一种高能微焦点X射线生产设备制造技术

本实用新型专利技术公开一种高能微焦点X射线生产设备，包括用于生成高能电子束的电子源组件和用于被电子束轰击生成高能X射线的旋转靶设备，电子源组件生成的高能聚焦电子束轰击到旋转靶设备上生成高能微焦点X射线。本申请通过采用特定的电子源和直线加速器相配合，提供长宏脉冲高平均流强的电子束，再通过螺线管和强聚焦四极透镜组的聚焦，将长宏脉冲高平均流强的电子束横向尺寸在打靶位置聚焦到比较小的尺寸，并通过束斑测量组件对电子束横向尺寸进行精确测量控制，将束斑尺寸控制到0.1mm以下，实现高能微焦点X射线输出的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种高能微焦点X射线生产设备
本技术属于放射装置领域，具体地说涉及一种高能微焦点X射线生产设备。
技术介绍
工业CT(IndustrialComputedTomography)作为一种最佳无损检测手段，能直观显示物体内部结构信息，可对缺陷进行定位和空间尺寸测量，广泛应用于航天、航空、核电、冶金、机械、电子、建筑和石油化工等的无损检测、无损评估与逆向工程等领域。X射线源是工业CT成像的核心部件，主要是低能微焦点射线源、常规X射线管射线源和传统的高能加速器射线源。采用电子束在电场中加速打靶，轫致辐射转换成X射线。低能微焦点射线源(电压<300kV)，焦点尺寸小分辨率高，但射线能量低，穿透能力低，常用于非金属小工件的检测。常规X射线管射线源由于能量低(最大到600kV)，穿透能力有限，最大到80mm等效钢，在大型装备及高密度材料检测受限。传统的高能加速器射线源焦点尺寸大(约2.0mm)，成像分辨率低，不利于微小细节的检测。航空、航天、高端装备、核电、反应堆、文物等领域的X射线检测要求射线源能量高、检测分辨率高、检测速度快等要求，急迫需求高能微焦点射线源。因此，现有技术还有待于进一步发展和改进。
技术实现思路
针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种高能微焦点X射线生产设备。本技术提供如下技术方案：一种高能微焦点X射线生产设备，包括用于生成高能电子束的电子源组件和用于被电子束轰击生成高能X射线的旋转靶设备，电子源组件生成的高能聚焦电子束轰击到旋转靶设备上生成高能微焦点X射线。进一步的，所述电子源组件包括用于生成电子束的电子源、用于对电子束进行聚焦的聚焦组件以及用于提升电子束能量的直线加速器，电子源生成的电子束经过直线加速器的加速以及聚焦组件的聚焦后，轰击到旋转靶上生成高能微焦点X射线。进一步的，所述聚焦组件包括设置于电子源和直线加速器之间的螺线管。进一步的，所述聚焦组件包括设置于直线加速器和旋转靶之间的强聚焦四极透镜组。进一步的，所述直线加速器包括超导直线加速器或常温微波直线加速器或光阴极直流高压电子枪。进一步的，所述电子源包括光阴极微波电子枪或冷阴极微波电子枪。进一步的，所述旋转靶设备包括用于分散电子束打靶能量的旋转靶和用于测量电子束束斑大小的束斑测量组件，所述旋转靶和束斑测量组件均能相对移动，使电子束在旋转靶和束斑测量组件的同一位置上形成的束斑。进一步的，所述束斑测量组件包括用于形成束斑的束斑测量靶、用于测量束斑大小的测量组件以及用于限定束斑测量靶位置的垂直移动组件，所述束斑测量靶和所述测量组件固定于所述垂直移动组件下方。进一步的，所述测量组件包括反射镜和成像相机，所述反射镜与所述束斑测量靶呈45度夹角，所述成像相机与所述反射镜呈45度夹角，所述成像相机与所述束斑测量靶垂直。进一步的，所述旋转靶包括被电子束轰击生成X射线的靶盘、用于使靶盘前后移动的水平移动组件和用于使靶盘旋转的旋转组件，所述靶盘的靶心固定于旋转组件输出轴上，所述旋转组件固定于水平移动组件上。有益效果：本申请涉及的高能微焦点加速器提高电子束能量，减少电子束焦点尺寸，能有效克服当前射线源不能兼顾射线能量高和焦点尺寸小的矛盾，满足工业CT系统在高端精密装备等急需的检测需求。采用特定的电子源和直线加速器相配合，提供长宏脉冲高平均流强的电子束，再通过螺线管和强聚焦四极透镜组的聚焦，将长宏脉冲高平均流强的电子束横向尺寸在打靶位置聚焦到比较小的尺寸，并通过束斑测量组件对电子束横向尺寸进行精确测量控制，将束斑尺寸控制到0.1mm以下，实现高能微焦点X射线输出的目的。附图说明图1是本技术具体实施例中高能微焦点X射线生产设备结构示意图；图2是本技术具体实施例中光阴极微波电子枪的工作原理示意图；图3是本技术具体实施例中冷阴极微波电子枪的工作原理示意图；图4是本技术具体实施例中驱动激光器产生驱动激光的脉冲时间结构示意图；图5是本技术具体实施例中强聚焦四极透镜组结构示意图；图6是本技术具体实施例中一种用于生成高能微焦点X射线的旋转靶设备主视内部结构及极限位置示意图；图7是本技术具体实施例中一种用于生成高能微焦点X射线的旋转靶设备右视内部结构示意图；图8是本技术具体实施例中一种用于生成高能微焦点X射线的旋转靶设备束斑测量状态示意图；图9是本技术具体实施例中一种用于生成高能微焦点X射线的旋转靶设备打靶状态示意图；图10是本技术具体实施例中测量组件测量状态示意图；附图中：1、水平移动组件；2、旋转组件；3、靶盘；4、垂直移动组件；5、束斑测量组件；6、真空腔室；7、电子束；8、束斑测量靶；9、反射镜；10、成像相机；11、电子源；12、螺线管；13、直线加速器；14、强聚焦四极透镜组；15、旋转靶设备；16、驱动激光器；17、光阴极；18、微波电子枪；19、加速电场；20、冷阴极。具体实施方式为了使本领域的人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合本技术的附图，对本技术的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本技术创造。如图1-10所示，一种高能微焦点X射线生产设备，包括用于生成高能电子束的电子源11组件和用于被电子束7轰击生成高能X射线的旋转靶设备15，电子源11组件生成的高能聚焦电子束7轰击到旋转靶设备15上生成高能微焦点X射线。进一步的，电子源11组件包括用于生成电子束7的电子源11、用于对电子束7进行聚焦的聚焦组件以及用于提升电子束7能量的直线加速器13，电子源11生成的电子束7经过直线加速器13的加速以及聚焦组件的聚焦后，轰击到旋转靶上生成高能微焦点X射线。电子束7团由光阴极微波电子枪产生，在常温微波直线加速器中获得能量增益，再经过四极透镜组的强聚焦作用获得小焦斑，通过电子束7和X射线靶的相互作用产生微焦点的X射线，采用本方法，能解决传统工业X射线源无法提供高放射剂量率的高能微焦点X射线的问题。进一步的，聚焦组件包括设置于电子源11和直线加速器13之间的螺线管12。螺线管12对微波电子枪18出口的电子束7进行横向聚焦，约束电子束7的束斑大小，并抑制电子束7横向发射度的增长，螺线管12通过磁场力对电子束7进行横向聚焦，然后进入常温微波直线加速器中。进一步的，聚焦组件包括设置于直线加速器13和旋转靶之间的强聚焦四极透镜组14。强聚焦四极透镜组14由多个四极磁铁构成，四极透镜组的焦距较短，可以实现强聚焦，将高能电子束在X射线转换靶上的束斑尺寸聚焦到比较小，达到小于0.1毫米的微焦点状态。本实施例中，能量为1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高能微焦点X射线生产设备，其特征在于，包括用于生成高能电子束的电子源组件和用于被电子束轰击生成高能X射线的旋转靶设备，电子源组件生成的高能聚焦电子束轰击到旋转靶设备上生成高能微焦点X射线。/n

