[发明专利]产生X射线辐射的靶，X射线发射器和产生X射线辐射的方法

说明书

一种用于通过加载包含带电粒子、尤其电子的粒子流(e)来产生X射线辐射(γ)的靶(11)，其特征根据本发明在于，设有包括至少两个金属层(S1，S2)的层结构(S)。可由粒子流(e)加载的靶表面(T)由层结构(S)的第一层(S1)形成，所述第一层由包括第一金属元素的材料构成。层结构的第二层(S2)由包括第二金属元素的材料构成。第一金属元素的原子序数(Z)小于第二金属元素的原子序数(Z)。本发明还涉及一种具有这种靶的X射线发射器(10)以及一种用于产生X射线辐射(γ)的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于通过加载包含带电粒子、尤其电子的粒子流产生X射线辐射的靶。

此外，本发明涉及一种X射线发射器，所述X射线发射器具有发射粒子流的粒子源和加速设备、尤其包括多个彼此耦联的空腔共振器的加速设备，所述加速设备构成用于，产生对准靶的粒子流。

本发明还涉及一种用于通过给靶加载包含带电粒子、尤其电子的粒子流的X射线辐射的方法。

背景技术

已知的是，在医学应用和非医学应用中使用提供在MeV的范围中的X射线辐射的X射线发射器、尤其高能X射线发射器。X射线辐射或轫致辐射在此以已知的方式如下产生：给靶加载由加速的且带电的粒子、通常电子构成的粒子流。在此，使粒子减速，使得所述粒子将其动能的一部分作为质子或X射线辐射发射。为了将带电的粒子或电子加速，尤其使用直线加速器。

用于这样产生的X射线辐射的医学应用领域涉及放疗。其他科技应用领域涉及无破坏的材料检查或对对象进行透视，尤其在成像的安全检查的范围中或在货物的成像检查的范围中。在后一种情况下，例如为了对大的物体例如货物集装箱进行透视，已知如下透视系统，其中为了产生在MeV范围中的质子，使用直线加速器。在对对象进行透射时减弱的X射线辐射以空间分辨的方式由X射线探测器探测。

出于辐射防护的原因，在多种应用中存在如下要求：尽可能地降低在有效辐射区之外发射的X射线辐射、尤其散射辐射和泄漏辐射。降低在有效辐射区之外的X射线辐射典型地通过屏蔽装置和准直挡板进行，所述屏蔽装置和准直挡板是所述设施、尤其直线加速器的总重量的主要组成。

发明内容

本发明的目的是，提出一种用于产生X射线辐射的设备和方法，使得降低所产生的辐射在期望的有效辐射区之外的份额。

所述目的通过根据本发明的用于产生X射线辐射的靶、根据本发明的直线加速器和根据本发明的用于产生X射线辐射的方法来实现。

本发明的有利的改进方案在下文中描述。

用于通过加载包含带电粒子、尤其电子的粒子流产生X射线辐射的靶(也称为：散射体)，根据本发明具有包括至少两个金属层的层结构。可由粒子流加载的靶表面由层结构的第一层形成，所述第一层由包括第一金属元素的材料构成。层结构的第二层由包括第二金属元素的材料构成。第一金属元素的原子序数小于第二金属元素的原子序数。

本发明基于如下知识：加速的粒子、尤其电子与靶的材料中的原子的相互作用在粒子的给定的加速中、即在给定的加速电压下决定性地影响质子或X射线量子在有效辐射区之内和之外的发射。尤其地，在粒子流和靶的材料之间的相互作用确定向回散射的粒子的能量和份额。现在已经证实的是，所述向回散射的粒子(也称为：次级电子)是在有效辐射区之外的泄露辐射和散射辐射的显著的份额，因为所述向回散射的粒子在其他部位处在位于周围的材料中的一种材料中减速从而有助于电磁辐射、尤其X射线辐射的发射。

本发明的核心是，通过将不同的材料有针对性地设置在靶中，降低向回散射的粒子的能量。于是因此能够通过减小尤其与入射的粒子流的射束方向相反的屏蔽装置来实现明显的质量降低。