RU2600326C2

RU2600326C2 - Источник рентгеновского излучения с фрикционным приводом

Info

Publication number: RU2600326C2
Application number: RU2015100932/07A
Authority: RU
Inventors: Карлос КАМАРА; Марк ВАЛЕНТАЙН
Original assignee: Трайбодженикс, Инк.
Priority date: 2012-06-14
Filing date: 2013-06-12
Publication date: 2016-10-20
Also published as: CN104412716A; EP2862421A4; WO2013188567A1; BR112014031179A2; TW201415514A; EP2862421A1; RU2015100932A; US9208985B2; TWI490908B; CN104412716B; US20160088719A1; EP2862421B1; US20130336460A1

Abstract

Изобретение относится к области генерации высокоэнергетического излучения. Генератор высокоэнергетического излучения использует трение скольжения в среде низкого давления для генерации высокоэнергетического излучения, например рентгеновских лучей. Трение скольжения может быть создано посредством проскальзывания одного материала по второму материалу, например при вращении поверхности ротора по мембране в присутствии электронной мишени, которая может представлять собой один из первого материала или второго материала или другой материал. Технический результат - упрощение генерирования высокоэнергетического излучения. 2 н. и 29 з.п. ф-лы, 15 ил.

Description

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0001] Настоящее изобретение относится в целом к генерации высокоэнергетического излучения, а более конкретно к генерации высокоэнергетического излучения с использованием фрикционных контактов.

[0002] Высокоэнергетическое излучение используется множеством различных способов. Например, рентгеновские лучи могут быть использованы для получения медицинских или других изображений, относящихся к кристаллографии применений, включая анализ материалов, или по другим назначениям.

[0003] Рентгеновские лучи обычно генерируют посредством электронного торможения (bremmstrahlung) или эмиссии электрона внутренней оболочки внутри материала. Исторически, помимо природных явлений, рентгеновские лучи обычно генерировали посредством использования источника питания высокого напряжения для ускорения электронов в материал, такой как металл, при этом небольшая доля электронов вызывает образование рентгеновских лучей. Тем не менее ускорение электронов для генерации полезного количества рентгеновских лучей обычно требует потребления значительной энергии, в частности, учитывая небольшое процентное содержание таких электронов, которые фактически приводят к эмиссии рентгеновских лучей.

[0004] Рентгеновские лучи также могут быть сгенерированы посредством изменения механического соприкосновения между материалами в контролируемых условиях, например, посредством отслаивания чувствительной к давлению клейкой ленты или механического соприкосновения некоторых материалов в вакуумированной камере. Тем не менее применение таких способов для обеспечения достаточной для коммерческого использования интенсивности рентгеновских лучей и при этом вне лабораторных условий может быть сложным.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] Аспекты настоящего изобретения обеспечивают генерацию высокоэнергетического излучения посредством скользящего фрикционного соприкосновения (контакта с трением скольжения) между двумя поверхностями в непосредственной близости от электронной мишени, в кожухе, обеспечивающем среду низкого давления, с двумя поверхностями из столь разнородного материала, чтобы обеспечивать трибоэлектрический заряд при скользящем фрикционном соприкосновении на по меньшей мере части одной из поверхностей, чаще всего прерывающемся во времени, чтобы сделать возможным электрический разряд. В некоторых вариантах осуществления одна из поверхностей является электрическим изолятором, а другая поверхность является металлическим материалом. В некоторых вариантах осуществления металлический материал представляет собой электронную мишень. В некоторых вариантах осуществления другая металлическая поверхность представляет собой электронную мишень. В некоторых вариантах осуществления другая металлическая поверхность находится на заданном расстоянии от одной из двух поверхностей. В некоторых вариантах осуществления скользящее фрикционное соприкосновение является повторно прерываемым или происходит между подвижной поверхностью и неподвижной поверхностью.

[0006] Один аспект изобретения предусматривает устройство, применимое для генерации высокоэнергетического излучения, содержащее: кожух, включающий в себя по меньшей мере один канал для по меньшей мере частичного откачивания кожуха относительно атмосферы, причем по меньшей мере часть кожуха является практически прозрачной для высокоэнергетического излучения; первый объект внутри кожуха; и второй материал внутри кожуха, причем второй материал изолирован от заземления; при этом по меньшей мере части первого объекта или по меньшей мере части второго материала перемещаемы относительно других так, чтобы создавать скользящее фрикционное соприкосновение между первым материалом и вторым материалом.

