[发明专利]一种三极型栅控冷阴极X射线管

说明书

本发明涉及一种三极型栅控冷阴极X射线管，包括阳极部件、阴极部件和真空腔，所述阳极部件和阴极部件均设置在所述真空腔内；所述阴极部件包括阴极和栅网；所述阴极和栅网之间的电势差能够调节引出电子轰击所述阳极部件的阳极靶来产生X射线；所述阴极的材料为超顺排碳纳米管阵列。本发明的有益效果如下：本发明采用超顺排碳纳米管作为阴极材料，该材料超顺排碳纳米管阵列同普通阵列相比，碳纳米管更直，排列地更加整齐有序，拥有优异的场致发射性能和稳定的结构，作为场发射体易于操控，取得更好的发射效果；真空腔中加入吸气剂，可以保持较高真空度；通过聚焦槽和聚焦极实现电子聚焦功能，可以实现较小焦点。

技术领域

本发明属于辐射研究领域，具体涉及一种三极型栅控冷阴极X射线管。

背景技术

自从发现碳纳米管材料拥有优异的场发射性能以来，科研工作者就开展了其作为电子源的应用研究。这些应用包括微波真空器件、显示器件、太赫兹真空器件、真空三极管和X射线管。相比于传统的热阴极X射线管，冷阴极X射线管具有响应时间短、寿命长、焦点小和能耗低等优点。

近年来，基于碳纳米管技术的冷阴极X射线管的研究逐渐成为热点。日本的Sugie等首先发表了用碳纳米管作为场发射阴极的X射线管的文章。并用该射线管和热阴极射线管分别对集成电路板进行X射线成像对比。对比后发现，使用碳纳米管冷阴极的X射线管成像效果明显优于热阴极X射线管。美国Otto Zhou教授研究团队对以碳纳米管作为阴极的X射线管进行了较为全面深入的探索。并以此为基础，分别研制出了微型静态CT、静态口腔CT、静态乳腺CT以及静态胸部CT扫描系统。韩国Chio研究团队研制了基于碳纳米管技术的小焦点X射线管。

现有的三极型冷阴极X射线管的技术都有一定的局限性，主要表现在以下几个方面：电子聚焦能力弱；真空度不够，影响工作效果；X射线穿透力不强。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种三极型栅控冷阴极X射线管，本技术方案结构简单，具有电子聚焦功能，在高压下工作稳定可靠。

本发明的技术方案如下：

一种三极型栅控冷阴极X射线管，包括阳极部件、阴极部件和真空腔，所述阳极部件和阴极部件均设置在所述真空腔内；所述阴极部件包括阴极和栅网；所述阴极和栅网之间的电势差能够调节引出电子轰击所述阳极部件的阳极靶来产生X射线；所述阴极的材料为超顺排碳纳米管阵列。

进一步地，上述的三极型栅控冷阴极X射线管，所述阴极部件还包括阴极固定座、钼杆、阴极引线、栅网和栅极引线；所述阴极固定在阴极固定座上，通过钼杆与所述阴极引线连接；所述栅网与所述栅极引线连接。

进一步地，上述的三极型栅控冷阴极X射线管，所述阴极部件还包括阴极罩；所述阴极罩内设置有非蒸散型吸气剂。

进一步地，上述的三极型栅控冷阴极X射线管，所述阴极部件还包括聚焦槽和聚焦极；所述栅网安装在所述聚焦槽中；阴极发射的电子通过被聚焦槽和聚焦极聚集后轰击阳极靶。

进一步地，上述的三极型栅控冷阴极X射线管，所述阴极和栅网的距离为0.2mm～0.5mm。

进一步地，上述的三极型栅控冷阴极X射线管，所述阳极部件包括阳极靶、阳极连接柱和阳极罩；所述阳极靶与所述阳极连接柱连接；所述阳极罩罩在所述阳极靶外，其上设置有X射线出口和电子入口。

进一步地，上述的三极型栅控冷阴极X射线管，所述阳极靶的倾角为20°～30°。

进一步地，上述的三极型栅控冷阴极X射线管，所述阳极部件的阳极上引入50kV～160kV电压，阴极部件的阴极和栅极之间引入0～3000V的电压。

进一步地，上述的三极型栅控冷阴极X射线管，所述阳极罩的垂直辐射角为15°～30°，水平辐射角为60°～80°。