用于射线管的带电粒子束整流罩的制作方法

[0001]
本实用新型涉及致电离辐射辐照设备技术领域，具体涉及用于射线管的带电粒子束整流罩。


背景技术：

[0002]
利用高速电子撞击金属靶面产生x射线的真空电子器件。按照产生电子的方式,x射线管可分为充气管和真空管两类。x射线管充气x射线管是早期的x射线管。1895年，w.c.伦琴在进行克鲁克斯管实验时发现了x射线。克鲁克斯管就是最早的充气x射线管。这种管接通高压后,管内气体电离，在正离子轰击下，电子从阴极逸出，经加速后撞击靶面产生x射线。充气x射线管功率小、寿命短、控制困难，后已很少应用。1913年，w.d.库利吉发明了真空x射线管。管内真空度不低于10-4
帕。阴极为直热式螺旋钨丝，阳极为铜块端面镶嵌的金属靶。根据管子的用途选择靶材和电子束能量，常用钨作靶材。在某些用途下，还采用银、钯、铑、钼、铜、镍、钴、铁、铬等材料。阴极工作温度约为2000k,发射出的电子经数万至数十万伏高压加速后撞击靶面。阴极被一个前端开槽的金属罩包围。金属罩的电位等于或低于阴极，迫使电子聚焦在靶面上的一个狭窄区域内,形成焦斑。x射线就从焦斑上向各个方向辐射，通过管壁上的窗口输出。窗口一般用对x射线吸收很小的铍、铝或轻质玻璃制成，以铍片为最佳。
[0003]
射线管已经在工业和医疗等领域得到了广泛的应用，取得了较大的社会经济效益。射线管的可靠性和辐射均匀性是其性能的重要指标。一方面，射线管在工作时产生的大量射线(包括初级射线和各种次级射线)会轰击射线管的绝缘部分，长时间的作用就会造成绝缘破坏，从而严重影响射线管的可靠性，如x射线管工作时会产生的大量的电子和光子等，特别是大剂量的x射线管，其内部辐射轰击环境很复杂。另一方面，射线管的结构比较复杂，使管内的电场分布不均匀，带电粒子束的分布也不均匀，导致束靶作用也不均匀，严重影响射线管的辐射均匀性。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的在于提供用于射线管的带电粒子束整流罩，解决现有技术中射线管内x射线对各个部位进行轰击后造成射线磁场不稳定、带电粒子发射极发射角度扩张的问题，达到约束发射角度、增加射线管使用寿命的目的。
[0005]
本实用新型通过下述技术方案实现：
[0006]
用于射线管的带电粒子束整流罩，包括一个连接板，在连接板上设置有与带电粒子发射体相匹配的插孔，连接板与弧形变径环连接形成罩体结构。现有技术中，由于在使用过程中，产生的x射线的同时产生大量的电子和光子，射线管内部辐射轰击环境很复杂，其发射的x射线以及电子、光子很容易作用在高压插座的绝缘件上，长时间的初级射线和各种次级射线轰击在绝缘部件上，可以破坏其绝缘性能，严重影响了射线管的可靠性，而且多方向的射线传输方向也导致了发射出来的射线方向性差、造成的磁场不稳定，本实用新型的
发明人在进行多年的研究后发现上述的射线轰击作用是决定单个射线管寿命的决定因素，通过多年研究后发现，通过设置一个连接板，将连接板作为带电粒子发射体的连接安装机构，采用在带电粒子发射体上设置一个弧形变径环连接形成罩体结构的方式，将射线管腔体内的轰击次生射线等辐射射线进行遮挡和反射整流，使得对带电粒子发射体影响的射线进行过滤和方向的整定，通过设置一个罩体结构，射线管空间内位于带电粒子发射体附近的射线都会直接作用在罩体上，通过罩体的反射和吸收作用，将不同方向上的射线进行整流作用，提高了射线磁场的稳定性，也同时减少了轰击射线和电子对绝缘部位的损伤，大大提高了射线管的使用寿命。
[0007]
在所述弧形变径环的端部还设置有一个横向节流环。通过设置一个横向节流环，将带电粒子发射体轴线方向上的射线进行反射，形成轴向的加强作用，有利于提高发射射线的方向集中性。
[0008]
所述横向节流环在弧形变径环外侧与内侧的长度比例为1：1.8～3。进一步讲，申请人对于横向节流环的结构进行了研究，发现其位于弧形变径环外侧与内侧的比例实际上会影响到外部反射和端部以外射线吸收的效率，通过研究发现将横向节流环在弧形变径环外侧与内侧的长度比例为1：1.8～3时，其一侧腔体内射线的吸收效果较好，同时其另一侧的射线反射效果也最好，从整体的屏蔽效果和导向效果上看，该比例属于较佳的范围。
[0009]
在所述的连接板上还设置有与插孔相匹配的弹性卡接圈。进一步讲，通过在插孔上设置一个卡接圈的方式，可以方便带电粒子发射体的快速插接，便于装配和拆卸更换。
[0010]
所述罩体结构外侧的表面粗糙度为ra0.1，罩体结构内侧的表面粗糙度ra0.4。根据实际的实验测试，申请人发现罩体结构外侧的表面光洁度即粗糙度对于射线的屏蔽作用有较大的影响，通过将罩体的外侧表面粗糙度设置为优于ra0.1，可以极大地提升屏蔽效果，而其内部的表面光洁度则没有那么高的要求，达到ra0.4既可以满足常规需求。
[0011]
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0012]
1、本实用新型用于射线管的带电粒子束整流罩，通过设置一个连接板，将连接板作为带电粒子发射体组件的连接安装机构，采用在带电粒子发射体上设置一个弧形变径环连接形成罩体结构的方式，将射线管腔体内的轰击次生射线等辐射射线进行遮挡和反射整流，并可通过尺寸和形状的改变来调整电场，使得对带电粒子发射体影响的射线进行过滤和方向的整定，通过设置一个罩体结构，射线管空间内位于带电粒子发射体附近的射线都会直接作用在罩体上，通过罩体的反射和吸收作用，将不同方向上的射线进行整流作用，提高了射线磁场的稳定性，也同时减少了轰击射线和电子对绝缘部位的损伤，大大提高了射线管的使用寿命；
[0013]
2、本实用新型用于射线管的带电粒子束整流罩，通过研究发现将横向节流环在弧形变径环外侧与内侧的长度比例为1：1.8～3时，其一侧腔体内射线的吸收效果较好，同时其另一侧的射线反射效果也最好，从整体的屏蔽效果和导向效果上看，该比例属于较佳的范围；
[0014]
3、本实用新型用于射线管的带电粒子束整流罩，通过将罩体的外侧表面粗糙度设置为优于ra0.05，可以极大地提升屏蔽效果，而其内部的表面光洁度则没有那么高的要求，达到ra0.4既可以满足常规需求。
附图说明
[0015]
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
[0016]
图1为本实用新型结构示意图。
[0017]
附图中标记及对应的零部件名称：
[0018]
1-连接板，2-带电粒子发射体组件，3-弧形变径环，4-横向节流环，5-弹性卡接圈。
具体实施方式
[0019]
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
[0020]
实施例
[0021]
如图1所示，本实用新型用于射线管的带电粒子束整流罩，包括一个连接板1，在连接板1上设置有与带电粒子发射体组件2相匹配的连接结构，连接板1与弧形变径环3连接形成罩体结构，在弧形变径环3的端部还设置有一个横向节流环4，罩体结构直径5～100mm，高度2～50mm，厚度0.5～5mm，横向节流环4在弧形变径环3外侧与内侧的长度比例为1：1.8～3，在连接板1上还设置有与插孔相匹配的弹性卡接圈5，罩体结构通过带电粒子发射体组件2或者其它支持连接结构与射线管的阴极进行有效连接并处于同一电位，通过形状的调整可以对射线管内的电场分布进行调节，达到对管内的带电粒子束运动轨迹进行调节的作用，有效地控制束靶的作用范围，从而控制了带电粒子及其次级带电粒子的产生范围，提高了射线管的可靠性和辐射的均匀性；罩体结构外侧的表面粗糙度优于ra0.1，罩体结构内侧的表面粗糙度优于ra0.4。本实用新型的罩体结构采用材料为单一或者复合结构的金属材料，如铜、钼、钨、铝、不锈钢等单一材料，或者采用铝-铅-铝、铜-铅-铜、钼-铅-钼、钨-铅-钨等夹层结构，保证对电子、光子和离子等具有很好的吸收效果，同时产生的次级粒子较少，并且具有良好的电真空性能。
[0022]
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。