[0007] Другой аспект изобретения предусматривает устройство для генерирования высокоэнергетического излучения, содержащее: кожух, герметизируемый при нормальных условиях так, чтобы обеспечить условия с контролируемым давлением текучей среды; мембрану, установленную внутри кожуха; и ротор, установленный с возможностью вращения внутри кожуха так, что по меньшей мере часть ротора может скользить по меньшей мере по части мембраны; причем по меньшей мере одна из упомянутых части мембраны и части ротора включает в себя материал, изолированный от заземления, а другая из упомянутых части мембраны и части ротора включает в себя электропроводящий материал.

[0008] Другой аспект изобретения предусматривает способ генерации высокоэнергетического излучения, содержащий: трение первого материала об область поверхности второго материала, причем первый материал и второй материал являются разными материалами, второй материал изолирован от заземления; в среде низкого давления перемещение первого материала от области поверхности второго материала в непосредственной близости к электронной мишени, содержащей металлическую поверхность.

[0009] Эти и другие аспекты изобретения будут лучше поняты из прочтения настоящего раскрытия.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

[0010] Фиг. 1 иллюстрирует генератор высокоэнергетического излучения согласно аспектам изобретения.

[0011] Фиг. 2 иллюстрирует еще один генератор высокоэнергетического излучения согласно аспектам изобретения.

[0012] Фиг. 3 иллюстрирует части еще одного генератора высокоэнергетического излучения согласно аспектам изобретения.

[0013] Фиг. 4 представляет собой график, показывающий спектр энергии, сгенерированной устройством, таким как устройство с Фиг. 1.

[0014] Фиг. 5 представляет собой график, показывающий составляющие сгенерированной энергии по отношению к разным кулачкам устройства, такого как устройство с Фиг. 1.

[0015] Фиг. 6 иллюстрирует части еще одного генератора высокоэнергетического излучения согласно аспектам изобретения.

[0016] Фиг. 7 иллюстрирует части еще одного генератора высокоэнергетического излучения согласно аспектам изобретения.

[0017] Фиг. 8 иллюстрирует части еще одного генератора высокоэнергетического излучения согласно аспектам изобретения.

[0018] Фиг. 9 иллюстрирует части еще одного генератора высокоэнергетического излучения согласно аспектам изобретения.

[0019] Фиг. 10 иллюстрирует вид сбоку части устройства с Фиг. 9.

[0020] Фиг. 11 иллюстрирует другой ротор для использования в устройстве с Фиг. 9.

[0021] Фиг. 12 иллюстрирует еще один ротор для использования с устройством с Фиг. 9.

[0022] Фиг. 13 иллюстрирует сгруппированное устройство согласно аспектам изобретения.

[0023] Фиг. 14 иллюстрирует генератор высокоэнергетического излучения с внешним приводом согласно аспектам изобретения.

[0024] Фиг. 15 иллюстрирует части еще одного генератора высокоэнергетического излучения согласно аспектам изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0025] Варианты осуществления изобретения предусматривают устройство, применимое для генерации высокоэнергетического излучения. В некоторых вариантах осуществления устройство представляет собой генератор высокоэнергетического излучения, включающий в себя материал и объект. В присутствии электронной мишени объект выполнен с возможностью проскальзывать по или тереться о поверхность материала, приводя к скользящему фрикционному соприкосновению между материалом и объектом, при прерывающемся во времени скользящем фрикционном соприкосновении на по меньшей мере части поверхности материала. Электронная мишень во многих вариантах осуществления выполнена из металла или металлического сплава, и электронная мишень может быть частью объекта, например, на поверхности объекта. Материал и объект находятся в условиях с контролируемым давлением текучей среды, обычно в среде низкого давления. Контролируемое давление текучей среды во множестве вариантов осуществления составляет менее чем одна атмосфера, в некоторых вариантах осуществления составляет 100 мторр или примерно 100 мторр, в некоторых вариантах осуществления составляет менее чем 100 мторр, в некоторых вариантах осуществления составляет менее чем 50 мторр, в некоторых вариантах осуществления составляет менее чем 1 мторр, а в некоторых вариантах осуществления составляет менее чем 0,001 мторр.