【技术特征摘要】
1.一种高能微焦点X射线生产设备，其特征在于，包括用于生成高能电子束的电子源组件和用于被电子束轰击生成高能X射线的旋转靶设备，电子源组件生成的高能聚焦电子束轰击到旋转靶设备上生成高能微焦点X射线。


2.根据权利要求1所述的一种高能微焦点X射线生产设备，其特征在于，所述电子源组件包括用于生成电子束的电子源、用于对电子束进行聚焦的聚焦组件以及用于提升电子束能量的直线加速器，电子源生成的电子束经过直线加速器的加速以及聚焦组件的聚焦后，轰击到旋转靶上生成高能微焦点X射线。


3.根据权利要求2所述的一种高能微焦点X射线生产设备，其特征在于，所述聚焦组件包括设置于电子源和直线加速器之间的螺线管。


4.根据权利要求2所述的一种高能微焦点X射线生产设备，其特征在于，所述聚焦组件包括设置于直线加速器和旋转靶之间的强聚焦四极透镜组。


5.根据权利要求2所述的一种高能微焦点X射线生产设备，其特征在于，所述直线加速器包括超导直线加速器或常温微波直线加速器。


6.根据权利要求2所述的一种高能微焦点X射线生产设备，其特征在于，所述电子源包括光阴极微波电子枪或冷阴极微...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，王建新，周征，胡栋材，肖德鑫，吴岱，黎明，杨兴繁，王远，王孝忠，赵剑衡，陈门雪，鲁燕华，王汉斌，刘宇，单李军，沈旭明，和天慧，徐勇，周奎，劳成龙，罗星，白燕，闫陇刚，邓德荣，陈立均，刘婕，张德敏，潘清，柏伟，陈亚男，邓仕钰，李文君，宋志大，张成鑫，刘清华，李敬，李寿涛，李世根，程云，蒲晓媛，涂国锋，蔡哲，陈云斌，力涛，石正军，罗为，刘春林，张小丽，张冬，余虹，丁玉寿，李雷，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院应用电子学研究所，
类型：新型
国别省市：四川;51