具有射流混合工具的液体靶标X射线源的制作方法

本文披露的发明总体上涉及电子撞击x射线源。具体地，本发明涉及利用液体射流作为靶标的x射线源以及用于温度控制的射流混合工具。

背景技术：

在本申请人的国际申请pct/ep2012/061352和pct/ep2009/000481中描述了用于通过照射液体靶标来产生x射线的系统。在这些系统中，利用包括高压阴极的电子枪来产生撞击在液体射流上的电子束。该靶标优选地由设置在真空室内的具有低熔点的液态金属(如铟、锡、镓、铅、或铋、或其合金)形成。提供液体射流的装置可包括加热器和/或冷却器、加压装置(比如机械泵或化学惰性推进剂气体源)、喷嘴以及用于在射流末端收集液体的容器。在操作期间，在空间中液体射流的一部分被电子束撞击的位置被称为相互作用区域或相互作用点。通过电子束与液体射流之间的相互作用产生的x射线辐射可以通过将真空室与周围大气隔开的窗口离开真空室。

在x射线源的操作期间，包括来自液体射流的碎屑和蒸气在内的自由颗粒倾向于沉积在窗口和阴极上。这导致系统性能的逐渐退化，因为沉积碎屑可能使窗口模糊并降低阴极的效率。在pct/ep2012/061352中，阴极由电场保护，该电场被布置成使朝向阴极移动的带电粒子偏转。在pct/ep2009/000481中，采用热源来蒸发沉积在窗口上的污染物。

尽管这类技术可以减轻由真空室中的污染物导致的问题，但是仍然需要具有增加的使用寿命以及增加的维护间隔的改进的x射线源。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种解决上述缺点中的至少一些的x射线源。具体目的是提供一种需要较少的维护并且具有增加的使用寿命的x射线源。

所披露的技术的这个目的和其他目的通过具有独立权利要求中所限定的特征的x射线源和方法来实现。有利实施例在从属权利要求中加以限定。

因此，根据本发明的第一方面，提供了一种x射线源，包括靶标发生器、电子源和混合工具。该靶标发生器适于形成传播通过相互作用区域的液体射流，而该电子源适于提供指向该相互作用区域的电子束，使得该电子束与该液体射流相互作用以产生x射线辐射。在本发明的各个方面，该混合工具适于在该相互作用区域下游一定距离处引起该液体射流的混合，使得在该相互作用区域下游该液体射流的最高表面温度低于阈值温度。

根据第二方面，提供了一种用于产生x射线辐射的相应方法。该方法包括以下步骤：形成传播通过相互作用区域的液体射流；将电子束引导朝向该液体射流，使得该电子束在该相互作用区域处与该靶标射流相互作用以产生x射线辐射；以及通过混合工具引起该液体射流的混合。该混合是在该相互作用区域下游一定距离处引起的，使得在该相互作用区域下游该射流的最高温度低于阈值温度。

混合工具可以由适于在相互作用区域下游一定距离处干扰液体射流或与液体射流相互作用的边缘或表面来实现。因此，液体射流可以内部地混合，即，在射流内，使得最高表面温度保持低于阈值。可替代地或另外地，混合工具可由被布置成在所述距离处向液体射流供应或添加附加液体的液体源来实现。附加液体的供应可以引起射流的液体的混合或搅拌，使得射流的通过液体与电子束之间的相互作用加热的部分可以被射流的其他较少加热或较冷的部分冷却和/或由附加液体冷却。换言之，可以通过在射流内进行混合来修改射流中的局部温度梯度，以使得在相互作用区域下游该液体射流的最高表面温度保持低于阈值温度。此外，在一些示例中，附加液体可以形成包封至少一部分液体射流的涂层或覆盖物，以便降低表面温度或至少使其保持低于阈值温度。在其他示例中，附加液体可以提供射流的液体可以被埋入、浸没或混合的容器，从而允许射流的液体温度保持低于阈值温度。术语‘附加液体(additionalliquid)’应当理解为在相互作用区域处不形成射流的一部分的液体，或者换言之，在相互作用区域下游添加到射流的任何液体。