[0026] Фиг. 1 иллюстрирует генератор высокоэнергетического излучения согласно аспектам изобретения. В варианте осуществления по Фиг. 1 ротор 111 вращается в среде низкого давления в кожухе 123. Как проиллюстрировано на Фиг. 1, ротор включает в себя первый кулачок 113 и второй кулачок 115. Поверхности первого кулачка и второго кулачка включают в себя по меньшей мере один металл, например, в элементарной форме или в форме сплава, причем в различных вариантах осуществления по меньшей мере один металл каждого кулачка являются разными металлами или разными металлическими сплавами. Первый и второй кулачки находятся на противоположных сторонах шпинделя 119, присоединенного к ротору. Вращение шпинделя, например, посредством вращения двигателя 121, к которому присоединен шпиндель, вызывает вращение ротора.

[0027] Мембрана 117, обычно электрически изолированная от заземления и в некоторых вариантах осуществления образованная из электрического изолятора, является близкой к ротору, при этом мембрана расположена по отношению к ротору так, чтобы кулачки терлись о мембрану во время вращения ротора. В то время как кулачки трутся о мембрану, кулачки и мембрана находятся в скользящем фрикционном соприкосновении. Соответственно, при вращении шпинделя каждый кулачок сближается с мембраной, трется о часть мембраны, приводя к скользящему фрикционному соприкосновению между кулачком и этой частью мембраны, и удаляется от мембраны. В атмосфере низкого давления, обеспеченной внутри кожуха, скользящее фрикционное соприкосновение или, возможно, более правильно, скользящее фрикционное соприкосновение по некой области (площади) с последующим отсутствием соприкосновения по этой области (площади), приводит к эмиссии высокоэнергетического излучения, например, рентгеновских лучей.

[0028] Как мембрана, так и ротор расположены в кожухе 123, имеющем по меньшей мере частично разреженную атмосферу. Во множестве вариантов осуществления кожух включает в себя по меньшей мере часть, делающую возможным существенный или значительный выход высокоэнергетического излучения, например рентгеновских лучей, из кожуха. В некоторых вариантах осуществления часть кожуха, делающая возможным выход высокоэнергетического излучения, представляет собой часть кожуха, практически прозрачную для рентгеновских лучей, например окно в кожухе, и во многих вариантах осуществления окно может быть размещено в непосредственной близости к мембране и/или практически параллельно мембране. В некоторых вариантах осуществления окно выполнено с возможностью коллимировать пучки высокоэнергетического излучения. Во множестве вариантов осуществления кожух будет включать в себя по меньшей мере один канал, чтобы делать возможным контроль наличия газов в кожухе, например, посредством откачивания газов из кожуха. К тому же во многих вариантах осуществления кожух также будет содержать газопоглощающий материал (геттер), чтобы способствовать поддержанию среды низкого давления внутри кожуха, в частности, учитывая потенциальную возможность выделения газов в результате истирающего соприкосновения между ротором и мембраной. Также, в варианте осуществления, проиллюстрированном на Фиг. 1, кожух имеет форму прямоугольного параллелепипеда, но в различных вариантах осуществления кожух может быть другой формы. К тому же, как проиллюстрировано на Фиг. 1, двигатель находится внутри кожуха. В альтернативных вариантах осуществления двигатель находится снаружи кожуха, например, со шпинделем, проходящим сквозь стенку кожуха.

[0029] В некоторых вариантах осуществления части (участки) кулачков, которые находятся в скользящем фрикционном соприкосновении с мембраной, имеют поверхность из одного металла или металлического сплава. Другие части кулачков, рядом с теми частями, которые находятся в скользящем фрикционном соприкосновении с мембраной и предположительно будут около мембраны, когда кулачок теряет соприкосновение с мембраной, имеют поверхность из другого металла или металлического сплава.

