專利名稱:一種高低能x射線輸出裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及X射線源裝置，具體涉及高能X射和低能X射線的輸出裝置。
背景技術：
電子直線加速器可以產(chǎn)生高能電子束或將高能電子束打靶產(chǎn)生X射線。放射治療是利用電子束或X射線的電離能力和軔致輻射效應，使受照物品產(chǎn)生某些生物和物理效應，從而進行治療腫瘤的處理技術。在放射治療中，一般利用模擬定位機先對患者的病灶區(qū)域進行成像定位，然后利用電子直線加速器根據(jù)成像對設定的治療區(qū)域進行放射治療。近期的需求中，希望成像及放療都能夠在不移動病患的情況下完成。對于該需求，現(xiàn)有技術主要采用將X光機與直線加速器分別安裝在Gantry(旋轉機架)的不同角度，或在治療室的不同位置，對在不移動病患的情況下成像與放療。由于成像角度與治療角度不同，會出現(xiàn)一定偏差。另外，利用電子直線加速器的能量開關技術，分別利用低能電子束產(chǎn)生的X射線成像，利用高能電子束或X射線治療。但是，低能電子束難以低到＜100keV，成像質量不高。
無損探傷是利用X射線對物體的穿透能力，探測物體的內部結構。另外，最近提出利用兩種能量的電子束打靶產(chǎn)生的兩種能譜的X射線交替對被檢物體進行輻射成像，可以對物質的材料特性進行分辨。該應用需要電子束能量的快速轉換，并且要求電子束的能量差別盡量大?，F(xiàn)有技術中，一般采用改變微波功率、微波頻率及電子束負載的方法來，快速調節(jié)電子束能量。電子束能量的調節(jié)范圍有限。

發(fā)明內容(一)要解決的技術問題本發(fā)明的目的是提供一種成像質量高、電子束能量調節(jié)范圍大的高低能X射線輸出裝置。
(二)技術方案為了達到上述目的，本發(fā)明采取以下方案本發(fā)明的高低能X射線輸出裝置包括控制系統(tǒng)、電子槍電源、高壓電子槍電源、微波功率源、電子直線加速管、高壓電子槍，輻射靶，其中，--控制系統(tǒng)，用于控制電子槍電源、微波功率源，通過電子直線加速管產(chǎn)生高能脈沖電子束；或控制高壓電子槍電源，通過高壓電子槍產(chǎn)生直流或脈沖的低能電子束；或控制實現(xiàn)不同的高低能電子束產(chǎn)生的時序；--電子槍電源，在控制系統(tǒng)的控制下，向電子槍提供電能；--微波功率源，在控制系統(tǒng)的控制下，用于加速電子直線加速管產(chǎn)生的電子束的速度；--電子直線加速管，分別與電子槍電源和微波功率源連接，用于產(chǎn)生高能電子束；--高壓電子槍電源，在控制系統(tǒng)的控制下，向高壓電子槍提供電能；--高壓電子槍，與高壓電子槍電源連接，用于產(chǎn)生低能電子束；--輻射靶，用于接受高能電子束產(chǎn)生高能透射X射線，或用于接受低能電子束產(chǎn)生低能反射X射線。
其中，所述電子直線加速管包括電子槍、加速裝置。
其中，所述電子直線加速管與高壓電子槍垂直。
其中，所述高能透射X射線和低能反射X射線輻射方向相同。
其中，所述高壓電子槍上設有低能電子束的傳輸管，該傳輸管上設有X射線的輸出窗。
其中，所述輸出窗為鈦窗。
其中，所述低能電子束的傳輸管在X射線輸出窗位置為凹形，其中，X射線輸出窗位置靠近輻射靶靶點附近。
(三)有益效果1)由于采用上述技術方案，本發(fā)明與已有技術相比，能夠實現(xiàn)更大范圍的X射線能量的調節(jié)，能夠利用幾十keV及百keV電子束打靶產(chǎn)生的低能反射X射線進行更為清晰的成像，然后，轉換為MeV量級的電子束產(chǎn)生的透射X射線進行放射治療；2)本發(fā)明高低能X射線都能夠為脈沖形式，并且能夠實現(xiàn)高低能X射線脈沖的間隔轉換；3)本發(fā)明結構簡單，成本低，能夠適用于各種直線加速器設備中。
圖1是本發(fā)明工作原理示意框圖；圖2是本發(fā)明低能X射線工作狀態(tài)示意圖；圖3是本發(fā)明高能X射線工作狀態(tài)示意圖；圖4是本發(fā)明X射線輸出窗的結構示意圖。
圖中11、高壓電子槍；12、加速裝置；13、輻射靶；14、電子槍；15、高壓電子槍電源；16、微波功率源；17、電子槍電源；18、控制系統(tǒng)；19、電子直線加速管；31、X射線輸出窗；32、低能電子束的傳輸管。
具體實施方式以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。參看圖1，本發(fā)明的一種高低能X射線輸出裝置，由電子槍14和加速裝置12組成的電子直線加速管19是高能電子束的產(chǎn)生裝置，產(chǎn)生的高能電子束打輻射靶13，并在輻射靶13的右側產(chǎn)生高能透射X射線。由高壓電子槍11及其高壓電子槍電源15組成低能電子束產(chǎn)生裝置，產(chǎn)生的低能電子束打在靶13的右面，并在同側產(chǎn)生反射X射線。通過控制系統(tǒng)18控制電子槍電源17、微波功率源16，通過電子槍14和加速裝置12產(chǎn)生高能脈沖電子束；或控制高壓電子槍電源15，通過高壓電子槍11產(chǎn)生直流或脈沖的低能電子束；或控制實現(xiàn)不同的高低能電子束產(chǎn)生的時序；參看圖2，本發(fā)明產(chǎn)生低能X射線；參看圖3，本發(fā)明產(chǎn)生高能X射線；其中，電子直線加速管19與高壓電子槍11垂直布置；高能X射線和低能X射線輻射方向相同。
參看圖4，X射線的輸出窗31為鈦窗或其它對低能及高能X射線吸收很小的材料或結構。本實施例為了減小X射線輸出窗31的面積，降低工藝難度，X射線輸出窗31的位置盡量靠近靶點，如圖4所示，能夠將低能電子束的傳輸管32在X射線輸出位置凹向靶點方向。
本發(fā)明能夠應用于放射治療及醫(yī)學成像的設備中，或應用于無損檢測中。本發(fā)明結構簡單，成本低，可以使用與幾乎所有的直線加速器設備中，應用廣泛。
值得提出的是，按照上述的實施方式，所述的電子加速器若改用其它高能電子發(fā)生器組成類似的技術方案，也應屬本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種高低能X射線輸出裝置，其特征在于包括控制系統(tǒng)(18)、電子槍電源(17)、高壓電子槍電源(15)、微波功率源(16)、電子直線加速管(19)、高壓電子槍(11)，輻射靶(13)，其中，--控制系統(tǒng)(18)，用于控制電子槍電源(17)、微波功率源(16)，通過電子直線加速管產(chǎn)生高能脈沖電子束；或控制高壓電子槍電源(15)，通過高壓電子槍(11)產(chǎn)生直流或脈沖的低能電子束；或控制實現(xiàn)不同的高低能電子束產(chǎn)生的時序；--電子槍電源(17)，在控制系統(tǒng)(18)的控制下，向電子直線加速管(19)提供電能；--微波功率源(16)，在控制系統(tǒng)(18)的控制下，用于加速電子直線加速管產(chǎn)生的電子束的速度；--電子直線加速管(19)，分別與電子槍電源(17)和微波功率源(16)連接，用于產(chǎn)生高能電子束；--高壓電子槍電源(15)，在控制系統(tǒng)(18)的控制下，向高壓電子槍(11)提供電能；--高壓電子槍(11)，與高壓電子槍電源(15)連接，用于產(chǎn)生低能電子束；--輻射靶(13)，用于接受高能電子束產(chǎn)生高能透射X射線，或用于接受低能電子束產(chǎn)生低能反射X射線。
2.如權利要求
1所述的一種高低能X射線輸出裝置，其特征在于所述電子直線加速管包括電子槍(14)、加速裝置(12)。
3.如權利要求
1所述的一種高低能X射線輸出裝置，其特征在于所述電子直線加速管(19)與高壓電子槍(11)之間的夾角為85度～95度。
4.如權利要求
1所述的一種高低能X射線輸出裝置，其特征在于所述高能透射X射線和低能反射X射線輻射方向相同。
5.如權利要求
1所述的一種高低能X射線輸出裝置，其特征在于所述高壓電子槍上設有低能電子束的傳輸管(32)，該傳輸管上設有X射線的輸出窗(31)。
6.如權利要求
5所述的一種高低能X射線輸出裝置，其特征在于所述輸出窗(31)為鈦窗。
7.如權利要求
5所述的一種高低能X射線輸出裝置，其特征在于所述低能電子束的傳輸管在X射線輸出窗(31)位置為凹形，其中，X射線輸出窗(31)位置靠近輻射靶靶點附近。
專利摘要
本發(fā)明涉及X射線源裝置，具體涉及高能X射和低能X射線的輸出裝置。本發(fā)明公開的一種高低能X射線輸出裝置，包括控制系統(tǒng)，用于控制電子槍電源、微波功率源，通過電子槍和加速裝置產(chǎn)生電子束；或控制實現(xiàn)不同的高低能電子束產(chǎn)生的時序；電子槍電源，向電子槍提供電能；微波功率源，用于加速電子直線加速管產(chǎn)生的電子束的速度；電子直線加速管，分別與電子槍電源和微波功率源連接，用于產(chǎn)生高能電子束；高壓電子槍電源，向高壓電子槍提供電能；高壓電子槍，與高壓電子槍電源連接，用于產(chǎn)生低能電子束；輻射靶，用于接受電子束產(chǎn)生X射線。本發(fā)明應用于放射治療及醫(yī)學成像中，或應用于無損檢測中。
文檔編號H05G1/00GK1997256SQ200510135933
公開日2007年7月11日 申請日期2005年12月31日
發(fā)明者唐傳祥, 陳懷璧, 劉以農(nóng), 程建平, 劉耀紅, 李任凱 申請人:清華大學, 清華同方威視技術股份有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan