本发明专利技术构思涉及一种X射线源，该X射线源包括：液体靶标源，该液体靶标源被配置为提供沿流动轴线移动的液体靶标；电子源，该电子源被配置为提供电子束；以及液体靶标成形器，该液体靶标成形器被配置为使该液体靶标成形为包括关于该流动轴线的非圆形截面，其中，该非圆形截面具有沿第一轴线的第一宽度以及沿第二轴线的第二宽度，其中，该第一宽度短于该第二宽度，并且其中，该液体靶标包括与该第一轴线相交的撞击部分；其中，该X射线源被配置为将该电子束引导朝向该撞击部分，使得该电子束与该液体靶标在该撞击部分内相互作用以产生X射线辐射。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】X射线源以及用于产生X射线辐射的方法
本文描述的专利技术构思总体上涉及电子撞击X射线源，并且涉及用于在这种X射线源中使用的液体靶标。
技术介绍
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腔室内的具有低熔点的液态金属(比如铟、锡、镓、铅、或铋、或其合金)形成。用于提供液体射流的装置可以包括加热器和/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。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腔室与周围大气隔开的窗口离开真空腔室。然而，仍然需要改进的X射线源。
技术实现思路
本专利技术构思的目的是提供一种改进的X射线源。根据本专利技术构思的第一方面，提供了一种X射线源，该X射线源包括：液体靶标源，该液体靶标源被配置为提供沿流动轴线移动的液体靶标；电子源，该电子源被配置为提供电子束；以及液体靶标成形器，该液体靶标成形器被配置为使该液体靶标成形为包括关于该流动轴线的非圆形截面，其中，该非圆形截面具有沿第一轴线的第一宽度以及沿第二轴线的第二宽度，其中，该第一宽度短于该第二宽度，并且其中，该液体靶标包括与该第一轴线相交的撞击部分；其中，该X射线源被配置为将该电子束引导朝向该撞击部分，使得该电子束与该液体靶标在该撞击部分内相互作用以产生X射线辐射；并且其中，该X射线源进一步包括被配置为在该撞击部分内移动该电子束与该液体靶标相互作用的位置的装置。本专利技术构思基于以下认识：通过为液体靶标设置非圆形截面，可以在不必增大例如液体靶标的流率的情况下实现电子束的更宽的撞击表面。较宽或较不弯曲的撞击表面还可以允许多个电子束(优选地沿垂直于流动轴线的方向)同时撞击液体靶标，并且允许使用较大或较宽的电子束光斑，而不会显著影响X射线光斑的聚焦。应当理解的是，这种撞击表面还可以与卵形或甚至线形的电子束光斑一起使用。进一步地，具有非圆形截面的液体靶标与具有类似宽度和流率的圆形截面的相应液体靶标相比可以提供改进的热性能。特别地，通过减小沿限定液体靶标的截面的轴线之一的宽度，可以增加液体靶标的速度，这因此可以改进液体靶标的热性能。换句话说，热加载液体靶标的能力随液体靶标的速度而变化。在增加宽度的同时保持速度意味着增加质量流量，这进而可能对泵系统提出更高的要求。还期望能够相对于电子源和/或X射线窗口的位置来调节撞击部分的位置，X射线辐射可以通过该X射线窗口离开X射线源。优选地，撞击部分和电子源可以对准，使得电子束可以撞击在液体靶标的最大表面部分上，即液体靶标的具有最小弯曲度的部分。此外，可能期望增加靶标在撞击部分处的宽度，以提供更大的表面来供电子束在其上撞击。进一步地，已经认识到，电子束撞击液体靶标的入射角对于例如所产生的X射线辐射的空间分布可能是重要的。特别地，可以通过使截面的第一轴线关于电子束的方向转动，或反之，和/或通过调节电子束撞击液体靶标的位置来选择性地调节电子束撞击液体靶标的入射角和/或电子束撞击液体靶标的位置。在本申请的上下文中，术语‘宽度’可以指液体靶标的从一侧到另一侧的直径或范围。特别地，第一宽度可以是非圆形截面沿第一轴线的最大宽度，并且第二宽度可以是非圆形截面沿第二轴线的最大宽度。第一轴线和第二轴线可以彼此垂直，并且可以与流动轴线相交。第二宽度可以大约为100μm，比如在10μm至1000μm的范围内，比如100μm至500μm、比如150μm至250μm。在一些示例中，第二宽度与第一宽度之间的比率可以为至少1.05，比如至少1.1、比如至少1.5、比如至少2、比如至少5。在本申请的上下文中，术语‘液体靶标(liquidtarget)’可以指被迫通过例如喷嘴并传播通过用于产生X射线的系统的液体流或液流。尽管液体靶标通常可以由基本上连续的液流或液体流形成，但应当理解的是，液体靶标另外地或替代性地可以包括多个液滴或甚至由多个液滴形成。特别地，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‘液体靶标’所涵盖。液体靶标可以具有非圆形截面，该非圆形截面可以符合卵形形状、椭圆形形状或其他细长形状。通过使截面更加细长，可以减小撞击部分处的表面的曲率。最终，曲率可以足够低，以使撞击部分处的表面近似为平坦的二维表面。这样的靶标也可以被称为‘扁平射流(flatjet)’。换句话说，可以将撞击部分的位置选择为液体靶标的与平坦表面最相似的部分。液幕是这种射流的极端示例，其表现出可以用作电子束的撞击部分的基本上平坦的表面。液体靶标可以由至少在撞击区的位置中相对于周围环境自由传播的液体射流形成。