[0030] В некоторых вариантах осуществления используется смотанная мембрана. Например, в некоторых вариантах осуществления мембрана присоединена к опорам, которые могут представлять собой катушки, причем мембрана имеет избыточную длину, позволяющую отматывать неиспользованные части мембраны, например, в случае износа частей мембраны из-за скользящего фрикционного соприкосновения с ротором.

[0031] Фиг. 2 иллюстрирует другой генератор высокоэнергетического излучения согласно аспектам изобретения. Другой генератор высокоэнергетического излучения подобен устройству с Фиг. 1, и, таким образом, включает в себя ротор 111 устройства с Фиг. 1, который приводится во вращение двигателем 121, с кулачками ротора, трущимися о мембрану 213 мембраны. Как и в источнике с Фиг. 1, ротор, мембрана и двигатель находятся внутри кожуха 211, имеющего по меньшей мере частично вакуумированную атмосферу. Тем не менее кожух 211 имеет цилиндрическую форму. Использование цилиндрического кожуха может быть преимущественным, например, поскольку цилиндрическая форма обеспечивает точки соприкосновения для опор 215a, b, между которыми может быть растянута мембрана, все еще обеспечивая зазор за мембраной для растяжения и/или удлинения мембраны из-за соприкосновения с кулачками ротора.

[0032] Фиг. 3 иллюстрирует части дополнительного варианта осуществления, подобного варианту осуществления с Фиг. 1. В варианте осуществления с Фиг. 3 двигатель 121 вызывает вращение ротора 111, имеющего противоположные кулачки 113, 115, как обсуждалось по отношению к Фиг. 1. Во время работы вращение ротора приводит к тому, что кулачки трутся о поверхность 311 соприкосновения, установленную в скобе 315. Следовательно, поверхность 311 соприкосновения может занимать место мембраны устройства с Фиг. 1.

[0033] Фиг. 4 представляет собой график, показывающий спектр высокоэнергетического излучения 411, сгенерированного в результате работы устройства, такого как устройство с Фиг. 1, в котором один из кулачков имеет поверхность, включающую в себя свинец, а другой из кулачков имеет поверхность, включающую в себя тантал. На Фиг. 5 показан подобный график, с отдельными обозначениями эмиссий 511 высокоэнергетического излучения в результате взаимодействия содержащего свинец кулачка и поверхности соприкосновения, а также эмиссий 513 высокоэнергетического излучения в результате взаимодействия содержащего тантал кулачка и поверхности соприкосновения, с выделением эмиссий, вычисленных на основании времени эмиссии.

[0034] Фиг. 6 иллюстрирует части дополнительного варианта осуществления, подобного варианту осуществления с Фиг. 1. Проиллюстрированные части включают в себя ротор и поверхность соприкосновения, которые, как правило, находились бы в кожухе, таком как кожух с Фиг. 1, с системой привода для приведения ротора во вращение. В варианте осуществления с Фиг. 6 ротор 611 включает в себя множество кулачков, например четыре кулачка, включая кулачок 617, отделенный разрывами, например, разрывом 619, смежным с кулачком 617. Ротор расположен так, что вращение ротора приводит к трению кулачков о поверхность 615 соприкосновения. Как проиллюстрировано на Фиг. 6, поверхность соприкосновения является частью скобы 613 или установлена в ней. В некоторых вариантах осуществления разрывы представляют собой зазоры, в которых нет материала. В некоторых вариантах осуществления разрывы заполнены материалом, отличающимся от материала кулачков или отличающимся от материала на поверхностях кулачков. Например, материалы на поверхностях кулачков могут включать в себя металл или металлический сплав, и материал поверхности соприкосновения может быть электроизоляционным материалом.

[0035] Фиг. 7 иллюстрирует части еще одного варианта осуществления, подобного варианту осуществления с Фиг. 1, причем проиллюстрированные части являются такими же, как на Фиг. 6. В варианте осуществления с Фиг. 7 роторная конструкция 710 образована из множественных роторов, уложенных стопкой относительно друг друга. Первый ротор 711 включает в себя два противоположных кулачка. Второй ротор 713 включает в себя три кулачка, причем центральные оси трех кулачков расположены под углом 120 градусов друг к другу. Роторная конструкция расположена так, что кулачки трутся о поверхность 715 соприкосновения. Кулачки ротора включают в себя металл, а поверхность соприкосновения включает в себя электрический изолятор (диэлектрик), или наоборот.

