专利名称：X射线发射器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种X射线发射器，包括抽成真空的、配有屏蔽装置的直线加速器和高频产生单元，其中，直线加速器包括端侧的入口和端侧的出口，在入口处设有电子源，在出口处设有靶和配有屏蔽装置的准直器，并且，在电子源中产生的电子在直线加速器的内部被加速，当击中靶时产生X射线轫致辐射，X射线轫致辐射经过设置在准直器中的光阑射出。
背景技术：
从美国专利文献US2009/0041197A1已知了这种也称作放射头的X射线发射器。已知的X射线发射器包括抽成真空的、配有屏蔽装置的直线加速器和高频产生单元，其中，直线加速器包括端侧的入口和端侧的出口，在入口处设有电子源，在出口处设有靶和配有屏蔽装置的准直器。在电子源中产生的电子在直线加速器内部加速，并且在击中靶时产生X射线轫致辐射，该X射线轫致辐射经过设置在准直器中的光阑射出。若通过直线加速器加速到MeV范围内的能量的电子击到靶上，则通过这些电子在靶材料中的减速相应地产生高能光子(例如X射线量子)。在这种MeV-辐射源中要求泄漏辐射与X射线有用辐射的比处于10_3至10_7的范围内。为此，X射线发射器(也称作“放射头”或“LINAC”)必须在有用辐射场的外部相应地屏蔽。屏蔽装置在该能量范围内一般由铅、钨或其它具有大原子序数并因此高核电荷数或高密度的元素组成。屏蔽装置的厚度在一到十兆电子伏(MeV)的能量范围内为多个分米并且自重不超过不超过四吨。在已知的X射线发射器中，屏蔽装置单独地弓I入框架结构中并且定位于此。由于屏蔽装置较大的重量，框架结构对于所需的刚性是相应地耗费的。若铅使用作屏蔽材料，则需要附加的定位措施，因为铅具有小的强度。由于屏蔽装置必要地集成到框架结构中，因而相应增大了放射头的外部尺寸。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种本文开头所述类型的X射线源，该X射线源具有更简单构造的结构。该技术问题按本发明通过一种X射线发射器解决，该X射线发射器带有抽成真空的、配有屏蔽装置的直线加速器和高频产生单元，其中，直线加速器包括端侧的入口和端侧的出口，在入口处设有电子源，在出口处设有靶和配有屏蔽装置的准直器，并且，在电子源中产生的电子在直线加速器的内部加速，当击中靶时产生X射线轫致辐射，X射线轫致辐射经过设置在准直器中的光阑射出。按本发明，屏蔽装置至少部分地设计成自支承的屏蔽装置，高频产生单元设置在外壳中，该外壳设置在至少一个屏蔽装置的至少一个外侧上。通过按本发明的措施，屏蔽装置至少部分地设计成自支承的屏蔽装置，不要求X射线源(放射头，LINAC)的屏蔽装置(也称作“屏蔽件”)有框架结构。屏蔽装置优选完全设计成自支承的屏蔽装置。对于待安装在放射头中的构件(例如电子源，直线加速器)和/或待安装在放射头上的构件(例如高频产生单元的部件)来说，屏蔽装置因此用作安装平台。因此，通过本发明可行的是，放射头的屏蔽件设计成起支承作用的机械结构的主体部件。在本发明的范围内可行的是，高频产生单元的外壳设置在直线加速器的屏蔽装置的至少一个外侧上和/或准直器的屏蔽装置至少一个外侧上。外壳在此优选摩擦接合地(例如通过螺纹连接)固定在至少一个屏蔽装置的至少一个外侧。因为不需要框架形的框架结构定位屏蔽件，所以按本发明的放射头(X射线发射器)相比传统的放射头可以设计得更紧凑并且简单，由此使得制造成本相应地下降。在按本发明的解决方案中，屏蔽件具有封闭的结构并因此可以有利地直接形成放射头的外罩。X射线发射器由此以构造简单的方式并因此廉价地受到可靠保护而不受环境因素(例如灰尘和空气湿度)影响。根据一种按本发明的X射线发射器的有利的实施形式，屏蔽装置由屏蔽模块，优选板件构造。因此，可以为X射线发射器的特别强化了屏蔽的区域选择具有更高密度的材料并且在其它区域内选择具有更小密度的材料。因此，屏蔽件可以以简单的方式与直线加速器的散射场匹配。由此一方面造成，重量相对迄今已知的放射头明显减小，另一方面在服务和维修工作时更容易接近放射头的构件。
