[实用新型]一种电子枪、X射线源、CT机

说明书

本实用新型涉及粒子加速器技术领域，具体涉及一种电子枪；采用的技术方案是：一种电子枪，包括场发阴极、栅极、设于所述栅极和X阳极之间的倍增组件；所述倍增组件包括倍增阴极和倍增阳极，所述倍增阴极和倍增阳极之间设有倍增支撑件，所述倍增支撑件设有倾斜的倍增孔，所述倍增孔孔壁覆盖有倍增材料层，所述倍增孔贯穿倍增阴极和倍增阳极，且所述倍增孔一端正对栅极中部的通孔。本实用新型既能规避热阴极电子枪带来的热功耗和散热问题，又能产生比现有的场发射阴极电子枪更大的束流，并且在同样的束流下具有更高的可靠性和更长的寿命，同时单个电子枪之间具有很好的一致性。

技术领域

本实用新型涉及粒子加速器技术领域，具体涉及一种电子枪、X射线源、CT机。

背景技术

X射线CT机是医疗影像及工业影像成像最重要的成像设备，在临床诊断中发挥重要作用。X射线源是CT机的核心部件，其原理是采用电子枪产生电子束，经过高电压加速到一定能量(60-160keV)后，由加速后的电子轰击靶材，以通过韧致辐射的原理产生X射线。

现有的医用CT机主要有两种技术，一种是传统的旋转式CT机，即X射线管围绕人体高速旋转；另一种又称为分布式CT机或者静态CT机，即CT由一整圈的数个X射线管，甚至每个射线管由一个或多个电子枪构成(一个CT需要大约200个电子枪)，通过控制电子枪依次脉冲式工作，实现旋转式X射线源的特征。

静态CT的电子枪目前有两种：一种是采用小型热阴极，另一种是采用冷阴极，也称为场致发射阴极。

采用热阴极的电子枪问题在于：热阴极一般需要较长时间工作才能稳定发射，在CT扫描期间，尽管每次只有一个电子枪出束，但是其它电子枪的阴极也要加热工作，每个阴极发热功率可以达到10W左右，而几百个阴极同时工作，难以有效的散热。

采用冷阴极虽然可以解决电子枪发热的问题，而且工作启动速度快，不工作时处于休息待命状态；但是冷阴极采用的是场致发射原理，通常采用金属针尖、碳纳米管、石墨烯或者基于MEMS工艺的针尖阵列。阴极单个尖端发射电流密度很大，但整个阴极的平均电流密度并不大。如果发射电流过大，或者长时间使用，则会导致阴极尖端损坏的概率大大增加，并且这种损坏不可恢复。如果发射电流过小，又不能保证有足够的X射线剂量来实现清晰成像。而且，采用冷阴极，由于每个阴极尖端无法做到一致，因此多个电子枪的发射电流一致性比较差，CT图像重建难度较大。

实用新型内容

针对上述现有场致阴极难以兼容大电流密度和长寿命的技术问题；本实用新型提供了一种电子枪，既能规避热阴极电子枪带来的热功耗和散热问题，又能产生比现有的场发射阴极电子枪更大的束流，并且在同样的束流下具有更高的可靠性和更长的寿命，同时单个电子枪之间具有很好的一致性。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种电子枪，包括场发阴极、用于固定场发阴极的阴极基体、栅极和X阳极，所述栅极和阴极基体之间设有绝缘层，所述场发阴极正对栅极中部的通孔；还包括设于所述栅极和X阳极之间的倍增组件；所述倍增组件包括倍增阴极和倍增阳极，所述倍增阴极和倍增阳极之间设有倍增支撑件，所述倍增支撑件设有倾斜的倍增孔，所述倍增孔孔壁覆盖有二次电子发射系数大于1倍增材料层，所述倍增孔贯穿倍增阴极和倍增阳极，且所述倍增孔一端正对栅极中部的通孔。