[0036] Фиг. 8 иллюстрирует части еще одного варианта осуществления, подобного варианту осуществления с Фиг. 1, причем проиллюстрированные части являются такими же, как на Фиг. 6. В варианте осуществления на Фиг. 8 ротор 811 имеет четыре кулачка, например кулачок 813, отделенный зазорами, в которых нет материала. Ротор расположен так, что кулачки трутся о поверхность 815 соприкосновения. Как и в других вариантах осуществления, либо кулачки выполнены из металла, а поверхность соприкосновения выполнена из электроизоляционного материала, либо наоборот.

[0037] Фиг. 8 иллюстрирует части еще одного варианта осуществления согласно аспектам изобретения. Части, проиллюстрированные на Фиг. 8, в большинстве вариантов осуществления находятся внутри кожуха, обеспечивая условия с контролируемым давлением текучей среды, которое в большинстве вариантов осуществления ниже, чем в среде атмосферного давления.

[0038] На Фиг. 8 мембрана 913 находится в соприкосновении с частью лицевой стороны 919 ротора 911. Ротор присоединен посредством шпинделя 915 к двигателю, чтобы вызвать вращение ротора, несмотря на то, что в различных вариантах осуществления могут быть использованы другие системы привода, чтобы вызвать вращение ротора. Мембрана и часть лицевой стороны в соприкосновении с мембраной являются в целом перпендикулярными оси вращения ротора, которая в некоторых вариантах осуществления совпадает с осью шпинделя. В большинстве вариантов осуществления мембрана выполнена из электроизоляционного материала, а в некоторых вариантах осуществления может быть выполнена из полимерного материала. В большинстве вариантов осуществления мембрана или по меньшей мере части мембраны в соприкосновении с ротором иным образом изолированы от заземления. Часть лицевой стороны ротора в соприкосновении с мембраной в большинстве вариантов осуществления является металлической, включающей в себя металл или металлический сплав.

[0039] Лицевая сторона ротора включает в себя прерывистость поверхности, причем прерывистость поверхности выполнена в форме уклона 921, наклоняющегося относительно части лицевой стороны в соприкосновении с мембраной. Во время работы вращение ротора приводит к тому, что часть лицевой стороны ротора в соприкосновении с мембраной «обтирает» области поверхности мембраны. В отношении областей поверхности мембраны соприкосновение между ротором и мембраной является прерывистым, поскольку уклон на лицевой стороне ротора в целом не соприкасается с мембраной, как можно видеть, например, на соответствующем виде сбоку на Фиг. 10. Уклон включает в себя металлическую поверхность и в целом может служить электронной мишенью при генерации высокоэнергетического излучения. Металлическая поверхность может быть из другого металла или металлического сплава, чем у части лицевой стороны ротора в соприкосновении с мембраной. Уклон служит электронной мишенью для электрического разряда трибоэлектрического заряда, генерируемого посредством скользящего фрикционного соприкосновения между ротором и мембраной, причем выбор разных металлических поверхностей для уклона может быть преимущественным, определяя характеристики сгенерированного высокоэнергетического излучения.

[0040] На Фиг. 11 проиллюстрирован другой ротор 1111 согласно аспектам изобретения, со шпинделем 1113, простирающимся из задней части ротора, для обозначения оси вращения ротора. Ротор включает в себя соприкасающуюся поверхность 1115 на лицевой стороне ротора. Соприкасающаяся поверхность в целом предназначена для того, чтобы быть в скользящем фрикционном соприкосновении с мембраной по мере вращения ротора во время работы устройства, включающего в себя ротор. Соприкасающаяся поверхность в большинстве вариантов осуществления является металлической.

