用于辐射源的靶、用于生成侵入性电磁辐射的辐射源、辐射源的用途、以及产生用于辐射源的靶的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于侵入性电磁辐射的辐射源（1）的靶（10），该靶包括：至少一个靶元件（20），该至少一个靶元件被配置用于在用粒子照射后生成侵入性电磁辐射、并且联接至基材装置（28）以从该靶元件耗散热量，其中，该靶元件（20）具有形成该靶元件（20）的外表面的第一部分的外围表面，其中，该靶元件（20）的外表面另外由该靶元件（20）的侧表面（38）形成，其中，该侧表面（38）的范围限定该靶元件（20）的厚度（D），其中，该侧表面（38）的外围线形成该外围表面的边际线，其中，该靶（10）具有端面（22），作为该端面的一部分，该靶元件（20）的侧表面（38）以暴露的方式布置以被所述粒子照射，并且其中，该基材装置（28）与该外围表面相接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于辐射源的靶、用于生成侵入性电磁辐射的辐射源、辐射源的用途、以及产生用于辐射源的靶的方法
本专利技术涉及一种靶、一种辐射源、辐射源的用途、以及一种用于生产靶的方法。特别地，本专利技术涉及一种具有靶元件的暴露表面的靶。在将对应的辐射源与靶元件一起使用时，可以用粒子、尤其电子来照射暴露表面，以生成侵入性电磁辐射。
技术介绍
侵入性辐射、尤其X-射线辐射用于工业计算机断层摄影应用（CT）。所检查对象的所得射线照片的图像品质尤其取决于为了产生侵入性辐射而被辐射到辐射源的所谓靶上的粒子束（尤其电子束）的功率密度（辐射通量密度），在靶中产生侵入性辐射。粒子在靶中减速，由此侵入性电磁辐射变成所谓的轫致辐射。供粒子与靶在空间上相互作用的区域还被称为焦斑。粒子束的功率密度对许多应用旨在尽可能高，以实现侵入性辐射的高辐射功率并且因此获得良好的图像品质。然而，如果粒子束具有过高的功率密度，则靶可能在焦斑处汽化、并且因此被损坏。避免此类损坏的一种可能性包括使粒子束扩展。接着靶上的焦斑扩大，从而辐射通量密度减小。然而，由此在靶上引起的较大光斑大小在较小的程度上对应于从源发出的电磁辐射的点辐射源、减小了射线照片的图像清晰度、并且因此还降低了可实现的图像品质。如果侵入性辐射的功率减小，则可以采用较小的光斑大小。然而，在低功率的情况下，已知的用于检测侵入性辐射并用于生成对象的射线照片的检测器生成具有低信噪比的图像。
技术实现思路
因此，需要提供生成侵入性电磁辐射的解决方案，以能够以高辐射功率以及小的光斑大小来发射电磁辐射。专利技术人强烈认识到，需要使粒子束扩展的替代方案。所述替代方案可以尤其在于使在粒子减速期间产生的热量从靶的散热得到改善。从靶的改善的散热使得撞击的粒子辐射具有更高的功率密度，而不损坏靶。为此目的，本专利技术提出了一种如所附独立权利要求所述的靶、辐射源、以及方法。在从属权利要求中详细说明了有利的发展。一种用于侵入性电磁辐射的辐射源的靶包括至少一个靶元件，该至少一个靶元件被配置用于在用粒子照射后生成侵入性电磁辐射、并且联接至基材装置以从该靶元件耗散热量。此外，该靶元件具有外围表面、并且因此具有以下表面：该表面以独立的方式在外围延伸并且形成该靶元件的外表面的第一部分。该靶元件的外表面另外由该靶元件的侧表面形成，其中，该侧表面的范围限定该靶元件的厚度，其中，该侧表面的以独立的方式在外围延伸的外围线、并且因此边际线形成该外围表面的边际线。此外，该靶具有端面，作为该端面的一部分，该靶元件的侧表面以暴露的方式布置以被所述粒子照射。该基材装置与该外围表面相接触。如所提及的，侵入性电磁辐射可以是X-射线辐射，尤其是用于对工件进行透照以产生射线照片的工业CT应用。该靶元件总体上可以被配置用于在用粒子束（例如，呈电子束或质子束的形式）照射时以具有不同波长的X-射线辐射或侵入性辐射的形式发射轫致辐射。为此目的，该靶元件可以由适合的材料组成、或者包括该材料，比如钨（参见下文）。靶尤其可以被实施为非透射靶，即，反射靶。这样的靶还可以被称为直接发射器。粒子束（尤其是可能的电子束）的功率可以为例如500W。所生成的电磁辐射、尤其是可能的X-射线辐射的分辨率可以在1µm与5µm之间。焦斑大小可以在10µm与200µm之间、并且例如在5µm与10µm之间。基材装置优选地包括与金属相比具有高的导热系数、并且具有高熔点的材料。此外或替代性地，该材料可以是电绝缘的。特别地，该材料可以被设计用于在粒子束撞击到材料上时，不发射电磁辐射、并且主要不发射X射线辐射。通过基材材料与靶元件的外围表面相接触和/或连接来确保从靶元件到基材装置的材料的热传递。举例而言，可以提供靶元件与基材装置之间的直接接触、和/或提供经由用于将靶元件固定至基材装置的中间材料（比如，焊料层等）的间接接触。此外，基材装置可以包括至少一个基材元件，该至少一个基材元件优选地为大致块状形状、和/或沿着靶元件（尤其沿着其整个长度）延伸。靶元件的外围表面可以是（例如，在下文解释的圆柱形和/或线材形实施例的情况下）至少局部地以弯曲的方式延伸的外围表面。在以层状的方式和如下文解释地实施的靶元件的情况下，外围表面可以在靶元件的顶侧和底侧具有相应的表面、并且还具有连接这些表面的两个侧向表面、即侧表面。