下列根据附图进一步阐述本发明简略示出的实施例，但不限于此。附图中:图1是按本发明的X射线发射器的外部视图，图2是按图1的X射线发射器的内部视图。
具体实施例方式在图1和2中分别用I标记的、也称作的“放射头”的X射线发射器。放射头I包括直线加速器2，在该直线加速器2中存在一个10_6毫巴至10_7毫巴的真空(超高真空)。直线加速器2 (LINAC)包括端侧的入口 3和端侧的出口 4。在端侧的入口 3上设有电子源5(具有孔阳极的阴极)，在端侧的出口 4上设有靶(不可见)。此外，在端侧的出口 4上设有一具有光阑8 (不可见)的准直器7。产生于电子源5中的电子(在图1和图2中未示出)在非医学的应用(材料实验，安全应用)中在直线加速器2的内部加速至例如一至九兆电子伏的能量并且然后击到靶上。 通过电子的减速，在靶的材料中相应地产生高能的X射线轫致辐射，该X射线轫致辐射经过设置在准直器7中的光阑作为X射线有用辐射射出。光阑由X射线有用辐射可穿透的出射窗11封闭。为了使泄漏辐射与X射线有用辐射的比达到一个值10_3至10_7，X射线发射器必须在有用辐射区域之外配有相应的屏蔽装置。在所示的实施例中，直线加速器2具有屏蔽装置12，而准直器7具有屏蔽装置13。
按本发明，直线加速器2的屏蔽装置12和准直器7的屏蔽装置13至少部分地设计成自支承的屏蔽装置。在所示的实施例中，屏蔽装置12和13完全设计成自支承的屏蔽
装直。X射线发射器I还包括设置在外壳21中的高频产生单元20。高频产生单元20在所示的实施例中包括磁控管22和置于该磁控管之后的循环器23以及与直线加速器2联接的波导管24。在所示的实施例中，外壳21通过螺纹连接装置摩擦接合地固定在直线加速器2的屏蔽装置12的外侧。螺纹连接装置出于视线的原因在图2未示出。在本发明的范围内，外壳21也可以设置在直线加速器2的屏蔽装置12的另一个外侧上。除了摩擦接合外还可以实现材料结合的连接，例如焊接或硬钎焊。通过所述屏蔽装置12和13按本发明至少部分地设计成自支承的屏蔽装置，X射线源(放射头，LINAC)的屏蔽装置(也称作“屏蔽件”)不需要框架结构。因此，对于待安装到放射头I中的构件(例如电子源5，直线加速器2)和在待安装到放射头I上的构件(例如高频产生单元20的部件22，23和24)来说，屏蔽装置12和13用作安装平台。因此可以将放射头I的屏蔽件设计成起支承作用的机械结构的主体部件。在直线加速器2的屏蔽装置12的外侧设置固定元件25和26。在按本发明X射线发射器I的附图所示的实施形式中，屏蔽装置由屏蔽模块14至18构成，这些屏蔽模块在所示的实施形式中由板件组成。因此，可以为X射线发射器I的特别强化了屏蔽的区域选择具有更高密度的材料，并且在其它区域选择具有更小密度的材料。因此，屏蔽件可 以以简单的方式与直线加速器2的散射场适配。从而导致一方面相对迄今已知的放射头重量明显减小，另一方面在人们服务和维修工作时能容易接近放射头I的构件。在图1和2中所示的实施形式中，直线加速器2的屏蔽装置12包括三个屏蔽模块14，15和16，准直器7的屏蔽装置13包括两个屏蔽模块17和18。屏蔽模块14，15和16具有分别包括内层141，151和161并且包括外层142，152和162的层结构。内层141，151和161分别由具有大原子序数(例如铅)的材料组成。外层142，152和162分别由具有小原子序数(例如钢)的材料组成。虽然本发明详细地通过优选的实施例进一步说明并且描述，但本发明并不局限于附图所示的实施例。而本领域的技术人员还可以推导出按本发明解决方案的其它变型，在此只要不背离本发明的基本方案。 如从附图所示的实施例的说明书中可见，按本发明的解决方案在可靠保护周围环境不受X射线辐射以及保护X射线发射器不受环境因素影响的同时提供一种设计简单的结构。此外，按本发明的X射线发射器具有比已知的X射线发射器明显更小的重量。
