CN201032623Y - X射线管 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种X射线管，该X射线管包括阴极部件、阳极部件和真空管壳部件，阴极部件包含有阴极套、阴极头以及发射电子的加热灯丝，阴极头有槽，阳极部件包含靶面，阴极部件和阳极部件之间的间距存在电场，所述阴极部件还包括一个设置在阴极头前端的中空阴极环，其空腔对准灯丝所发射的电子向阳极移动的路径。使用该X射线管能够对电子流进行进一步聚焦，提高分辨率。

Description

X射线管

技术领域

本实用新型涉及一种X射线管。

背景技术

目前，X射线在医疗、无损探伤等领域内应用十分广泛，X射线是由高能量粒子轰击原子所产生的电磁辐射，产生X射线的核心部件就是X射线管。如图1所示，一般X射线管包括阴极部件1、阳极部件4和真空管壳部件5。阴极部件1又由灯丝13、阴极头11和阴极套12组成，阴极头11前端有槽14，灯丝加热时，电子随灯丝13温度升高面逸出，即发射电子。阴极头11加上比灯丝13低的电位，可起到电子的聚焦作用。阳极部件4又称阳极靶，功能是产生X射线。电子从阴极头11内灯丝13发射出来，由于其初速度较小，故在穿过槽14内的透镜场时，每个电子都沿着电场法线方向移动，如图1中虚线所示，结果造成其向中心靠拢，这就产生了首次聚焦现象。当电子流轰击靶面3之后，出现电子焦斑形状，阳极靶面3上受电子束轰击的焦点呈细长的矩形状，称为线焦点或线焦斑，如图2所示，黑色线状条纹就是靶面的焦斑形状，X射线就是从这些焦斑上激发出来的。

阴极和阳极之间存在高的电位差，导致二者之间的空隙形成强电场，从阴极发射出的电子在该强电场的作用下，飞速轰击阳极靶面。由于聚焦不充分，会导致其光学焦点比较大，该X射线管的阴极结构聚焦系统对于一般的医疗应用，分辨率还能满足要求，但是随着科技发展，对于微观结构、组织的诊断和治疗，需要医疗和其他应用的研究向着更高分辨率方向发展，光学分辨率向着0.05毫米级发展时，该X射线管就无法再满足要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种X射线管，该X射线管能够提供更高的光学分辨率。

本实用新型的上述技术问题是通过一种在X射线管的阴极部件附加电子流聚焦装置而解决的，该X射线管包括阴极部件、阳极部件和真空管壳部件，阴极部件包含有阴极套、阴极头以及发射电子的加热灯丝，阴极头设有槽，阳极部件包含靶面，阴极部件和阳极部件之间存在电场，所述阴极部件还包括设置在阴极头前端的中空阴极环，所述阴极环的空腔对准灯丝所发射的电子向阳极移动的路径。

本实用新型与已有技术的X射线管相比具有的优点是：其通过添加简单的结构--在阴极头前端设置中空的阴极环，就能实现电子流的二次聚焦，以此获得0.05毫米级的超细光学焦点，从而使X射线管有更高的光学分辨率，适用于有更精密要求的应用领域。

附图说明

图1为现有技术中X射线发射电子流聚集原理示意图；

图2为电子流轰击靶面之后形成的焦斑形状示意图；

图3为本实用新型中超细焦点X射线管结构示意图；

图4为本实用新型X射线管阴极部件的结构图

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型再作进一步详细的说明。

如图3所示，本实用新型中，在阴极部件1前端加上一个中空的阴极环2。阴极部件1的结构和功能与现有技术类似，电子从阴极头11内灯丝13发射出来，由于其初速度较小，故在穿过槽14内的透镜场时，每个电子都沿着电场法线方向移动，结果造成了其向中心靠拢，这就产生了首次聚焦现象。在本实用新型中由于阴极部件1上加置了一个中空的阴极环2，该阴极环2的空腔截面形状可以是圆形、四方形或其他多边形，具体空腔截面采用何种形状对于聚焦性能没有影响，只要在电子流飞向阳极的途径中设置一个低电位构成的电场即可，该电场能完成使电子流实现二次聚焦的功能。

如图4所示，电子从阴极头11内灯丝13发射出来，经过槽内透镜场聚集后，没有如图1所示那样直接进入阴极部件1-阳极部件4之间的高电场，被加速后飞向靶面3，而是继续在阴极环2的空腔内向阳极部件4方向继续移动。此时，由于阴极环2与灯丝13、阴极头11具有相同的低电位，对电子起着排斥作用，于是电子都向空腔的中心轴进一步靠拢，直到电子移动经过阴极环2的空腔长度H，到达阴极环2的端面21时，才受到阳极高电位的影响，加速飞袭阳极靶面3。该空腔的长度能够影响进一步二次聚焦因素和加速效果，长度越长，电子流在空腔中聚焦的时间就越长，对于聚焦效果的帮助作用越大，但长度过长会减少电子加速的距离，所以空腔长度一般在0毫米至15毫米之间。同样，空腔的内径Ф对于二次聚焦因素也有明显的影响作用，Ф值越小，对于电子的聚焦作用就越强，但过小不利于电子流的发射，所以Ф值一般在0毫米至15毫米之间。

另外，阴极头前的槽14是电子流进入阴极环前实现首次聚焦的关键部件，其宽度也是影响聚集性能的参数，通常槽宽度由灯丝的直径和聚焦效果决定。为了实现较佳聚焦效果，该参数一般设置在0.3毫米至1.0毫米之间。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型的保护范围。本领域内技术人员应该能够联想到，不同位置、形状、电压等级的阴极环或类似结构都属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种X射线管，包括阴极部件、阳极部件和真空管壳部件，所述阴极部件包含有阴极套、阴极头以及发射电子的加热灯丝，阴极头前端设有槽，阳极部件包含靶面，阴极部件和阳极部件之间存在电场，其特征在于，所述阴极部件还包括设置在阴极头前端的中空阴极环，所述阴极环的空腔对准灯丝所发射的电子向阳极移动的路径。

2.根据权利要求1所述的X射线管，其特征在于，所述阴极环空腔的横截面为圆形，所述横截面的内径为0毫米至15毫米，内径延电子流方向不变或逐渐减小。

3.根据权利要求1所述的X射线管，其特征在于，所述阴极环空腔的横截面为四方形，所述横截面的宽度为0毫米至15毫米，宽度延电子流方向不变或逐渐减小。

4.根据权利要求1所述的X射线管，其特征在于，所述阴极环空腔的横截面为除四边形以外的其他多边形，所述横截面的外接圆直径为0毫米至15毫米，该直径延电子流方向不变或逐渐减小。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的X射线管，其特征在于，所述阴极头的槽宽度为0.3毫米至1毫米。

Images