换句话说，在这种情况下，外围表面可以具有大致棱柱形或平行六面体靶层的侧表面中的两个侧表面，这两个侧表面通过靶层的对应底表面和/或顶表面连接。在这种情况下，外围表面不包括靶层的前侧表面和后侧表面，这两个表面之一以暴露的方式布置以被粒子照射。靶元件的厚度可以是这个元件的层厚度、或者在线材形实施例的情况下是直径。总体上，厚度可以指靶元件的尺寸，该尺寸是沿基本上垂直于撞击粒子束延伸的方向测得的。厚度可以界定焦斑。如果粒子束在厚度方向上具有比靶元件更大的尺寸，则是这种情况。靶的端面同样可以基本上垂直于撞击粒子束延伸、或者相对于其以倾斜的方式延伸。此外，端面可以被实施为弯曲的、并且尤其凸形弯曲的，其中曲率可以总体上在撞击粒子束的方向上（即，朝向粒子束）延伸。靶元件的暴露侧表面可以与端面的其他部分对齐，和/或靶的整个端面可以是基本上平面的。暴露侧表面是指其被暴露以被粒子照射、和/或没有被另外的材料或元件遮蔽。靶的上文定义的结构使得优选地仅对单一侧表面进行粒子照射。通过靶元件在深度方向上的纵向范围，并且通过靶元件的外围表面，在照射期间产生的热量可以被耗散到深度中、并且可以被引导到基材装置中。优选地，外围表面的大部分、例如多于90%、优选地多于95%与基材装置的基材材料相接触。在任何情况下，如优选的，外围表面大于暴露侧表面，通过暴露侧表面实现的能量输入可以凭借比较大的接触面积直接从靶元件传输到基材装置中，而不使能量输入对靶造成损坏。因此，可以增大撞击粒子束的功率密度，而不必扩展粒子束。此外，根据本专利技术的结构使得能够甚至在靶元件的暴露侧表面处出现早起磨损的情况下（例如，在侵蚀的情况下），仍存在足够的材料体积可用，以避免所生成的电磁辐射的强度的变化。可以在深度方向、即相对于侧表面的表面为横向的方向上放置任意量的材料，因为在深度方向上不需要基材作为靶材料的载体。因此可以延长靶的寿命和可用操作周期。例如，在线材形靶元件的情况下，靶元件的尺寸可以用深度方向上的长度来确定，使得外围表面大于暴露侧表面。所述暴露侧表面可以被成形为类似于线材形靶元件的截面积。在靶元件以层状的方式实施的情况下，所述暴露侧表面同样可以被成形为类似于截面积、和/或具有比较窄的（在厚度方向上）长形的（在宽度方向上）范围。由于暴露侧表面的宽度与厚度之比大，因此仅需要深度方向的小尺寸，使得这样的靶层的外围表面大于暴露侧表面。根据另外的实施例，靶元件具有不同的边长的多边形基本轮廓。在这种情况下，该侧表面尤其限定所述基本轮廓的没有最大边长的边。因此，基本面积尤其在深度方向上具有带有较大长度的边。特别地，可以涉及矩形基本面积。在一种构型中，基本轮廓为矩形并且具有两个长边和两个短边。在这种情况下，暴露本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于侵入性电磁辐射的辐射源（1）的靶（10），/n包括至少一个靶元件（20），该至少一个靶元件被配置用于在用粒子照射后生成侵入性电磁辐射、并且联接至基材装置（28）以从该靶元件（20）耗散热量，/n其中，该靶元件（20）具有形成该靶元件（20）的外表面的第一部分的外围表面，其中，该靶元件（20）的外表面另外由该靶元件（20）的侧表面（38）形成，其中，该侧表面（38）的范围限定该靶元件（20）的厚度（D；D1，D2，D3），其中，该侧表面（38）的外围线形成该外围表面的边际线，/n其中，该靶（10）具有端面（22），作为该端面的一部分，该靶元件（20）的侧表面（38）以暴露的方式布置以被所述粒子照射，/n并且其中，该基材装置（28）与该外围表面相接触，/n其中，该靶元件（20）以层状的方式实施并且具有比该厚度（D）更大的宽度（B），其中，该外围线的总长度由该厚度（D）和该宽度（B）限定，其中，该基材装置在沿该厚度（D）的方向彼此相反的两侧与该外围表面相接触，/n其特征在于，/n该层状靶元件（20）在该侧表面（38）处的厚度（D）随着在该宽度（B）的方向上的范围增大而增大。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180126 DE 102018201245.81.一种用于侵入性电磁辐射的辐射源（1）的靶（10），
包括至少一个靶元件（20），该至少一个靶元件被配置用于在用粒子照射后生成侵入性电磁辐射、并且联接至基材装置（28）以从该靶元件（20）耗散热量，
其中，该靶元件（20）具有形成该靶元件（20）的外表面的第一部分的外围表面，其中，该靶元件（20）的外表面另外由该靶元件（20）的侧表面（38）形成，其中，该侧表面（38）的范围限定该靶元件（20）的厚度（D；D1，D2，D3），其中，该侧表面（38）的外围线形成该外围表面的边际线，
其中，该靶（10）具有端面（22），作为该端面的一部分，该靶元件（20）的侧表面（38）以暴露的方式布置以被所述粒子照射，
并且其中，该基材装置（28）与该外围表面相接触，
其中，该靶元件（20）以层状的方式实施并且具有比该厚度（D）更大的宽度（B），其中，该外围线的总长度由该厚度（D）和该宽度（B）限定，其中，该基材装置在沿该厚度（D）的方向彼此相反的两侧与该外围表面相接触，
其特征在于，
该层状靶元件（20）在该侧表面（38）处的厚度（D）随着在该宽度（B）的方向上的范围增大而增大。


