[发明专利]一种自吸气式X射线发生装置及其用途

说明书

本发明公开了一种自吸气式X射线发生装置及其用途，所述装置包括绝缘壳、阴极、阳极和栅极、至少一个吸附金属板和至少一个溅射金属板；阴极封装于绝缘壳内，用于释放电子；阳极封装于所述绝缘壳内，阳极包括靶体和靶面，阴极释放的电子与靶面碰撞而释放X射线；吸附金属板和溅射金属板平行设置，吸附金属板与其相邻的溅射金属板形成一组离子溅射结构，离子溅射结构的数目为至少一组，离子溅射结构位于阴极的至少一侧，吸附金属板和所述溅射金属板的平面方向与阴极释放电子的方向平行；栅极可设置在吸附金属板或溅射金属板上或单独设置。本发明通过引入离子溅射结构，实现在X射线管发射的同时实现对管内残余气体分子吸附，获得更佳的真空度。

技术领域

本发明用于X射线技术领域，涉及一种自吸气式X射线发生装置及其用途，可有效提升真空电子器件的真空度。

背景技术

X射线自被发现以来，已广泛应用于医学成像、工业检测、材料分析、安检等领域，在日常生活和工业生产中发挥着巨大作用。尽管获得X射线具有多种方式，但目前仍以在真空环境中加速电子束轰击阳极靶为最主要应用形式。在此过程中电子束需要在真空中飞行一定距离，从而实现电子束的发射、聚焦、加速，及其它束形处理。由于，X射线管的阳极高压一般在几十到几百千伏之间，在有限距离内实现阳极和阴极之间的电气绝缘，防止阳极和阴极之间真空放电是X射线管可以正常工作的基本前提。而X射线管内的真空度与上述要求密切相关，因此，保证X射线管生产过程中具有更高的真空度，并在后期维持可以有效维持，是射线管正常工作和长寿命的保障。

目前，X射线管的生产工艺相对成熟，具有完整的零件清洗、烧氢、排气、打靶和密封等完整工艺流程，一般射线管密封可以达到10^-5Pa左右的初始真空度。但由于各种材料自身具有一定漏率和部件之间封接位置的微漏，使得密封后X射线管内部真空环境不断恶化。较差真空环境中的电子束一方面和气体分子碰撞，引起电子散射，影响成像质量；另一方面，会引起真空放电或打火，将阳极高压直接引到阴极部件，从而击毁射线管。

为实现X射线管长期稳定工作，目前在密封射线管结构中一般会添加吸气剂，维持真空；另外，也可采用开放式的X射线管结构，利用带有排气功能的真空分子泵或离子泵维持射线管内部的真空度，保证射线管的正常工作。但上述两种方法具有一定缺点：吸气剂对化学活性高的气体分子具有吸附效果，而对于氦(He)、氩(Ar)等惰性气体没有吸附能力，且存在掉粉和偶发性放气等弊端；开放式结构中的真空排气装置增加了射线管的体积和设计复杂性，且容易引进机械振动，影响射线管的成像效果，并增加了射线管的制造成本。

通过以上说明可以看出，在X射线管内部真空度维持方面，无论是采用吸气剂还是真空排气装置，均存在一定弊端。且近些年，随着冷阴极X射线管的出现，对其内部真空度提出更高的要求，使得X射线管的真空维持方面面临更多挑战。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种自吸气式X射线发生装置及其用途。本发明涉及的自吸气式X射线发生装置的结构示意图及机理示意图如图1所示。本发明主要解决密封X射线管在使用过程中的真空度保持难题，相对于现有X射线管结构，本发明通过在密封的管壳内部引入对气体分子具有普遍吸附效果的离子溅射结构，实现在X射线管发射的同时实现对管内残余气体分子吸附，获得更佳的真空度，提升X射线管内部真空环境，延长使用寿命。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种自吸气式X射线发生装置，包括绝缘壳、阴极、阳极和栅极，所述自吸气式X射线发生装置还包括至少一个吸附金属板和至少一个溅射金属板；

所述阴极封装于所述绝缘壳内，用于释放电子；

所述阳极封装于所述绝缘壳内，所述阳极包括靶体和靶面；

阴极释放的电子与所述阳极碰撞而释放X射线；