本发明基于这样一种认识：特别地源自来自液体射流的蒸气的高到惊人的污染物百分比源自相互作用区域下游的液体射流的表面。发明人已经发现，液体的蒸发程度尤其取决于液体射流的表面温度，并且表面的最高温度位于相互作用区域下游一定距离处。在该特定距离处，据信从该表面发生最大蒸发。因此，通过控制在相互作用区域下游的表面温度，可以减少蒸发，从而减少污染物的量。具体地，最高表面温度可以保持低于阈值，以便减轻从液体射流表面形成蒸气。

在本发明的各个方面，液体射流的混合用于控制或降低相互作用区域下游的最高表面温度。温度控制或降低可以通过以下方式来实现：向相互作用区域下游的射流添加液体以便吸收在相互作用区域处由电子束与液体之间的相互作用引起的热量中的至少一些，或者内部混合或搅拌射流液体以促进所引起的热量到射流的较少加热部分的传递。

在没有默认特定物理模型的情况下，相互作用区域与射流的最高表面温度位置之间的距离被认为取决于诸如电子束穿入液体射流的穿透深度、液体中的电子速度、液体射流的速度、以及液体的热扩散率等参数。当电子在相互作用区域处撞击液体时，它们将穿透到射流内的一定深度，并且由此使射流内的温度升高。当射流由于其速度而在下游方向上传播时，所引起的热量倾向于朝向射流表面扩散。因此，射流的表面温度可以随着距相互作用区域的距离而升高，直到达到最高表面温度。热量消散到表面所花费的时间将与射流的速度一起影响相互作用区域与最高表面温度的位置之间的下游距离。

在本申请的上下文中，蒸发应当理解为液体从液相到蒸气的相变。蒸发和沸腾是这种转变的两个示例。沸腾可以在液体的沸腾温度或高于沸腾温度时发生，而蒸发可以针对给定压力而在低于沸腾温度的温度下发生。当液体蒸气的分压小于均衡蒸气压力时可能发生蒸发，并且尤其可能在射流的表面处发生。

考虑到这些定义，可以例如基于射流的液体的实际沸腾温度、蒸气的分压或真空室内的均衡蒸气压力来确定阈值温度。可替代地或另外地，可以基于特定系统的可接受蒸发水平的实证研究、期望维护间隔、x射线源的操作模式、或性能要求来确定阈值。在一个示例中，阈值可以与可由热撞击电子束产生的潜在最高温度相对应。一般而言，蒸发的程度随表面温度而增大，并且因此可以通过控制表面温度来控制。

从一个观点来看，期望尽可能靠近相互作用区域来添加附加液体(和/或使射流的液体混合)，以便确保表面温度没有足够的时间达到阈值温度并最小化或至少减少表面散发的蒸气。从另一个观点来看，期望在尽可能远离相互作用点的位置处添加附加液体(和/或混合射流)，以便降低影响或干扰相互作用区域的风险。无论上述哪个方面，添加液体(和/或混合液体射流)的位置应当优选地被选择成使得由热量扩散到表面而引起的最高潜在表面温度不会在所述位置与相互作用区域之间发生。

应当理解，用于射流的液体可以是液态金属，例如铟、锡、镓、铅、或铋、或其合金。液体的其他示例包括例如水和甲醇。

在本申请的上下文中，术语‘液体射流(liquidjet)’或‘靶标(target)’指被迫通过例如喷嘴并传播通过真空室内部的液体流或液流。尽管射流通常可以由基本上连续的液流或液体流形成，但应当理解，射流另外地或可替代地可以包括多个液滴或甚至由多个液滴形成。具体地，液滴可以在与电子束相互作用时产生。液滴组或液滴簇的这类示例也可以由术语‘液体射流’或‘靶标’所涵盖。

现在将简要讨论由从属权利要求限定的本发明的有利实施例。第一组实施例涉及x射线源，在该x射线源中，混合工具由与液体射流相互作用的边缘或表面形成。第二组实施例涉及混合工具，该混合工具由包括附加液体池的液体源实现。池可以被布置成使得液体射流所撞击的池的表面定位在相互作用区域下游的使得允许最高表面温度保持低于阈值温度的这样的距离处。第三组实施例利用混合工具，其中，附加液体射流在一定下游距离处与液体射流靶标混合，从而防止最高表面温度达到并超过阈值温度。

根据实施例，混合工具可以包括被布置成与液体射流相交的表面。换言之，液体射流可以在操作期间撞击表面，该表面可以是相对于液体射流的倾斜表面。通过将该表面布置成使得液体射流在相互作用区域下游上述距离处撞击表面，可以引起液体射流的混合以便将最高表面温度保持低于阈值温度。

根据实施例，该混合工具是适于向该液体射流供应附加液体的液体源。附加液体可以采用与液体射流相同类型或不同类型的液体。合适的附加液体可以包括例如液态金属、水和甲醇。有利地，附加液体的温度可以等于或低于相互作用区域上游的液体射流的温度。在附加液体的温度类似于形成射流的液体的情况下，这两者可以通过至少部分地对两者共同的系统来泵送或处理。因此，可以降低系统的复杂性和成本。使用温度低于相互作用区域上游的液体射流的温度的附加液体是有利的，因为可以提高冷却效率。提高冷却效率可以进一步减少实现期望温度控制效果所需的附加液体的量或流量。

根据实施例，该液体源由该附加液体的池形成。当与附加射流相比时，该池允许或多或少地立即向液体射流供应更大量的附加液体。这进一步允许液体射流的更快冷却，并且因此减少蒸气量。

根据实施例，x射线源可以包括用于测量池的附加液体的液位的传感器，以及用于基于来自该传感器的输出来控制液位的液位控制设备。因此，可以实现液位控制，以便提高相互作用区域与池中的附加物被供应到液体射流或与液体射流混合的位置之间的距离的精度和控制。传感器可以利用池的液位的直接测量，或者基于例如流出池的流量的间接观察。液位控制设备可以响应于来自传感器的信号而进行操作，并且可以例如通过增加或减少从池排出的液体的量或速率来实现。

根据实施例，该液体源可以适于以附加射流的形式供应该附加液体。可以引导附加射流在相互作用点下游期望距离处与液体射流靶标相交。在撞击时，射流可以彼此混合并形成在下游方向上传播的单个射流。

液体源可以适于使附加射流与靶标对准，以便改善冷却效率和在靶标上的定位，并且降低在撞击时产生飞溅和碎屑的风险。

根据实施例，附加射流的速度可以包括相对于该液体射流的行进方向的非负分量，以便促进与液体射流靶标的混合并且进一步降低飞溅和碎屑的风险。这种斜的撞击角度也可以降低附加射流影响相互作用区域的风险。

根据实施例，该液体源可以适于以液幕的形式将附加液体供应至液体射流。这可以例如通过使附加液体形成液体射流可以相交或撞击的片或膜——即，具有基本上二维延伸的本体——来实现。液体射流和液幕之间的相互作用可能导致液体射流与帘幕合并或至少部分地穿过帘幕。附加液体可以在竖直方向上传播，例如，利用重力作为主要加速力，或者在与竖直方向相交的方向上传播。以液幕形式提供附加液体增大了可能的碰撞区域，这使其更容易被液体射流击中。此外，液幕可以用作限制或甚至防止例如污染物通过帘幕的迁移的护罩。因此，液幕可以用于保留例如在x射线源中产生的飞溅和碎屑。

根据实施例，x射线源可以进一步包括被布置在相互作用区域下游的护罩。该护罩可以包括孔，该孔被布置成允许该液体射流穿过该孔。可以提供护罩以保留在护罩下游产生的、例如来自收集射流的容器的飞溅和碎屑。代替在真空室中扩散、沉积在电子源上、干扰相互作用区域、或沉积在窗口上，飞溅和碎屑可以沉积在护罩的下侧，即，护罩的下游侧。

护罩和孔可以相对于液体射流布置，其方式为使得相互作用区域中的射流速度具有垂直于重力方向的分量。以这种方式，在护罩下游产生的液体的飞溅和碎屑可以被引导远离相互作用区域，以进一步降低污染真空室和位于其中的不同部件的风险。在进行这种布置时，例如，通过在相对于重力方向成一定角度的方向上提供靶标液体射流，有利的是，将电子束布置成使得其在撞击时基本上垂直于液体射流的表面，以便最大化或至少提高x射线的产生效率。

根据实施例，孔可以布置在相互作用区域与液体射流的一定位置之间，在该位置处，附加液体被供应至液体射流以便阻止由撞击射流产生的飞溅或碎屑影响相互作用区域和/或在真空室中扩散。