[0041] Лицевая сторона ротора включает в себя ступень, причем углубленная часть лицевой стороны образует уступ, причем поверхность уступа 1117 соединена с соприкасающейся поверхностью посредством подступка 1119. Поверхность уступа является металлической. Поверхность уступа считается служащей электронной мишенью при генерации высокоэнергетического излучения во время работы устройства, и, в действительности, может быть единственной мишенью, и, соответственно, характеристики сгенерированного высокоэнергетического излучения могут быть выбраны на основании выбора различных металлов для поверхности уступа. К тому же, в разных вариантах осуществления могут быть предусмотрены разные расстояния между уровнями соприкасающейся поверхности и поверхности уступа, то есть расстояния, которые можно понимать как высоту подступка. В таких разных вариантах осуществления разные расстояния могут приводить к различным величинам сгенерированного высокоэнергетического излучения в случае одного и того же материала поверхности уступа.

[0042] Фиг. 12 иллюстрирует еще один ротор согласно аспектам изобретения, со шпинделем 1211, простирающимся из задней части ротора, для обозначения оси вращения ротора. Ротор на Фиг. 12 включает в себя основание 1213 в форме цилиндра. Поверхность 1219 основания обращена от шпинделя 1211, простирающегося из задней части основания. Щетка 1215, показанная в форме прямоугольной коробки, выступает из основания и включает в себя переднюю поверхность 1217, наиболее удаленную от основания. Передняя поверхность образует щетку, предназначенную для фрикционного «обтирания» частей мембраны во время работы устройства с ротором, при которой ротор вращается.

[0043] В большинстве вариантов осуществления передняя поверхность является металлической. Поверхность 1219 основания также является металлической, но может быть также выполнена из другого металла или металлического сплава, не такого как у передней поверхности. Как и в случае варианта осуществления с Фиг. 11, считается, что поверхность основания служит электронной мишенью во время работы устройства для электронов, полученных в результате разрядки трибоэлектрического заряда, возникающего в результате скользящего фрикционного соприкосновения между мембраной и передней поверхностью ротора.

[0044] На Фиг. 13 проиллюстрировано устройство согласно аспектам изобретения. Устройство с Фиг. 13 включает в себя контейнер 1311. Контейнер включает в себя множество картриджей 1315a-d вдоль одного конца контейнера. Каждый из картриджей включает в себя генератор высокоэнергетического излучения, например, как описано в этом документе, или имеет признаки или их комбинации, описанные в этом документе. Верхняя часть контейнера 1313, или в некоторых вариантах осуществления верхние части картриджей, включает в себя окно для каждого картриджа, причем окно для картриджа 1315c обозначено ссылочной позицией 1317. В большинстве вариантов осуществления для каждого картриджа окно расположено в непосредственной близости к и в целом параллельно мембране внутри генерирующего излучение устройства картриджа.

[0045] Следовательно, устройство с Фиг. 13 включает в себя линейную матрицу генераторов высокоэнергетического излучения. Использование матрицы генераторов высокоэнергетического излучения может быть полезным по разным причинам, включая потенциально повышенные величины излучения в некоторых вариантах осуществления. Тем не менее в различных вариантах осуществления могут быть использованы иные матрицы, не являющиеся простыми линейными матрицами. Например, в некоторых вариантах осуществления матрица может быть выполнена в форме изогнутой матрицы, например, с элементами матрицы, в некоторых вариантах осуществления направленными к общей фокусной точке и в других вариантах осуществления направленными от общей фокусной точки. Подобным образом, в некоторых вариантах осуществления используется несколько рядов линейных матриц, например, с обеспечением плоской или двухмерной матрицы, и такая матрица также может быть выполнена в форме изогнутой поверхности.

[0046] Фиг. 14 иллюстрирует другой генератор высокоэнергетического излучения согласно аспектам изобретения. Устройство с Фиг. 14 подобно устройству с Фиг. 1. Соответственно, устройство с Фиг. 14 имеет мембрану 1413, расположенную с возможностью трения о нее кулачков ротора 1415. Ротор вращается вокруг шпинделя 1417, причем мембрана и ротор находятся внутри кожуха 1411. Тем не менее устройство с Фиг. 14 включает в себя другой механизм привода ротора, чем в устройстве на Фиг. 1.

