[发明专利]X射线发生装置以及具有该装置的X射线透视成像系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种产生X射线束流的装置，特别涉及利用高能电子加速器产生强度均匀的平面扇形高能X射线束流的装置。

背景技术

X射线在工业无损检测、安全检查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，对其进行透视检查需要高能X射线，通常使用能量2MeV以上的电子加速器产生。电子加速器产生X射线的基本方法如下：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。电子束流打靶产生的X射线通常是以4Π立体角向各个方向发射分布的，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，而其他方向上的X射线强度相对较小，以靶点为中心，各个方向上的X射线强度为幅度，则X射线强度在立体角度上分布图形为如图3所示的“松果形”。在各种X射线透视成像系统中，并不是4Π立体角上的X射线都利用，通常只利用很小的一部分，许多情况下是利用一个平面上扇形区域内的X射线，是一个薄片状的“平面扇形束”。这种系统如图2所示，由高能电子加速器、屏蔽准直装置、探测器和信号分析与图像处理系统组成，图中虚线箭头组成的即为“平面扇形束”的示意图。“平面扇形束”在高能工业CT、海关集装箱检查系统、车辆检查系统、整列火车透视检查系统、航空货物检查系统、行李包裹检查系统等设备中广泛应用。

现有技术获取“平面扇形束”的方法是，在高能电子加速器的靶的前端使用 “薄缝”型的屏蔽准直器，将绝大部分方向上的X射线屏蔽掉，只让“薄缝”中的X射线透过，成为“平面扇形束”。通常将该“薄缝”设置在靶的正前方，并且在打靶电子束的前进方向上，称为“0度”方向，现有技术利用了电子加速器所产生X射线的最大强度，但是，扇形区域的不同方向上的X射线强度差异很大，例如9MeV的加速器，扇形区域中心0度方向的X射线强度是边缘45度方向的10倍。在图2中所示的X射线透视成像系统经过多年的发展，探测器的性能获得了极大的提高，对X射线的强度要求大大降低，但是，为了提高图像质量，对X射线的品质要求不断提高，例如，希望扇形区域内不同方向上的X射线强度差异比值小于2倍，成为“强度均匀的平面扇形束”。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够产生强度均匀的平面扇形高能X射线束流的装置，以满足X射线透视成像系统技术发展的需要。

本发明提供一种X射线发生装置，其特征在于，具备：

高能电子加速器，包括电子加速单元、安装在所述电子加速单元的一端的电子发射单元、安装在所述电子加速单元的另一端的靶；以及

屏蔽准直装置，包括屏蔽结构以及设置在所述屏蔽结构内的准直器，

所述屏蔽结构包围所述靶，来自所述电子发射单元并且被所述电子加速单元加速后的电子束流轰击所述靶而产生X射线，

所述准直器设置在与轰击所述靶的电子束流构成30度到150度角并且经过靶点的方向上。

此外，在本发明的X射线发生装置中，所述电子加速器具有2MeV以上的能量。

此外，在本发明的X射线发生装置中，所述准直器是设置在所述屏蔽结构中的平面扇形薄缝。

此外，在本发明的X射线发生装置中，所述电子加速器还包括电子漂移段，所述电子漂移段连接在所述电子加速单元与所述靶之间。

此外，在本发明的X射线发生装置中，所述电子漂移段为小直径管道，该小直径管道的内径大于电子束流的直径并且外径小于所述电子加速单元的外径。

此外，在本发明的X射线发生装置中，所述屏蔽结构由能够阻挡吸收不需要的大部分X射线的材料构成，所述靶是平面结构、球面结构或者其它曲折面结构。

此外，在本发明的X射线发生装置中，所述屏蔽准直装置具有多个所述准直器，多个所述准直器的位置相对经过靶点且与电子束流垂直的平面具有对称性，或者多个所述准直器的位置相对电子束流具有对称性。

本发明提供一种X射线透视成像系统，其特征在于，具备如上所述的X射线发生装置。

本发明主要是提供一种产生强度均匀的平面扇形高能X射线束流的装置。本发明的产生强度均匀的平面扇形高能X射线束流的装置由能量2MeV以上的高能电子加速器和屏蔽准直装置组成，其准直器设置在相对于打靶电子束流方向偏离30度至150度范围的方向上，并且，准直器的数目为一个和一个以上的多个。