根据实施例，x射线源可以包括用于检测源自射流的液体的、在护罩的背离相互作用区域的一侧上的污染物的传感器。该传感器允许检测到孔的堵塞。

根据实施例，护罩可以布置在用于收集液体射流的收集容器上。

根据实施例，附加射流可以以不干扰相互作用区域与电荷收集传感器之间在电子束方向上的视线的这种方式布置。当电子束在射流上方被扫描时，电荷收集传感器可用于检测靶标液体射流的位置或取向，并检测电子何时到达传感器以及何时射束被射流阻挡。以这种方式，可以精确地调节电子束聚焦以及因此相互作用区域的大小。

根据实施例，x射线源可以进一步包括包含闭环循环系统的系统，或者布置在包含闭环循环系统的系统中。该循环系统可以位于收集容器与靶标发生器之间，并且可以适于使液体射流的所收集液体和/或附加液体循环到靶标发生器。该闭环循环系统允许x射线源的连续操作，因为液体可以重复使用。可以根据以下示例来操作闭环循环系统：

·使用高压泵将包含在闭环循环系统的第一部分中的液体压力升高到至少10巴，优选地至少50巴或更高。

·加压液体被传导至喷嘴。尽管通过导管的任何传导都将导致一些(在这种情况下可能忽略不计)压力损失，但加压液体在仍然高于10巴、优选地高于50巴的压力下到达喷嘴。

·液体从喷嘴喷射到相互作用区域所位于的真空室中以产生液体射流。

·在穿过相互作用区域之后，所喷射的液体被收集在收集容器中。

·在流动方向上在闭环循环系统的位于收集容器与高压泵之间的第二部分中，所收集液体的压力升高到高压泵的吸入侧压力(入口压力)(即，在系统的正常操作期间，液体从收集容器流向高压泵)。高压泵的入口压力为至少0.1巴，优选地为至少0.2巴，以便提供高压泵的可靠且稳定的操作。然后通常连续地重复这些步骤——也就是说，将入口压力下的液体再次馈送到高压泵，该高压泵再次将其加压至至少10巴等——使得以连续的闭环方式实现了将液体射流供应至相互作用区域。

应当理解，上述系统和方法可以至少部分地用于提供例如采用附加射流形式的附加液体。该系统和方法可以从喷嘴直到喷射都是相同的，其中，可以从附加喷嘴喷射附加射流。然而，这两个喷嘴可以集成在系统的结构上共同的部分中，这可以促进它们的相对对准。

更一般地，可以应用温度控制。除了去除由电子轰击产生的过量热量以避免系统中的敏感部件的腐蚀和过热之外，可能需要在系统的其他部分中加热液体。如果液体是具有高熔点的金属并且由电子束提供的热功率不足以在整个系统中将金属维持在其液体状态，则可能需要加热。关于特别的不便，如果温度下降到低于临界水平，则撞击收集容器内壁的一部分的液态金属的飞溅可能会固化并从系统的液体循环回路中丢失。如果在操作期间发生较大的向外热量流动，例如，如果证明难以使系统的某些部分热绝缘，则也可能需要加热。还应该理解，如果所使用的液体在典型的环境温度下不是液态的，则可能需要加热以便启动。因此，该系统可以包括用于调节再循环液体的温度的加热装置和冷却装置两者。在一些示例中，附加液体可以经受单独的温度控制，例如，允许附加液体保持在低于相互作用区域上游的液体射流的温度的温度。

在一些实施方式中，x射线源可以布置在系统中，在该系统中，液体可以在其在系统中的循环期间穿过一个或多个过滤器。例如，可以在正常流动方向上在收集容器与高压泵之间布置相对粗略的过滤器，并且可以在正常流动方向上在高压泵与喷嘴之间布置相对精细的过滤器。粗滤器和精滤器可以单独地或以组合的方式使用。包括对液体进行过滤的实施例是有利的，只要固体污染物被捕获并且可以在它们对系统的其他部分造成损害之前从循环中除去。

所披露的技术可以体现为计算机可读指令，该计算机可读指令用于控制可编程计算机，其方式为使得该可编程计算机使x射线源执行上述方法。这些指令可以以包括存储有指令的非易失性计算机可读介质的计算机程序产品的形式分布。

应当理解，根据上述第一方面的x射线源的上述实施例中的特征中的任何特征都可以与根据本发明的第二方面的方法组合。

当研究以下详细披露内容、附图和所附权利要求时，本发明的进一步目的、特征和优点将变得清楚。本领域技术人员将认识到，可以组合本发明的不同特征来创建除了以下描述的实施例之外的实施例。

附图说明

本发明的上述以及附加目的、特征、和优点将通过以下对本发明的实施例进行的说明性且非限制性的详细说明而更好地得到理解。将参考附图，在附图中：

图1至图3是根据本发明的一些实施例的系统的示意性横截面侧视图；

图4展示了根据实施例的液体射流的一部分中的相互作用区域；

图5是简图，展示了相互作用区域与最高表面温度的位置之间的距离作为撞击电子的能量的函数；

图6a至图6d展示了根据实施例的在相互作用区域中引起的热量传播；并且

图7是根据本发明的实施例的方法的流程图。

所有图都是示意性的、不一定按比例绘制、并且通常仅示出阐明本发明所必需的部分，其中，其他部分可以被省略或仅仅提出而已。

具体实施方式

现在将参考图1描述根据本发明实施例的包括x射线源100的系统。如图1中所示，真空室170可以由外壳175以及将真空室170与周围大气隔开的x射线透明窗口180限定。x射线124可以从相互作用区域i产生，在该相互作用区域中，来自电子束122的电子可以与液体射流112的靶标相互作用。

可以由电子源(比如包括高压阴极的电子枪120)产生指向相互作用区域i的电子束122。

相互作用区域i可以与可由靶标发生器110产生的液体射流112相交。靶标发生器110可以包括喷嘴，如液态金属等液体可以通过该喷嘴排出以形成朝向并通过相互作用区域i传播的射流112。

具有孔142的护罩140可以被布置在相互作用区域i的下游，以使得允许液态金属射流122穿过孔142。在一些实施例中，护罩140可以被布置在液态金属射流122的端部处，优选地与收集容器150连接。从护罩140下游的液态金属产生的碎屑、飞溅和其他颗粒可以沉积在护罩上，并且因此防止污染真空室170。

该系统可以进一步包括位于收集容器150与靶标发生器110之间的闭环循环系统160。闭环系统160可以适于通过高压泵162使收集的液态金属循环到靶标发生器110，该高压泵适于将压力升高到至少10巴、优选地至少50巴或更高以产生靶标射流112。

此外，可以提供混合工具以用于在相互作用区域i下游一定距离处引起射流112的液态金属的混合。混合工具可以例如是液态金属源130，以便在所述距离处将附加的液体132供应到液体射流112。可以提供附加液体132以引起射流112的液体的混合和/或吸收或重新分配在液体射流112中通过电子撞击相互作用区域i而引起的热量中的至少一些。该距离优选地被选择成使得在相互作用区域i下游的液体射流112的最高表面温度保持低于阈值温度，以便减少源自液体射流的蒸气量。

在图1中，附加液体132以附加液态金属射流132的形式供应。附加射流132可以由附加喷嘴130形成，该附加喷嘴被配置成引导附加射流132在相互作用区域i下游的期望位置处与液态金属射流112相交。参照图1中的示例性实施例，附加射流132可以被定向成与同电子束122和液态金属射流112重合的平面相交，以便不干扰电子束122(或遮蔽所产生的x射线束124)。然而，应当理解，也可以设想其他配置，其中，附加液体132例如以与液态金属射流112相交的液幕的形式供应。液幕(或液体幕或膜)可以例如由狭缝形的附加喷嘴130或喷嘴阵列130形成，该喷嘴阵列产生合并成基本上连续的液态金属帘幕或液态金属片的附加射流阵列132。

图2披露了与参考图1所描述的系统类似的系统。然而，在本实施例中，液体源130由如液态金属132等附加液体的池130实现，该池被布置成使得池130的表面在相互作用区域i下游的期望位置处与液态金属射流112相交，以便保持最高表面温度低于阈值。如图2中所示，池130可以与用于在液态金属射流112的末端处收集液态金属的收集容器150、以及护罩140组合。护罩140可以被布置成使得孔142位于相互作用区域i与池130的表面之间。池130还可以包括用于测量池的附加液态金属132的液位的传感器以及用于基于来自该传感器的输出来控制所述液位的液位控制设备(图2中未示出传感器和液位控制设备)。

图3示出了系统的可以与参考图1和图2所描述的实施例类似地进行配置的另一实施例。根据本实施例，该系统可以包括混合工具130，该混合工具被布置成与液体射流112相互作用或干扰该液体射流，以使得在相互作用区域i的下游一定距离处引起液体射流的混合。根据图1和图2的实施例，特定距离或混合点可以与将附加液体132供应到液体射流112的位置相对应。混合工具130可以例如包括插入到传播液体射流112的至少一部分中的边缘，或者由整个射流112或射流112的至少一部分正在撞击以便引起在射流112的液体内的混合的表面形成。如上结合图1和图2所描述的，通过供应附加的液态金属132，也可以实现或引起混合。

以上讨论的实施例可以与参考图1所描述的护罩140组合。护罩140可以被布置在将附加液态金属132供应到液态金属射流112和/或引起混合的位置的下游。然而，应当理解，根据替代实施例，护罩140可以被布置成使得孔142位于相互作用区域i与供应附加液态金属132的位置和/或可能引起混合的位置之间。

图4展示了根据前述实施例中的任一实施例的液体射流112的一部分的横截面侧视图。在本示例中，液体射流112以速度vj传播通过相互作用区域i。此外，展示了电子束122，其中，电子以速度ve朝向液体射流传播并且与相互作用区域i中的射流112的液体相互作用。电子穿入射流112中的穿透深度在当前图4中由δ表示。在下文中，给出了如何估计射流的最高表面温度的位置的示例。然而，应当注意的是，这仅仅是基于物理模型的示例，以用于说明导致射流的最大表面热量位于相互作用区域下游一定距离处的潜在的热扩散过程。还应当注意，该模型可能不适用于液体射流内的温度超过液体射流的沸点的情况。可以设想确定相互作用区域i与具有最高表面温度的位置之间的距离的其他方法。

撞击液体射流112的电子可以具有特有的穿透深度δ，该穿透深度尤其取决于撞击电子的能量。电子穿透液体所需的时间例如取决于它们经历的散射事件。可以通过使用入射电子速度ve来获得对该时间的保守估计。可以通过考虑基本垂直于电子入射方向的散射量来改善估计。这给出了以下关系式：

其中，e0是以kev为单位的入射电子的能量，ρ是以g/cm³为单位的靶标密度，并且δ是以μm为单位的穿透深度。相互作用体积的宽度可以以类似的近似写为

其中，y以μm为单位。因此，电子可以分布在与入射方向成tan^-1(0.077/(2×0.1))的角度的圆锥内。如果入射线性动量被相应地分割，则向前方向上产生的速度是该角度的余弦乘以入射速度。因此，撞击方向上的速度可以被估计为入射电子速度的93％。为了根据加速电压计算电子的速度，可能必须考虑相对论效应。

根据狭义相对论，具有能量e0kev的电子速度可以写为

其中，c是以m/s为单位的光速，电子的静止质量已经设置为511kev，并且v以m/s为单位。将所有这些放在一起给出了以下对电子穿透射流所需时间的估计：

其中，te以μs为单位。

可以通过求解热方程来估计热量到达射流的表面并因此使液体蒸发所需的时间

其中，温度t是时间和三个空间维度(x，y和z)的函数，α是以m²/s为单位的热扩散率。如果假设与穿入液体射流的距离δ处的点处的温度升高δt相对应的初始温度分布，则可以将过量温度写为

通过寻找该函数达到其与射流表面相对应的空间坐标的最大值的时间，可以获得关于最大蒸发速率发生的时间的估计。通过选择坐标系使得(x，y，z)＝(δ，0，0)在射流表面上最接近应用初始高温的点的点上、关于t对t求导、并将导数设置为零，可以获得

其中，tt是射流表面的温度达到最大值的时间。

因此，可以将从相互作用点直到最高射流表面温度发生的距离写为

其中，是射流内在垂直于射流表面的方向上的电子速度。通过根据上述应用穿透深度和电子速度的表达式，这可以进一步写为

其中，再次，ρ应当以g/cm³为单位，e0以kev为单位，并且d以μm为单位。通过插入液态镓射流x射线源的实际值(ρ＝6g/cm³，α≈1.2×10^-5m²/s，e0＝50kev，vj＝100m/s)，获得约50μm的距离。如果电子能量可以升高到100kev，则根据本示例，距离将增大到接近400μm；如果在相同设置下射流速度可以增大到1000m/s，则距离可以增大到接近4mm。

结果证明，对于大多数实际目的，上面括号中与电子达到其穿透深度所花费的时间相对应的第二项给出了可忽略的贡献。为简单起见，我们可以将距离d估计为

根据该模型的电子能量和距离d之间的关系在图5中示出，其示出了对于液体射流的两个不同的速度vj，相互作用区域与最高表面温度t最高的位置之间的距离d(以mm为单位)(即，当不采用附加液体或混合时)作为电子能量e0(以kev为单位)的函数。即，对于ρ＝6g/cm³，α≈1.2×10^-5m²/s，液体射流速度vj为100m/s，曲线a表示上述示例性系统的距离d。如所指示的，对于50kev的电子能量，这可以导致约50μm的距离d，并且对于100kev的电子能量，这可以导致约0.4mm的距离d。根据曲线b所表示的本模型，将液体射流的速度vj增大到1000m/s将对于50kev的电子能量导致约0.5mm的距离d，并且对于100kev的电子能量导致约3.8mm的距离d。这种关系或距离d的其他估计可以用于确定在传播射流上的何处供应附加液体，以防止最高表面温度超过阈值。换言之，可以在相互作用区域与所估计距离d之间的某个位置处供应附加液体，以便降低最高表面温度。合适距离的示例可以包括在50μm至4mm的范围内。

图6a至图6d是一系列图，展示了在相互作用区域i中由撞击电子引起的热量随时间的扩散。类似于图4，图6a至图6d示出了根据本发明的实施例的液体射流112的一部分的横截面侧视图。相对于相互作用区域i的位置指示了液体的加热部分或区域h的扩大和传播。图6a展示了撞击后不久的加热区域h，示出了位于相互作用区域i处的相对较小区域h。随着时间的推移，加热区域由于热扩散而扩大，并且以射流112的速度vj向下传播。这在图6b和图6c中进行展示，示出了稍微增大的区域h位于相互作用区域i的下游越来越远的位置。最后，在图6d中，加热区域h一直扩大到射流112的表面。这发生在射流下游的距离d处，其中，表面达到其最高温度t最高，并且因此达到其蒸发最大值。因此，通过例如通过供应附加液体而在否则将发生最高温度t最高的位置的上游位置处引起混合，可以减少来自暴露表面的蒸发。

根据示例，阈值温度可以基于真空室中所使用的特定类型液体的蒸气压力。对于暴露于5×10^-7毫巴的典型真空室压力的液态金属射流，这将导致ga的温度为约930k，sn为1015k，in为850k，bi为660k并且pb为约680k。因此，对于5×10^-7毫巴的腔室压力，可以优选地提供液态金属射流的混合，使得液态金属射流的最高表面温度保持低于上述温度以便减少液态金属的蒸发。

图7是展示了根据本发明的实施例的用于产生x射线辐射的方法的流程图。该方法可以包括以下步骤：形成710传播通过相互作用区域的液体射流；将电子束引导720朝向液体射流，使得电子束在相互作用区域处与液体射流相互作用以产生x射线辐射；以及在相互作用区域下游一定距离处向液体射流供应730附加液体，使得在相互作用区域下游该射流的最高表面温度低于阈值温度。

本领域技术人员决不限于上述示例实施例。相反地，在所附权利要求的范围内的许多更改和变化是可以的。具体地，在本发明概念的范围内，可以设想包括多于一个电子束和/或液体射流的x射线源和系统。此外，通过研究附图、披露内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的本发明时可以理解和实现所披露实施例的变化。在权利要求中，词语“包括”不排除包含其他的元素或步骤，并且不定冠词“一个”并不排除多个。某些措施被引用在相互不同的从属权利要求中的单纯事实并不指示不能有利地使用这些措施的组合。