[0047] Механизм привода устройства с Фиг. 14 использует магнитную связь для приведения ротора во вращение. Как проиллюстрировано на Фиг. 14, внешний относительно кожуха магнитный привод 1421 генерирует вращающееся магнитное поле, которое приводит к соответствующему вращению магнитов или другому вращению в приемнике 1419 внутри кожуха. Шпиндель присоединен к приемнику, и поэтому шпиндель, а значит и ротор вынуждены вращаться посредством приемника. Использование такого альтернативного механизма привода может быть преимущественным для поддержания контролируемого давления текучей среды внутри кожуха.

[0048] В некоторых вариантах осуществления приемник может не быть предусмотрен в виде отдельного компонента. Наоборот, в некоторых вариантах осуществления, например, магниты могут быть встроены в ротор или прикреплены к нему, причем ротор установлен на шпиндель, который, в свою очередь, в некоторых вариантах осуществления присоединен к кожуху.

[0049] На Фиг. 15 проиллюстрирован еще один ротор 1511 согласно аспектам изобретения, со шпинделем 1513, простирающимся из задней части ротора, для обозначения оси вращения ротора. Ротор включает в себя множество плеч 1515, простирающихся от центральной области 1517 ротора. Лицевые стороны, например лицевая сторона 1519, плеч предназначены для использования в качестве поверхности соприкосновения для вступления в контакт с мембраной устройства высокоэнергетического излучения, как описано в этом документе. В различных вариантах осуществления используется более четырех плеч, а в некоторых вариантах осуществления используется менее четырех плеч. В некоторых вариантах осуществления плечи имеют кривизну, например, в плоскости, образованной лицевой стороной ротора или параллельной ей, и в некоторых вариантах осуществления лицевая сторона плеч может быть изогнутой, например, как чаще всего происходит в случае пропеллеров.

[0050] В некоторых вариантах осуществления устройств высокоэнергетического излучения, в которых может быть использован ротор с Фиг. 15, закрепленная электронная мишень расположена в кожухе за ротором, то есть с ротором, расположенным между мембраной и электронной мишенью. В некоторых вариантах осуществления, например, в вариантах осуществления, в которых генератор высокоэнергетического излучения используется в качестве части устройства рентгеновской флюоресценции, электронной мишенью может являться образец, подлежащий измерению. В таких вариантах осуществления может использоваться, например, держатель образца для удерживания образца в положении за ротором. Преимущество такого позиционирования образца может заключаться в том, что может быть использована возбуждаемая электронами рентгеновская флюоресценция, обеспечивающая возможность большей точности измерения, чем возбуждаемая рентгеновскими лучами рентгеновская флюоресценция.

[0051] Соответственно, несмотря на то, что изобретение обсуждалось со ссылкой на различные варианты осуществления, следует понимать, что изобретение содержит новые и неочевидные пункты формулы изобретения, поддерживаемые настоящим раскрытием.

Claims

1. Устройство, применимое для генерации высокоэнергетического излучения, содержащее:
кожух, включающий в себя по меньшей мере один канал для по меньшей мере частичного откачивания кожуха относительно атмосферы, причем по меньшей мере часть кожуха является практически прозрачной для высокоэнергетического излучения;
ротор внутри кожуха; и
мембрану внутри кожуха, причем мембрана изолирована от заземления;
причем по меньшей мере части ротора или по меньшей мере части мембраны перемещаемы относительно других так, чтобы создавать скользящее фрикционное соприкосновение между ротором и мембраной.

2. Устройство по п. 1, причем мембрана содержит электроизоляционный материал и ротор включает в себя по меньшей мере одну металлическую поверхность, обеспечивающую электронную мишень для генерации высокоэнергетического излучения.

3. Устройство по п. 2, причем по меньшей мере части одного из упомянутой по меньшей мере одной металлической поверхности или мембраны являются перемещаемыми по отношению к другому так, чтобы создавать фрикционное соприкосновение между ними двумя.

4. Устройство по п. 2, причем ротор является перемещаемым по отношению к мембране так, чтобы создавать фрикционное соприкосновение между ротором и мембраной.

5. Устройство по п. 4, причем по меньшей мере части упомянутой по меньшей мере одной металлической поверхности ротора находятся на части ротора, перемещаемой для приведения во фрикционное соприкосновение с мембраной.

