[发明专利]用于X射线管的阴极系统

说明书

本发明涉及一种用于X射线管的阴极系统，该阴极系统具有一个电子发射极和一个设在电子发射极和阳极之间的另外的电极。

目前用于X射线管内的阴极系统就寿命和其焦点形状而言已达到其开发极限。都希望将来能延长其寿命并希望出现一种所谓的“高斯形”的焦点分布。高斯形焦点分布指的是：撞击到X射线管阳极的电子的强度和出自焦点的X射线的强度在焦点的中心是最大的并且象高斯钟形曲线那样，越靠边则强度越减弱。

一种开头所述类型的阴极系统作为皮尔斯所描述的电极系统已经公开，该系统至少部分地满足了上述要求。公开的电极系统的另一电极是一个辅助阳极，该辅助阳极的结构在于，电子束的空间电荷的作用被抵消。这种系统的缺点在于，阳极上和辅助阳极上的电压与电子电流(电子束管电流)是相互联系的。即电子束管电流不再能自由选择，这意味着，一个确定的电子束管电流属于一个确定的电子束管电压。在这里，通过采用一个另外的靠近阴极的控制栅虽可有所补救，但在技术上实现这一点需很大费用。

在DE 34 26 623 C2和DE 35 14 700 A1中描述了开头所述类型的具有一个阴极系统的X射线管。

此外，在DE 32 28 816 A1中描述了一种用于计算机X射线断层造影的方法，其中，为在不提高辐射剂量的情况下取得一个经改善的信号-噪音间隔，用检测出的X射线辐射脉冲工作，所用的X射线辐射脉冲是借助Wehnelt-Zylinders(文纳尔圆筒形控制电极圆)通过对X射线管中的电子电流的检测产生的。

本发明的目的在于，提供一种本文开头所述类型的阴极系统，其中，阳极电流是可在与阳极上和另一电极上的电压无关的情况下简单地至少在一定限度内自由选择的。

本发明的目的是这样实现的，即提供一种用于X射线管的阴极系统，该阴极系统具有一个电子发射极和一个另外的、设在电子发射线和阳极之间的电极。该另一电极借助一个开关装置以一个与具体希望的电子束管电流相应的占空比(脉冲/间隔比)可接通在一个与电子发射极的电位有偏差的电位上。就是说，不存在电子束管电流与阳极的和另一电极的电位的直接联系。更确切说，电子束管电流可在与阳极的和另一电极的电位无关的情况下通过占空比选择。

本发明的一个特别优选的实施形式，其占空比是可调的，即在与阳极的和辅助电极的电位无关的情况下，不同的电子束管电流是可调的。

按照本发明的变化形式，设有一个文纳尔(Wehnelt)电极和/或一个辅助阳极作为另一电极，其中，文纳尔电极借助开关装置可接通在一个负电位上，辅助阳极可接通在一个正电位上。

本发明的一个特别优选的实施形式，如果辅助阳极具有一个供出自电子发射极的电子束通过的通孔，则辅助阳极沿电子束方向的长度至少等于通孔的最小内径。当通孔为椭圆形时，辅助阳极的长度就至少等于通孔的短轴。通过这一措施，相对于电子发射极，可使阳极电位得到良好的退耦。

本发明的变化形式规定，不能明显超过开关装置的开关循环的持续时间10μs。据此，可做到的是：对旋转阳极和与X射线管共起作用的成象系统(如X射线图象放大器/电视链)而言，单个脉冲变得不可见，而只有平均电流起作用。

如果另一电极可接通在其上的电位的大小为5至20kV，则电子束管电流具有好的调节范围。

本发明的另一目的在于提供一种X射线管，使电子束管电流可简单地并与辅助电极上和阳极上的电位无关地自由选择。按照本发明，该目的通过一种权利要求1至7之一所描述的、具有一个阳极和一个阴极系统的X射线管来实现。

下面借助附图所示的实施例详细说明本发明。附图所示为：

图1为一个具有一本发明所述的阴极系统的X射线管的主要组成部分的示意图；

图2为本发明一个变形的类似图1的示意图。

在图1中示出了一个X射线管的阳极1和整体以2表示的阴极系统的断面图。在图1中没示出的X射线管构件，如真空罩为传统结构。只示出其一小部分的阳极，可以是一个公知的旋转阳极或固定阳极。

阴极系统2包括一个示意表示的电子发射极3，该电子发射极3譬如可以是一个被直接或间接加热的热阴极。在电子发射极3和阳极1之间有一个以示意方式示出的电子束管电压U_R。当电子发射极3被激活时，该电子发射极发出一个在图1中以虚线表示的电子束E并撞击到阳极1上。自电子束E在阳极1上的撞击点，即所谓X射线管的焦点F放射X射线。