[发明专利]一种产生均整X射线辐射场的装置以及方法

说明书

技术领域

本发明涉及产生均整X射线辐射场的装置以及方法，特别涉及在无损探伤、辐射成像、透视成像、安全检查设备、辐射加工以及医学放射治疗中利用高能电子加速器产生均整X射线辐射场的装置以及方法。

背景技术

目前，X射线在工业无损检测、安全检查、医学诊断以及治疗等领域具有广泛的应用。对于大型的检测对象，例如锅炉、航天发动机、机场/铁路/海关的大宗货物，对其进行透视检查时需要高能X射线，在此情况下，通常使用能量2MeV以上的电子加速器产生高能X射线。

一般地，电子加速器产生X射线的基本方法为：利用电子枪产生电子束流，利用电场对电子束流进行加速使其获得高能量，高能电子束流打靶产生X射线，通常将X射线（或者有用的X射线）分布的区域称为X射线辐射场。电子束流打靶产生的X射线通常是4Π立体角向各个方向发散分布的，不同能量的电子束流打靶产生的X射线在各个发射方向上的强度分布是不相同的，通常电子束流能量越高，前向X射线的强度就越大。通常定义电子束流的运动方向为前向，关于高能电子束流打靶产生的X射线的不同方向上的强度大小，前向最大，随着偏离前向的角度的增加，逐渐减小，电子束流能量越高，这种变化越明显。例如，能量9MeV（百万电子伏特）的电子束流打靶产生的X射线，如果中心（前向）的X射线强度为1，则偏离中心5度的方向上的射线强度约为73%，10度方向上的射线强度约为53%，15度方向上约为40%，30度方向上约为18%，这是一种非常明显的前向集中分布。在利用电子加速器产生的X射线进行透视成像的检查系统中，检查对象的体积越大，需要X射线的能量越高，需要用到的X射线分布角度越大，但是，能量高且分布角度大的X射线辐射场的强度分布非常不均匀，这严重影响了检测的图像质量。此外，在医学放射治疗方面，因为X射线辐射场的强度分布的不均匀，产生中心（前向）区域过度照射而边缘区域照射不够的严重问题。

在现有的技术中，为了消除这种X射线前向集中产生的辐射场的强度分布不均对图像质量产生的不利影响，或者消除放射治疗中的照射不均匀，通常是在产生X射线的靶的前方设置一定的阻挡设备，称为均整器，使得前向小角度范围内的X射线的强度变弱，从而使得一定角度范围内的X射线的强度分布相对均匀。这种做法是“削高就低”，牺牲了电子加速器所产生的最大辐射场强度，降低了利用效率，在辐射透视成像系统中使靶点模糊，图像分辨率降低。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供一种能够产生均整X射线辐射场的装置以及方法。

为了达到上述目的，本发明提供一种产生均整X射线辐射场的装置，其特征在于，具备：

多个电子加速器，用于产生高能电子束流；以及

公共靶单元，包括真空靶室、靶以及多个输入连接装置，

所述多个电子加速器分别与所述多个输入连接装置连接。

此外，在本发明的产生均整X射线辐射场的装置中，

所述多个输入连接装置安装在所述真空靶室的一侧，所述靶安装在所述真空靶室的与所述多个输入连接装置相对的另一侧，

所述多个输入连接装置的轴线以两两彼此成预定夹角的方式相交于一点。

此外，在本发明的产生均整X射线辐射场的装置中，

所述多个输入连接装置的轴线两两彼此所成的预定夹角相同。

此外，在本发明的产生均整X射线辐射场的装置中，

所述多个输入连接装置的轴线两两彼此所成的预定夹角不同。

此外，在本发明的产生均整X射线辐射场的装置中，

所述靶是平面结构，从所述多个输入连接装置进入到所述真空靶室的电子束流相交于所述靶的真空侧平面上一点。

此外，在本发明的产生均整X射线辐射场的装置中，

所述靶是球面结构，从所述多个输入连接装置进入到所述真空靶室的电子束流相交于所述球面的球心。

此外，在本发明的产生均整X射线辐射场的装置中，

所述靶是L形结构，从所述多个输入连接装置进入到所述真空靶室的电子束流垂直入射到靶平面。

此外，在本发明的产生均整X射线辐射场的装置中，

所述公共靶单元还具有：冷却装置，安装在所述真空靶室的外部并且包围所述靶的一个面，内部为管道或者空腔，能够使制冷剂在其内部循环流动，从而对所述靶进行冷却；制冷系统，与所述冷却装置相连，将恒定低温的冷却剂输送给所述冷却装置，并且将从所述冷却装置流回的高温制冷剂的温度降低到设定值。

此外，在本发明的产生均整X射线辐射场的装置中，