6. Устройство по п. 4, причем по меньшей мере одна из упомянутой по меньшей мере одной металлической поверхности ротора находится на части ротора, не перемещаемой для приведения во фрикционное соприкосновение с мембраной.

7. Устройство по п. 6, причем эта по меньшей мере одна из упомянутой по меньшей мере одной металлической поверхности ротора обеспечивает электронную мишень для генерации высокоэнергетического излучения.

8. Устройство по п. 4, причем упомянутая по меньшей мере одна металлическая поверхность содержит по меньшей мере две металлические поверхности.

9. Устройство по п. 8, причем ротор включает в себя по меньшей мере два кулачка, при этом первая из упомянутых по меньшей мере двух металлических поверхностей находится на первом из упомянутых по меньшей мере двух кулачков, а вторая из упомянутых по меньшей мере двух металлических поверхностей находится на втором из упомянутых по меньшей мере двух кулачков.

10. Устройство по п. 9, причем первая металлическая поверхность включает в себя первый металл, а вторая металлическая поверхность включает в себя второй металл, причем первый металл и второй металл являются разными металлами.

11. Устройство по п. 2, причем ротор включает в себя по меньшей мере один магнит.

12. Устройство по п. 11, дополнительно содержащее узел магнитного привода снаружи кожуха.

13. Устройство по п. 2, дополнительно содержащее шпиндель, присоединенный к ротору.

14. Устройство по п. 13, причем шпиндель присоединен к кожуху.

15. Устройство по п. 13, причем шпиндель присоединен к двигателю.

16. Устройство генерации высокоэнергетического излучения, содержащее:
кожух, герметизируемый при нормальных условиях так, чтобы обеспечить условия с контролируемым давлением текучей среды;
мембрану, установленную внутри кожуха; и
ротор, установленный с возможностью вращения внутри кожуха так, что по меньшей мере часть ротора может скользить по меньшей мере по части мембраны;
причем по меньшей мере одна из упомянутых части мембраны и части ротора включает в себя материал, изолированный от заземления, а другая из упомянутых части мембраны и части ротора включает в себя электропроводящий материал.

17. Устройство по п. 16, причем электропроводящий материал представляет собой металл.

18. Устройство по п. 16, причем часть ротора включает в себя часть, практически ортогональную оси вращения ротора.

19. Устройство по п. 18, причем ротор включает в себя лицевую сторону, обращенную к мембране, причем по меньшей мере часть лицевой стороны расположена находящейся в скользящем соприкосновении с мембраной, причем лицевая сторона имеет по меньшей мере одну прерывистость уровня поверхности.

20. Устройство по п. 19, причем прерывистость уровня поверхности на лицевой стороне обеспечивает поверхность, удаленную от части лицевой стороны, расположенной находящейся в скользящем соприкосновении с мембраной.

21. Устройство по п. 20, причем поверхность под лицевой стороной включает в себя металл.

22. Устройство по п. 21, причем поверхность под лицевой стороной обеспечивает электронную мишень для генерации высокоэнергетического излучения.

23. Устройство по п. 22, причем высокоэнергетическое излучение содержит рентгеновские лучи.

24. Устройство по п. 19, причем прерывистость уровня поверхности на лицевой стороне предусматривает уступ.

25. Устройство по п. 19, причем прерывистость уровня поверхности на лицевой стороне образует уклон.

26. Устройство по п. 16, причем часть ротора включает в себя часть, практически параллельную оси вращения ротора.

27. Устройство по п. 26, причем часть ротора содержит части по меньшей мере одного кулачка ротора.

28. Устройство по п. 26, причем часть ротора содержит части по меньшей мере двух кулачков ротора.

29. Устройство по п. 28, причем часть ротора включает в себя по меньшей мере один металл.

30. Устройство по п. 28, причем первый из упомянутых по меньшей мере двух кулачков включает в себя первый металл, а второй из упомянутых по меньшей мере двух кулачков включает в себя второй металл.

31. Устройство по п. 28, причем упомянутые по меньшей мере два кулачка содержат по меньшей мере четыре кулачка.