权利要求
1.一种X射线发射器，该X射线发射器包括抽成真空的、配有屏蔽装置(12)的直线加速器(2)和高频产生单元(20)，其中，所述直线加速器(2)包括端侧的入口(3)和端侧的出口(4)，在所述入口(3)处设有电子源(5)，在所述出口(4)处设有靶和配有屏蔽装置(13)的准直器(7)，并且，在所述电子源(5)中产生的电子在所述直线加速器(2)的内部被加速且当击中所述靶时产生X射线轫致辐射，所述X射线轫致辐射经过设置在所述准直器(7)中的光阑射出，其特征在于，所述屏蔽装置(12，13)至少部分地设计成自支承的屏蔽装置，所述高频产生单元(20)设置在外壳(21)中，所述外壳(21)设置在至少一个所述屏蔽装置(12，13)的至少一个外侧。
2.按权利要求1所述的X射线发射器，其特征在于，所述屏蔽装置(12，13)完全设计成自支承的屏蔽装置.
3.按权利要求1所述的X射线发射器，其特征在于，所述屏蔽装置(12;13)构造为屏蔽模块(14-16; 17，18)。
4.按权利要求1至3之一所述的X射线发射器，其特征在于，所述屏蔽装置(12，14-16)至少部分地具有层结构，所述层结构包括由不同材料构成的内层(141，151，161)和外层(142， 152， 162)。
5.按权利要求4所述的X射线发射器，其特征在于，所述内层(141，151，161)由具有较大原子序数的材料组成。
6.按权利要求4或5所述的X射线发射器，其特征在于，所述外层(142，152，162)由具有较小的原子序数的材料组成。
7.按权利要求1所述的X射线发射器，其特征在于，所述高频产生单元(20)的所述外壳(21)设置在所述直线加速器(2)的屏蔽装置(12)的至少一个外侧。
8.按权利要求1或7所述的X射线发射器，其特征在于，所述高频产生单元(20)的所述外壳(21)设置在所述准直器(7)的屏蔽装置(13)的至少一个外侧。
9.按权利要求1所述的X射线发射器，其特征在于，所述高频产生单元(20)的所述外壳(21)摩擦接合地固定在至少一个所述屏蔽装置(12，13)的至少一个外侧。
全文摘要
本发明涉及一种X射线发射器(1)，该X射线发射器包括抽成真空的、配有屏蔽装置(12)的直线加速器(2)和高频产生单元(20)，其中，所述直线加速器(2)包括端侧的入口(3)和端侧的出口(4)，在所述入口(3)处设有电子源(5)，在所述出口(4)处设有靶和配有屏蔽装置(13)的准直器(7)，并且，在所述电子源(5)中产生的电子在所述直线加速器(2)的内部被加速，当击中所述靶时产生X射线轫致辐射，所述X射线轫致辐射经过设置在所述准直器(7)中的光阑射出。按本发明，所述屏蔽装置(12,13)至少部分地设计成自支承的屏蔽装置，所述高频产生单元(20)设置在外壳(21)中，所述外壳(21)设置在至少一个所述屏蔽装置(12,13)的至少一个外侧。这种X射线发射器具有简单构造的结构。
文档编号H05G1/02GK103209535SQ20131001032
公开日2013年7月17日 申请日期2013年1月11日 优先权日2012年1月11日
发明者H.鲍勒, M.莫勒, S.穆勒 申请人:西门子公司