2.如权利要求1所述的靶（10），其中，该外围表面大于该侧表面（38）。


3.如权利要求1或2所述的靶（10），其中，该靶元件（20）具有不同边长的多边形基本轮廓，并且其中，该侧表面（38）限定所述基本轮廓的、没有最大边长的边。


4.如权利要求1至3中任一项所述的靶（10），其中，该靶元件（20）以圆柱形的方式实施，并且其中，该侧表面（38）形成该靶元件的椭圆形或圆形端表面。


5.如前述权利要求中任一项所述的靶（10），其中，该靶（10）包括具有不同厚度（D1，D2，D3）的多个靶元件（20），并且其中，所述暴露侧表面（38）沿着共同的线布置。


6.如前述权利要求中任一项所述的靶（10），其中，该基材装置（28）至少部分地包绕该靶元件（20）。


7.如前述权利要求中任一项所述的靶（10），其中，该基材装置（28）具有第一基材元件（30）和第二基材元件（32），用于在其间接纳该靶元件（20）的至少一个部分。


8.如前述权利要求中任一项所述的靶（10），其中，该基材装置（28）被接纳在被连接或可连接至冷却装置的散热元件或散热装置（34）中。


9.如前述权利要求中任一项所述的靶（10），其中，该基材装置（28）包括金刚石或含金刚石的材料，和/或其中，该靶元件（20）包括钨。


10.一种用于生成侵入性电磁辐射的辐射源（1），包括：
-如前述权利要求中任一项所述的靶（10）；
-被配置用于将粒子束辐射到该靶（10）上的粒子...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·埃尔勒，
申请(专利权)人：卡尔蔡司工业测量技术有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE