置66使触发开关62和开关64同步，以形成发送到电子束发生装置22的高压脉冲。

现在，借助于说明辐射产生设备10在消灭微生物污染物中的使用的实例，进一步描述本发明。

实例

包含在密度为从约0.3g/ml到约0.56g/ml的纸质容器中的炭疽孢子用由辐射产生设备10产生的200keV至500keV的电子束照射。该电子束具有约为1安培至100安培的电流和约为1cm的直径。脉冲持续时间为约5毫微秒。到微生物污染物的距离为约0.1mm到约2.5mm。辐射产生设备10产生指向包含在纸质容器中的炭疽的辐射。吸收的辐射用量由以下式子确定：

D＝EIt/m＝EIt/ρ1S

其中E是单位为焦耳的动能，I是电子束电流，t是脉冲持续时间，m是待照射的对象的质量，ρ是孢子的密度，l是孢子的厚度(直到电子束的穿透深度)，S是暴露于电子束的炭疽孢子的横截面积。在此实例中，E＝200keV，I＝100A，t＝5毫微秒，ρ＝0.3g/ml，l＝0.04cm＝0.4mm，S＝0.8cm²，从而提供了约为10.4千戈瑞(kGarys)/脉冲的用量。在5个脉冲后，获得了超过50千戈瑞的组合用量，该组合用量通常被FDA和Sandia国家实验室认为足以灭活炭疽孢子。随着每秒一个循环的重复率，这种剂量在50秒内传送。

本领域的技术人员将理解，如果重复频率增加到10Hz，则其传送50千戈瑞用量所用的时间减小到5秒。重复频率可在从约1Hz到约1,000Hz的范围内。

辐射产生设备10在处理微生物污染物污染的邮件中是有用的。假定一旦电子束和X射线离开辐射产生设备10，则发射出的电子束和X射线的强度将在很短距离即在最多约30cm内降至无害水平。作为辐射在从辐射产生设备10发射后衰减有多快的实例，注意到，对于密度为约0.5g/ml的材料，动能为从约100keV到约1MeV的电子的穿透深度是从约0.5mm到约7mm。X射线的使用使其增加了有害辐射的穿透深度；然而，在计算X射线的效能时，需要考虑电子到本发明中的X射线的相当低的转换速度。

触发开关62可与安装到手持辐射产生设备10的手柄14的触发器连接，以触发辐射产生设备10，或辐射产生设备10可通过非手持型的实施例中的计算机驱动启动。

在更多的情况下，从辐射产生设备10发出的电子和X射线能对微生物污染物造成足以灭活微生物污染物的破坏。

微生物污染物可包括炭疽孢子，但不限于炭疽孢。

在辐射产生设备10的操作中，可实现从(每秒)单个脉冲到约1,000脉冲/秒的重复频率。

Claims (26)

1.一种照射设备，包括：

特斯拉变压器(41)，用于将低电平电压脉冲串升高到至少100kV的脉冲；

电子发生器(22)，包括真空室(30)，通过来自所述特斯拉变压器的所述至少100kV的脉冲在所述真空室中产生电子并对其加速，从所述真空室发射出所述经过加速的电子；以

及

控制电路(60)，用于向所述特斯拉变压器有选择地供给所述低电平电压脉冲串。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述低电平电压低于50伏。

3.根据权利要求2所述的设备，还包括：

用于供应所述低电平电压的电池(42)。

4.根据权利要求3所述的设备，其中所述电池具有约为12伏的电压。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中所述特斯拉变压器以LC谐振电路关系与至少一个电容器(50)连接。

6.根据权利要求5所述的设备，其中所述至少一个电容器包括轴向安装在所述特斯拉变压器的环形绕组(46，48)内并与所述电子发生器(22)电连接的多个电容器(50)。

7.根据权利要求6所述的设备，其中所述特斯拉变压器供应持续时间在从0.1毫微秒到100毫微秒的范围内的脉冲。

8.根据权利要求6或7所述的设备，其中所述多个电容器具有约为100毫微亨或更小的电感。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中所述电子发生器(22)产生电位在100keV至1000keV范围内的电子。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备，还包括：

手柄(14)，所述装置支持在其上，便于携带。

11.根据权利要求10所述的设备，还包括：

触发器(62)，靠近所述手柄安装，用于人工操作。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的设备，其中所述电子发生器(22)包括阴极(24)和阳极出口窗(26)，所述阳极出口窗包括以下之一：

用于将所述电子的至少一些转变为单能x射线的铜层；

以及

用于将电子转变为宽能谱的x射线的钽箔或钨箔。

13.根据权利要求1至11中任一项所述的设备，其中所述真空室(30)包括电子出口窗(26)，所述电子出口窗包括以下至少之一的薄层：

铝，

铍，

铜，

钽，

钨，以及

其合金。

14.一种照射方法，包括：

使用特斯拉变压器(41)将低电平电压脉冲串升到至少100kV的脉冲；

将所述低电平电压脉冲串有选择地施加给所述特斯拉变压器，以产生所述至少100kV的脉冲；以及

将所述至少100kV的脉冲施加给电子发生器(22)，所述电子发生器包括在其中产生电子和将所述产生的电子从其中发射出来的真空室(30)。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述低电压低于50伏。

16.根据权利要求14或15中所述的方法，其中所述至少一个电容器(50)以LC谐振关系与所述特斯拉变压器连接，还包括：

以所述谐振频率产生所述至少100kV脉冲。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括：

通过将所述电容器轴向设置在所述变压器的环形绕组(46，48)内，将所述至少一个电容器(50)与所述特斯拉变压器(41)电磁屏蔽开。

18.根据权利要求16所述的方法，其中所述至少100kV的脉冲具有范围在0.1毫微秒至100毫微秒内的持续时间。

19.根据权利要求16至18中任一项所述的方法，其中所述谐振频率在1赫兹至1000赫兹的范围内。

20.根据权利要求14至19中任一项所述的方法，其中所述电子发生器产生电位在100kV至1000kV的范围内的电子。

21.根据权利要求14至20中任一项所述的方法，还包括将所述电子的一部分转变为x射线。

22.根据权利要求21所述的方法，其中所述将所述电子的至少一些转变为x射线的方法包括轰击由铝、铍、铜、钽、钨、及其组合中的至少之一制成的用于在所述电子发生器上形成窗口的薄层(26)。

23.根据权利要求14至22中任一项所述的方法，还包括手持所述电子发生器和特斯拉变压器，使所述发射出的电子瞄准待照射的表面。

24.根据权利要求14至23中任一项所述的方法，还包括：

使所述发射出的电子瞄准将要进行微生物消毒的表面。

25.根据权利要求24所述的方法，其中待被消毒的表面包括邮件、银行票据、和邮件处理设备表面中的至少之一。

26.根据权利要求14至25中任一项所述的方法，其中所述发射出的电子用于杀死孢子。

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