液体射流的材料因此可以暴露于X射线源的腔室中的环境。通常，液体靶标材料是金属，其优选地具有相对较低的熔点。这种金属的示例包括铟、镓、锡、铅、铋、及其合金。如将在以下披露内容中进一步描述的，电子束的电子束光斑可以具有圆形形状或细长形状。在一些示例中，细长形状也可以被实现为线形形状或线焦点。对于线焦点，可以定义纵横比，即焦点宽度与焦点高度之间的比例。在具有圆形截面的液体靶标上可达到的纵横比的典型值为4。具有非圆形截面的液体靶标可以实现更大的纵横比；例如至少为6。可以根据所产生的X射线辐射的优选通量和/或亮度来选择电子束光斑的形状。为了充分理解以下披露内容，可以注意到，对于足够大的韦伯数，对于从具有非圆形开口的喷嘴流出的液体靶标，可以观察到被称为轴线切换的现象。轴线切换是这样的现象：其中，例如非圆形(比如椭圆形)液体靶标的截面的演变方式为使得长轴和短轴沿液体靶标的流动方向周期性地切换位置。切换的波长随着液体靶标速度的增加而增加。进一步地，轴线切换被粘度抑制，这意味着随着粘度增加，轴线切换的振幅接近于零。因此，应当理解的是，撞击部分可以沿流动轴线延伸。进一步地，撞击部分可以被描述为非圆形截面的扇区内的部分。该部分可以例如跨越角度为180度或更小(比如120度或更小、比如90度或更小、比如60度或更小)的扇区，并且可以优选地以第一轴线为中心。X射线源可以进一步被配置为将电子束引导朝向撞击部分内的特定区。这样的区也可以被称为相互作用区。因此，撞击部分可以被理解为与第一轴线相交的部分(比如表面部分或体积)，而相互作用区可以被理解为撞击部分的被电子束击中、并且可以在其中产生X射线辐射的特定部分或特定区。相互作用区可以是朝向非圆形截面的中心(即朝向流动轴线)延伸一定距离的体积。同样，撞击部分可以是一个体积，并且可以朝向非圆形截面的中心(即朝向流动轴线)延伸一定距离。从本披露内容容易理解，该装置可以被配置为调节电子束撞击液体靶标的位置，或者换句话说是相互作用区的位置。这在为了确保使电子束光斑的整个大小与液体靶标相互作用、并且特别是确保使电子束光斑与液体靶标在撞击部分内相互作用时可能是必要的。该装置可以例如包括用于使该本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种X射线源，包括：/n液体靶标源，该液体靶标源被配置为提供沿流动轴线移动的液体靶标；/n电子源，该电子源被配置为提供电子束；以及/n液体靶标成形器，该液体靶标成形器被配置为使该液体靶标成形为包括关于该流动轴线的非圆形截面，其中，该非圆形截面具有沿第一轴线的第一宽度以及沿第二轴线的第二宽度，其中，该第一宽度短于该第二宽度，并且其中，该液体靶标包括与该第一轴线相交的撞击部分；/n其中，该X射线源被配置为将该电子束引导朝向该撞击部分，使得该电子束与该液体靶标在该撞击部分内相互作用以产生X射线辐射；并且/n其中，该X射线源进一步包括被配置为在该撞击部分内移动该电子束与该液体靶标相互作用的位置的装置。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171201 EP 17204949.61.一种X射线源，包括：
液体靶标源，该液体靶标源被配置为提供沿流动轴线移动的液体靶标；
电子源，该电子源被配置为提供电子束；以及
液体靶标成形器，该液体靶标成形器被配置为使该液体靶标成形为包括关于该流动轴线的非圆形截面，其中，该非圆形截面具有沿第一轴线的第一宽度以及沿第二轴线的第二宽度，其中，该第一宽度短于该第二宽度，并且其中，该液体靶标包括与该第一轴线相交的撞击部分；
其中，该X射线源被配置为将该电子束引导朝向该撞击部分，使得该电子束与该液体靶标在该撞击部分内相互作用以产生X射线辐射；并且
其中，该X射线源进一步包括被配置为在该撞击部分内移动该电子束与该液体靶标相互作用的位置的装置。
2.根据权利要求1所述的X射线源，其中，该装置是被配置为使该电子束相对于该液体靶标移动的电子光学装置。
3.根据权利要求1所述的X射线源，其中，该装置被配置为与该液体靶标成形器协作以在该撞击部分内移动该电子束与该液体靶标相互作用的位置。
4.根据权利要求3所述的X射线源，其中，该装置被配置为使该靶标成形器绕该流动轴线旋转。
5.根据权利要求3所述的X射线源，其中，该装置被配置为使该靶标成形器在与该流动轴线正交的方向上移动。
6.根据权利要求3所述的X射线源，其中，该装置被配置为使该靶标成形器相对于该流动轴线倾斜。
7.根据前述权利要求中任一项所述的X射线源，其中，该液体靶标成形器包括具有非圆形开口的喷嘴，以便使该液体靶标成形为包括该非圆形截面。
8.根据权利要求7所述的X射线源，其中，该装置被配置为使该喷嘴沿该流动轴线移动，以便调节该撞击部分相对于该电子束的位置和/或取向。
9.根据权利要求7所述的X射线源，其中，该非圆形开口具有选自包括以下各项的组的形状：椭圆形、矩形、正方形、六边形、卵形、体育场形和具有圆角的矩形。
10.根据权利要求1所述的X射线源，其中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：比约恩·汉森，波尔·塔克曼，王育立，田中志穂，
申请(专利权)人：伊克斯拉姆公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。