[发明专利]张紧平坦电子发射器带

说明书

技术领域

本发明涉及电子束发射器、X射线管、X射线源和生成电子束的方法。

背景技术

X射线管是产生X射线的真空管。X射线是具有比紫外光短的波长的电磁波谱。X射线管在许多领域中使用，例如X射线结晶照相术、医疗设备、机场行李扫描仪和用于工业检查。

X射线管包括将电子发射到真空中的阴极和收集电子的阳极，因此建立电子束。高压电源连接阴极和阳极以加速电子。来自阴极的电子与阳极材料碰撞使得生成的能量的一部分作为X射线发射。X射线束然后可以通过经过X射线光学器件并且随后经过准直器成形。能量的剩余部分导致阳极被加热。热典型地通过辐射和传导冷却从阳极去除并且可能涉及在阳极之后或内部流动的冷却水的使用。

在旋转阳极管中，阳极例如可以由来自真空管外部的一系列定子绕组的电磁感应旋转。旋转阳极的目的是导致电子束在沿着圆形轨道的范围内而不是在固定位置碰撞阳极，这因此分散热并且允许使用更大的电子束功率，因此生成X射线的更高功率。然而，阳极需要复杂的冷却以获得高X射线通量。然而，阳极的旋转需要高度复杂的轴承和密封件以保持真空。

US8,121,258公开了一种以大于4keV的能量输送X射线束的设备，该设备包括X射线源，所述X射线源包括适合于在阳极的靶区上生成连续电子束以用于由阳极进行X射线发射的电子枪，其中所述阳极形成在100到250毫米之间的直径的旋转体，并且固定地连接到电机轴使得它由旋转系统驱动旋转，并且电子枪和阳极布置在真空室中，所述室包括将由阳极发射的X射线束传输到室的外部的出射窗口，包括X射线光学器件的调节装置，所述X射线光学器件适合于用二维光学效应调节X射线束，其中电子枪设计成发射小于400瓦的功率的电子束，并且包括以由小尺度和大尺度限定的大致长形将所述电子束聚焦到靶区上的装置，其中小尺度包括在10到30微米之间并且大尺度比小尺度大3到20倍，旋转阳极包括发射冷却系统以通过辐射疏散由电子束传输到阳极的能量的一部分，旋转系统包括具有磁轴承的电机，所述磁轴承设计成以大于20,000rpm的速度旋转阳极进行旋转，并且出射窗口布置成传输由阳极发射的X射线束使得朝着调节装置发射的X射线束由大致对应于靶区的形状的小尺度的尺度的大致点状焦斑限定。

当使用用于X射线管的电子束发射器的常规细丝时，在可获得X射线通量方面有限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种允许获得高X射线通量的X射线管。该目的由独立权利要求实现。另外的实施例由从属权利要求体现。

根据本发明的示例性实施例，提供一种电子束发射器，用于生成将朝着X射线管的阳极引导的电子束以用于生成X射线束，其中所述电子束发射器包括：导电带，所述导电带可以由能够容易发射电子的材料（例如钨）制造，配置成被供应电能以用于发射电子束；以及支撑装置，所述支撑装置配置成用于在永久张力下安装所述带。

根据另一示例性实施例，提供一种用于生成X射线束的X射线管，其中所述X射线管包括：电子束发射器，所述电子束发射器具有用于生成电子束的上述特征；以及阳极，所述阳极布置和配置成当暴露于生成的电子束时生成X射线。

根据又一示例性实施例，提供一种X射线源，所述X射线源包括：具有上述特征的X射线管；X射线光学器件，用于收集和聚焦在所述X射线管中生成的X射线；以及X射线束调节器，用于在由所述X射线光学器件收集和聚焦X射线之后调节X射线。

根据再一示例性实施例，提供一种生成将朝着X射线管的阳极引导的电子束以用于生成X射线束的方法，其中所述方法包括：为导电带供应电能以用于发射电子束；以及在电子束的生成期间在永久张力下安装所述带。

在本申请的上下文中，术语“导电带”可以特别地表示由能够传导电流的材料制造的条带或箔或其它平坦结构。特别地，该导电带应当由当沿着导电带施加电信号时能够发射电子的材料制造。合适材料是钨、钼等。这样的导电带可以是箔，该箔薄至使得它可以弯曲、卷绕或折叠。

在本申请的上下文中，术语“在永久张力下安装带”可以特别地表示带被安装（例如夹紧），从而即使在带的固有张力的至少部分损失的情况下也保持在平坦平面形状。例如当由施加到带的电流加热以用于触发来自带的电子发射时，热和/或电和/或化学和/或老化效应可能具有随着时间改变带的形状的趋势。通过提供在永久张力下安装带的机构，用于将带的形状不变地保持平坦和平面所需的张力连续地输送到相应安装的带，而不管它的固有性质的变化。