本發(fā)明涉及一種高能X射線管。

背景技術(shù)：

典型的高能X射線管包含有一個(gè)金屬玻璃或者金屬陶瓷結(jié)構(gòu)的真空密封外殼，固定在該密封外殼一端的陰極燈絲通過足夠的電流使電子克服逸出功形成電子云，經(jīng)陰陽極之間加載的高達(dá)40～150kV(±20kV～±75kV)的高壓電場(chǎng)加速后，高速電子轟擊固定在密封外殼另一端的陽極靶盤，通過特性輻射及軔致輻射產(chǎn)生X射線。

高能X射管中，高速電子轟擊陽極靶盤的過程中，大量電子被陽極靶盤反射，這就是所謂的二次電子。這些二次電子散落在零電位的金屬外殼上，特別是射線出口窗區(qū)域附近。射線出口窗一般通過釬焊與金屬外殼真空密封連接。高能X射線管工作過程中持續(xù)的二次電子轟擊產(chǎn)生的溫升，極易導(dǎo)致該釬焊區(qū)域因熱沖擊漏氣，從而引起X射線管失效。

同時(shí)，隨著計(jì)算機(jī)斷層掃描等醫(yī)療診斷設(shè)備的發(fā)展，需要5MHU以上陽極熱容量的高能X射線管。這意味著高能X射線管的陽極靶盤將長(zhǎng)時(shí)間工作在高達(dá)1300℃的溫度條件下。在真空X射線管中，高溫下主要的傳熱方式為熱輻射。直接的熱輻射將同樣引起X射線出口窗釬焊區(qū)域因熱沖擊漏氣，從而引起高能X射線管失效。

目前的低能X射線管中，一般直接采用純玻璃真空密封外殼，回避了真空釬焊射線出口窗組件。但該種結(jié)構(gòu)由于機(jī)械強(qiáng)度，防震性能，使用溫度等限制，無法應(yīng)用在高能X射線管中。

綜上所述，目前的高能X射線管中，射線出口窗存在明顯的結(jié)構(gòu)缺陷，極大的降低了高能X射線管的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種高能X射線管，能夠有效改善高能X射線出口窗漏氣問題，延長(zhǎng)X射線管的使用壽命。

本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種高能X射線管，包括密封外殼、設(shè)于該密封外殼內(nèi)的陰極組件和陽極組件，該密封外殼上設(shè)有射線出口窗，所述密封外殼對(duì)應(yīng)其射線出口窗的內(nèi)側(cè)面上設(shè)有至少能覆蓋所述射線出口窗的屏蔽窗，該屏蔽窗由硬X射線可透過材料制成。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述屏蔽窗為鈹或鈦材料制成。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述屏蔽窗上設(shè)有排氣孔。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述陰極組件包括陰極燈絲，所述陽極組件包括陽極靶盤、軸承組件和轉(zhuǎn)子組件。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述屏蔽窗通過機(jī)械、釬焊、激光焊、氬弧焊、摩擦焊和電阻焊其中之一的方式與所述密封外殼固定連接。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述密封外殼為金屬陶瓷或金屬玻璃材質(zhì)制成。

本發(fā)明的有益效果是：該高能X射線管在射線出口窗增設(shè)屏蔽窗，可遮擋所有散射的二次電子及陽極靶盤對(duì)射線出口窗的直接熱輻射，可明顯降低射線出口窗的工作溫度及局部區(qū)域的熱沖擊，從而避免X射線出口窗釬焊區(qū)域真空漏氣所引起高能X射線管失效，從而可極大的提高5MHU及以上熱容量高能X射線管的使用壽命，降低高能X射線管的使用成本，促進(jìn)高能X射線管在國(guó)內(nèi)的產(chǎn)業(yè)化。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所述射線出口窗的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

結(jié)合附圖，作以下說明：

1——密封外殼 2——射線出口窗

3——陰極組件 4——陽極靶盤

5——陽極組件 6——轉(zhuǎn)子組件

7——軸承組件 8——陰極燈絲

9——焊料 10——屏蔽窗

11——焊料 12——排氣孔

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例作詳細(xì)說明。但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述實(shí)施例，即但凡以本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍及說明書內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明專利涵蓋范圍之內(nèi)。

參閱圖1，為本發(fā)明所述的一種高能X射線管，包括密封外殼1，該密封外殼上設(shè)有射線出口窗2。其中，該密封外殼1為金屬陶瓷或金屬玻璃結(jié)構(gòu)，與射線出口窗2連接部分選用材料為無氧銅，密封殼體1內(nèi)保持真空狀態(tài)。同時(shí)，密封外殼1內(nèi)固定設(shè)有陰極組件3和陽極組件5，陰極組件3包括陰極燈絲8，陽極組件5包括陽極靶盤4、軸承組件7和轉(zhuǎn)子組件6，陰極組件3可加載高達(dá)-75kV的高壓，陽極組件5可加載高達(dá)+75kV的高壓，陰極燈絲8通入足夠的電流后，大量的電子克服逸出功，在陰陽極之間高壓電場(chǎng)的加速下，高速轟擊陽極靶盤4，產(chǎn)生X射線。

本實(shí)例為5MHU熱容量以上的高能X射線管，連續(xù)加載功率可達(dá)6～8kW,這意味著陽極靶盤4將穩(wěn)定長(zhǎng)時(shí)間的工作在1200～1300℃的高溫狀態(tài)。同時(shí)為避免損壞軸承，需限制陽極靶盤4的能量通過熱傳導(dǎo)的方式傳到軸承組件7，所述轉(zhuǎn)子組件6為低熱傳導(dǎo)系數(shù)中空結(jié)構(gòu)的鉬合金。

如圖2所示，所述射線出口窗2所選材料為鈦，密封殼體1內(nèi)側(cè)面對(duì)應(yīng)射線出口窗位置增加了一個(gè)屏蔽窗10，屏蔽窗10的面積至少需要覆蓋射線出口窗。屏蔽窗10選用對(duì)能量范圍為12.4keV～124keV的硬X射線低衰減的材料鈹。所述射線出口窗和屏蔽窗可通過梯度真空釬焊的方式連接到密封外殼上，釬焊焊料9、11可選各種銀銅焊料。所述屏蔽窗10上設(shè)計(jì)有排氣孔12，確保X射線管真空除氣時(shí)，屏蔽窗10與射線出口窗2之間不會(huì)有殘留氣體。該結(jié)構(gòu)中，只需要保證密封外殼1和射線出口窗2為真空密封連接，密封外殼1與屏蔽窗10之間并無真空密封要求。工作時(shí)，由于二次電子均被屏蔽窗遮擋，無法直接轟擊射線出口窗，同時(shí)陽極靶盤直接熱輻射同樣被屏蔽窗遮擋，有效的保護(hù)了射線出口窗。因此，該射線出口窗結(jié)構(gòu)可有效的改進(jìn)高能X射線管射線出口窗漏氣問題，延長(zhǎng)X射線管的使用壽命。