SU748577A1 - Импульсна рентгеновска трубка - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к рентгеновским трубкам и может быть использовано дл  получени  рентгеновского излучени  большой интенсивности и жесткости, в частности в промышленной дефектоскопии.

Одной из проблем при создании рентгеновских трубок  вл етс  увеличение интенсивности, жесткости рентгеновского излучени  и КПД трубки .

Известны управл емые импульсные рентгеновские трубки, содержащие катод, анрд, управл ющий электрод и вакуумированную оболочку При подаче на трубку высокого напр жени  анодна  мишень, бомбардируема  электронным пучком, генерируемым катодом, испускает рентгеновские лучи .

Дл  повышени  интенсивности этого излучени , т.е. увеличени  энергии бомбардирующих мишень электронов , необходимо повышать величину напр жени  на трубке, что-усложн ет и удорожает конструкцию, увеличивает .габариты прибора дл  обеспечени  электрической прочности.

Кроме того, КПД таких трубок очень мал.

Дл  достижени  высокой интенсивности и жесткости рентгеновского излучени  отказываютс  от использовани  внешних источников высокого напр жени  и примен ют принцип автоускорени , основывающийс  на передаче энергии части электронного пучка че10 рез электромагнитное поле другой его части.

Известно устройство, работак дее в импульсном режиме, содержащее диодный ускоритель электронов и индуктивt5 ный накопитель в цепи коллектора пучка f При включении генератора импульсного напр жени  с катода начинаетс  взрывна  эмисси  электронов, которые проход т сквозь анодна кол20 лектор и зар жают индуктивный накопитель . При прерывании пучка на индуктивном накопителе развиваетс  электродвижуща  сила самоиндукции, которую используют дл  ускорени  электронов.

25 При напр жении внешнего импульсного источника 240 кВ ускор ющее напр жение на накопителе составл ет 600 кВ.

Недостатком устройства  вл етс  необходимость использовани  высоко30

вольтного импульсного источника питани , что требует применени  специального высоковольтного кабел , защиты от высокого напр жени , усложн ет и удорожает конструкцию. Индуктивный накопитель находитс  вне ускорительной камеры, что также усложн ет конструкцию и увеличивает ее габариты .

Кроме того, электронный ток при взрывной эмиссии практически неуправл ем , и получить стабильные параметры выходного рентгеновского излучени  невозможно.

Наиболее близким техническим регйегнием  вл етс  импульсна  рентгеновска  трубка, содержаща  катод и прострельный анод, размещенные в вакуумной оболочке по разные стороны ускорительного промежутка З.

Недостатком этой трубки  вл етс  малый КПД, недостаточна  интенсивность и жесткость излучени . В трубке используетс  внешний источник высокого напр жени , и чем больше величина этого напр жени ,тем больше усложн етс  и удорожаетс  конструкци  и эксплуатаци  рентгеновского аппарата с такой трубкой.

Целью изобретени   Ьл етс  увеличение КПД и повышение жесткости рентгеновского излучени  при заданной величине напр жени  источника питани .

Цель достигаетс  тем, что в цмпульсной рентгеновской трубке, содержащей вакуумный корпус, катод и анод с мишенью, установленные на разных концах ускорительного промежутка , в последнем установлен электрически св заннь1й с анодом провод щий элемент, выполненный в виде выт нутой вдоль ускорительного промежутка разомкнутой спирали.

При прохождении импульсного потока электронов вдоль оси разомкнутой анодной спирали на ней индуцируетс  электродвижуща  сила, ускор юща  электроны в пролетном пространстве , т.е. увеличивающа  их энергию, без повышени  напр жени  внешнего источника питани , что повышает КПД трубки. При увеличении же энергии электронов увеличиваетс  интенсивность и: жесткость рентгеновского излучени . .

Спираль должна быть изготовлена из материала с высокой удельной проводимостью. Диаметр проволоки спирали выбирают в зависимости от теплопроводности материала проволоки, он должен обеспечивать отвод тепла без расплавлени  проволоки.Длина спирали обусловлена рассто нием межу катодом и анодом, ее выбирают так6й , чтобы не допустить электричесki5ro пробо .

Диаметр и количество витков спирали определ ют из величины нужной

индуктивности при заданных электрических параметрах: величине тока и длительности заднего фронта импульса .

На чертеже схематически изображена импульсна  трубка, продольный разрез.

Импульсна  рентгеновска  труб.ка содержит термоэлектронный катод 1, размещенный в вакуумированной стекл нной оболочке 2.

Анодный узел, размещенный в оболочке 2, напротив катода 1, содержит кольцевой электрод 3 в виде шайбы, выполненной из материала с хорошей теплопроводностью, с которым соединена прострельна  мишень 4 из материала с большим атомным номером, например рени , вольфрама, на которой генерируетс  рентгеновское излучение, и цоколь 5. С внешней стороны мишени 4 размещено окно 6, выполненноеиз берилли  и предназначенное дл  выпуска рентгеновского излучени .

С.электродом 3 электрически соединен один конец элемента, выполненного в виде разомкнутой спирали 7, обращенной другим концом к катоду 1 и выполненной из материала с высокой удельной проводимостью, например из меди или серебра.

С противоположной стороны трубки расположен катодный цоколь 8 с вводом 9 дл  подачи питающего напр жени  .

При подаче напр жени  на электроды , в пространстве анод-катод возникает импульс анодного тока. При прохождении потока электронов внутри спирального элемента 7 в последнем возникает электродвижуща  сила самоиндукции, замедл юща  электроны . В момент прерывани  импульса анодного тока, на концах спирали 7 по вл етс напр жение, которое ускор ет электроны в электронном потоке. Величина напр жени  зависит от величины индуктивности и скорости изменени  тока в момент прерывани .

дл  спирали 7 длиной по оси 0,1 диаметром проволоки 0,02 м и числом витков 200 при токе 10 А и длительности заднего фронта импульса 10 с избыточное ускор ющее напр жение составл ет 100 кВ.

Ускоренные электроны бомбардируют прострельную мишень 4, на которой создаетс  рентгеновское излучение , выход щее из трубки через окно 6 .

Спираль 7, наход ща с  под анодным напр жением, преп тствует попа Данию на стекл нные стенки оболочки вторичных электронов, благодар  чему обеспечиваетс  электрическа  прочность трубки.

Claims (3)

Формула изобретения Импульсная рентгеновская трубка, содержащая вакуумный корпус, катод и анод с мишенью, установленные на разных концах ускорительного промежутка, отличающаяся тем, что, с целью увеличения КПД и повышения жесткости излучейия при заданной величине напряжения источника питания, в ускорительном промежутке установлен электрически связанный с анодом проводящий элемент,' выполненный в виде вытянутой вдоль ускорительного промежутка разомкну*5 той спирали. / Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Быстров Ю.А., Иванов С.А.

Ускорители и рентгеновские прибо30 ры. М., ¹'Высшая школа¹', 1976, с. 164.

2. Блинов П.И. и др. Увеличение мощности электронного пучка индуктивным накопителем ПТЭ. № 2, 1977,

35 с. 35.

3. Месяц Г.А. Генерирование мощ- ных наносекундных импульсов.

М.,''Советское радио¹', 1974, с. 226 (прототип).

ЦНИИПИ Заказ 4251/42

Тираж 844 Подписное

Филиал ППП ’’Патент'', , г.Ужгород,ул.Проектная,4