[发明专利]包括多焦点X射线管的X射线设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括多焦点X射线管的X射线设备，有多个排成阵列的电子源，其中每个电子源包括一个阴极，以及其中，设供电装置为阴极供电。

背景技术

有多焦点X射线管（也称多阴极X射线管）的X射线设备，例如在医学技术成像设备，如X射线断层造影仪中，用于为检查对象立体扫描。在利用单焦点X射线管或单阴极X射线管的情况下，立体扫描代之以通过X射线管的机械移动实现。

由源自于本申请人的公开文件DE102009017649A1已知这种多焦点X射线管，其中使用多个场致发射阴极，更准确地说CNT阴极（CNT：carbon nano tube），用于产生多个电子束。电子束分别作为在不同点的发射电流命中一个公共的阳极，并在那里按已知的原理产生X射线。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种改进的有多焦点X射线管的X射线设备。

此技术问题按本发明通过一种包括多焦点X射线管的X射线设备得以解决，它具有多个排成阵列的电子源，其中每个电子源包括一个阴极，以及设有供电装置为阴极供电，其特征为：阴极与供电装置电隔离。

X射线设备包括多焦点X射线管，有多个排成阵列的电子源，用于产生电子束，它们分别作为在不同点或更准确地说在不同区域内的发射电流，命中一个阳极，并在那里按已知的原理产生X射线。在这里每个电子源包括一个阴极，以及为了给阴极供电设一个供电装置，其中阴极与供电装置电隔离。由此特别有利地获得一种所谓自闭塞（selbstsperrend）阴极。

在电隔离时，大多在两个导电体之间存在空间距离的情况下，中断了两个导电体之间，在本例中亦即阴极与供电装置之间，借助电池的载流子交换。然而，在“断开”阴极时，亦即在不希望从阴极射出电子流的情况下，基于在其中一个阴极与例如一个阳极之间继续存在的电位差，会从该阴极不希望地射出电子。阴极基于电子空缺充正电，这是由于在供电装置与阴极之间电隔离，所以供电装置不能补偿电子空缺。一旦电位差不再足以从阴极释出电子并朝阳极的方向吸引，或在阴极与定位在阴极和阳极之间的栅电极之间形成足够的闭塞场，则在阴极与阳极之间流动的电子流中断。根据在电子二极管和电子晶体管方面的习惯用语，当电子流中断时人们说阴极闭塞。与之相应，阴极基于规定的电隔离所以设计为所谓的自闭塞阴极。由此电子束的产生是固有安全的，从而显著降低不希望地释出X射线的危险。除此之外它们有特别有利的调整特性，因此非常适合在多焦点X射线管中使用。

多焦点X射线管的电子源优选地设计为热力支持的电子源和尤其设计为热发射极。相应的热发射极其特征在于长的预期寿命和可达到的大发射电流。此外，与场致发射极相比，热发射极基于其工作原理只需要较低的控制电压，这导致在设计适用的控制和供电的电子设备时有明显的成本优势。对于典型的CNT发射极，例如产生100mA的发射电流需要高达3kV的控制电压，亦即阴极与栅电极之间的电位差，而对于典型的热发射极，为了同样的发射电流根据加热功率有10V至几个100V伏就已经足够了。

此外，优选一种实施形式，据此作为热发射极使用弥散阴极。在弥散阴极的情况下从备用腔通过大多由钨或钼组成的多孔烧结体，在表面弥散一种电子源材料，例如钡，以及在表面形成一个活性薄膜，从薄膜可以耗费比较低的能量析出电子。与之相应，弥散阴极典型地约为1000℃的工作温度处于单金属热发射极的工作温度之下，由此降低弥散阴极所要施加的加热功率使之较小以及典型地约处于2至10W之间。对于弥散阴极常用另一些名称，例如备用阴极、浸渍式阴极、L阴极、B阴极、S阴极、M阴极或金属毛细管阴极，其中有几个名称用于规定的电子源材料。

此外有利的是，根据使用目的电子源直线状、弧状或矩阵状尤其均匀间隔地布设。这种结构例如适用于围绕检查对象用X射线网格式扫描，此时X射线源不必朝检查对象方向运动。特别有利的是例如电子源之间的距离为几个mm至几个cm，距离尤其在2mm至5cm的范围内。但另一种电子源之间距离变化的实施形式同样是恰当的。

此外还有一种实施形式是有利的，据此每个阴极可以单独控制。按一种优选的控制方案，借助于在阴极上的可控电位来改变发射电流，亦即电子束的密度或强度。

此外也有利的是，每个阴极在工作状态相对于基准电位，例如机壳电位，有正的电位差。在这里机壳电位优选地由用于X射线设备所有部分的一个公共的机壳提供。