[发明专利]X射线转换靶

说明书

技术领域

本发明涉及一种X射线转换靶。

背景技术

源于X射线在穿透性上的优势，辐照工业对电子束转X射线提出了迫切需要。若能将大功率的5～10MeV电子束转换成X射线，其穿透能力和加工能力将可以与Co-60γ辐照源相比较。这样使现有的加速器辐照装置适用面更广，并增强其运行的灵活性，还可以直接替代一部分Co-60辐照装置。

但在电子束转换成X射线的过程中电子束能量转换成X射线能量的份额是比较少的，80%～90%以上的能量都将以热的形式释放。为保证转换效率，转换靶的厚度尺寸通常都是比较小的，而电子束的扫描面通常会有一定限制。因此，为了在一定的体积内解决大功率X射线转换的散热问题，需要实现冷却剂在靶体有限体积和厚度下高效的热交换。

在中国发明专利申请说明书CN201310091694.X中公开了一种大功率辐照加速器X射线转换靶，如图1～3所示，该X射线转换靶其包括靶体和靶体冷却装置，所述靶体包括钽板3′和铜板4′，所述钽板3′前表面用于接受电子束流并转换为X射线，钽板3′后表面与铜板4′前表面焊接为一体；所述靶体冷却装置包括两根主冷却管1′和多根支冷却管2′，所述的多根支冷却管2′平行排列，焊接在所述铜板4′后表面上，所述的两根主冷却管1′分别焊接在多根支冷却管2′的两端并与支冷却管2′相连通，其中一根主冷却管1′用于通入冷却液，另一根用于输出冷却液。然而，该大功率辐照加速器X射线转换靶存在以下技术问题：

（1）多根支冷却管间隔设置在铜板的后表面，使得该铜板的同一横截面上的厚度不均匀，导致较厚的位置处吸收较多的X射线，使得转换靶在前向方向上产生X射线的份额有所损失，转换效率降低；

（2）该靶横截面质量厚度较薄的位置处将会透射出电子束，使得X射线在辐照过程中，电子束对X射线产生干涉作用，影响辐照产品的品质；

（3）该X射线转换靶的冷却方式采用单向流道，导致在冷却剂的进入和流出两端温度的不均匀，产生热应力和热形变的不良影响；

（4）这种结构不能实现冷却剂对转换部件的直接冷却，之间需要经过冷却管壁，冷却管与铜板接触面等，在换热能力上将有所不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中传统的X射线转换靶转换效率低、电子束对X射线产生干涉、易产生热应力和热形变以及基体发热量巨大的缺陷，提供了一种X射线转换靶。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种X射线转换靶，包括一基体和一靶层板，其特点在于，该基体包括一基板和一固设于该基板周壁上的框架，该靶层板可拆卸式连接有该框架；

该基板的上表面固设于至少一与该框架的一端固接的第一导向板，该些第一导向板均位于该基板与该靶层板之间，并与该基板、该框架和该靶层板围绕形成有一第一冷却剂层；

该X射线转换靶还包括一固接于该框架上的密封板，该密封板位于基板的下方，该基板的下表面固设于至少一与该框架的另一端固接的第二导向板，该些第二导向板均位于该基板与该密封板之间，并与该基板、该框架和该密封板围绕形成有一第二冷却剂层；

该第一冷却剂层和第二冷却剂层均包括至少一进流道和至少一出流道，各该进流道的一端用于通入冷却剂，另一端与相应的各该出流道相连通，各该出流道的一端用于流出冷却剂。

在本方案中，第一冷却剂层设置在靶层板与基板之间，第二冷却剂层设置在基板与密封板之间，可以保证在大功率或超大功率对转换效率要求比较高的场合下，第一冷却剂层、基板、第二冷却剂层和密封板将经过靶层板透射的电子束完全吸收，避免电子束最后从密封板透射出，对X射线的辐照干涉，影响辐照产品的品质。另外，第一冷却剂层和第二冷却剂层可以将沉积在靶层板、基板和密封板的热量及时带走，实现转换靶的散热。

另外，该第一冷却剂层和第二冷却剂层均包括进流道和出流道，使得冷却剂在该转换靶体内的流动为上下往复式，不仅将转换靶在工作时积累的热量及时带走，还可实现转换靶的温度均匀性，避免热应力和热形变，提高了转换靶使用寿命。

此外，在能量较高的电子束转换成X射线的过程中，尤其是在大功率转换的情况下，沉积在基体和冷却剂层的能量将大于沉积在靶层板的能量，使得基体发热量较大，采用上述双层冷却剂层能及时将基体内的热量带走，保证基体在合适的温度内工作，提高了该X射线转换靶的使用寿命。

较佳地，该密封板与框架之间通过焊接密封连接，该密封板的上表面设有至少一组固接件，各组该固接件包括若干个固接件，各该固接件固接于相应的该第二导向板上。