X射线转换靶制造技术

本发明专利技术公开了一种X射线转换靶，其包括一基体和一靶层板，该基体包括一基板和一框架，该基板的上表面固设于至少一导向板，并与该基板、该框架和该靶层板围绕形成有一第一冷却剂层；该X射线转换靶还包括一密封板，该基板的下表面固设于至少一第二导向板，并与该基板、该框架和该密封板围绕形成有一第二冷却剂层；该第一冷却剂层和第二冷却剂层均包括至少一进流道和至少一出流道，各该进流道的一端用于通入冷却剂，另一端与相应的各该出流道相连通，各该出流道的一端用于流出冷却剂。本发明专利技术在保证大功率或超大功率电子束转换成X射线的转换效率高的同时，实现转换靶的温度均匀性，提高了转换靶的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
X射线转换靶
本专利技术涉及一种X射线转换靶。
技术介绍
源于X射线在穿透性上的优势，辐照工业对电子束转X射线提出了迫切需要。若 能将大功率的5?IOMeV电子束转换成X射线，其穿透能力和加工能力将可以与Co-60 Y 辐照源相比较。这样使现有的加速器辐照装置适用面更广，并增强其运行的灵活性，还可以 直接替代一部分Co-60辐照装置。但在电子束转换成X射线的过程中电子束能量转换成X射线能量的份额是比较少 的，80%?90%以上的能量都将以热的形式释放。为保证转换效率，转换靶的厚度尺寸通常 都是比较小的，而电子束的扫描面通常会有一定限制。因此，为了在一定的体积内解决大功 率X射线转换的散热问题，需要实现冷却剂在靶体有限体积和厚度下高效的热交换。在中国专利技术专利申请说明书CN201310091694.X中公开了一种大功率辐照加速器 X射线转换靶，如图1?3所示，该X射线转换靶其包括靶体和靶体冷却装置，所述靶体包括 钽板3'和铜板4'，所述钽板3'前表面用于接受电子束流并转换为X射线，钽板3'后表 面与铜板4'前表面焊接为一体；所述靶体冷却装置包括两根主冷却管I'和多根支冷却 管2'，所述的多根支冷却管2'平行排列，焊接在所述铜板4'后表面上，所述的两根主冷 却管I'分别焊接在多根支冷却管2'的两端并与支冷却管2'相连通，其中一根主冷却管 I'用于通入冷却液，另一根用于输出冷却液。然而，该大功率辐照加速器X射线转换靶存 在以下技术问题:(I)多根支冷却管间隔设置在铜板的后表面，使得该铜板的同一横截面上的厚度 不均匀，导致较厚的位置处吸收较多的X射线，使得转换靶在前向方向上产生X射线的份额 有所损失，转换效率降低；(2)该靶横截面质量厚度较薄的位置处将会透射出电子束，使得X射线在辐照过 程中，电子束对X射线产生干涉作用，影响辐照产品的品质；(3)该X射线转换靶的冷却方式采用单向流道，导致在冷却剂的进入和流出两端 温度的不均匀，产生热应力和热形变的不良影响；(4)这种结构不能实现冷却剂对转换部件的直接冷却，之间需要经过冷却管壁，冷 却管与铜板接触面等，在换热能力上将有所不足。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术中传统的X射线转换靶转换效率低、电 子束对X射线产生干涉、易产生热应力和热形变以及基体发热量巨大的缺陷，提供了一种X 射线转换靶。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题:—种X射线转换IE,包括一基体和一IE层板，其特点在于，该基体包括一基板和一固设于该基板周壁上的框架，该靶层板可拆卸式连接有该框架；该基板的上表面固设于至少一与该框架的一端固接的第一导向板，该些第一导向板均位于该基板与该祀层板之间，并与该基板、该框架和该祀层板围绕形成有一第一冷却剂层；该X射线转换靶还包括一固接于该框架上的密封板，该密封板位于基板的下方，该基板的下表面固设于至少一与该框架的另一端固接的第二导向板，该些第二导向板均位于该基板与该密封板之间，并与该基板、该框架和该密封板围绕形成有一第二冷却剂层；该第一冷却剂层和第二冷却剂层均包括至少一进流道和至少一出流道，各该进流道的一端用于通入冷却剂，另一端与相应的各该出流道相连通，各该出流道的一端用于流出冷却剂。在本方案中，第一冷却剂层设置在靶层板与基板之间，第二冷却剂层设置在基板与密封板之间，可以保证在大功率或超大功率对转换效率要求比较高的场合下，第一冷却剂层、基板、第二冷却剂层和密封板将经过靶层板透射的电子束完全吸收，避免电子束最后从密封板透射出，对X射线的辐照干涉，影响辐照产品的品质。另外，第一冷却剂层和第二冷却剂层可以将沉积在靶层板、基板和密封板的热量及时带走，实现转换靶的散热。另外，该第一冷却剂层和第二冷却剂层均包括进流道和出流道，使得冷却剂在该转换靶体内的流动为上下往复式，不仅将转换靶在工作时积累的热量及时带走，还可实现转换靶的温度均匀性，避免热应力和热形变，提高了转换靶使用寿命。此外，在能量较高的电子束转换成X射线的过程中，尤其是在大功率转换的情况下，沉积在基体和冷却剂层的能量将大于沉积在靶层板的能量，使得基体发热量较大，采用上述双层冷却剂层能及时将基体内的热量带走，保证基体在合适的温度内工作，提高了该X射线转换靶的使用寿命。较佳地，该密封板与框架之间通过焊接密封连接，该密封板的上表面设有至少一组固接件，各组该固接件包括若干个固接件，各该固接件固接于相应的该第二导向板上。较佳地，该第一导向板和该第二导向板的数量均为两块，两块该第一导向板平行设置于该基板的上表面，两块该第二导向板平行设置于该基板的下表面。较佳地，该第一冷却剂层和第二冷却剂层的进流道的数量均为一个，该第一冷却剂层和第二冷却剂层的出流道的数量均为两个，各该进流道位于相应的两个该出流道之间。在本方案中，采用上述结构形式，使得冷却剂在转换靶的靶体内的流动为上下两层往复式，有利于保证转换靶内的温度分布的均匀性。较佳地，该框架的一侧壁上设有三个第一通孔，各该第一通孔的一端与一冷却剂管道相连通，其中一个该第一通孔的另一端与该第一冷却剂层的进流道相连通，另外两个该第一通孔的另一端分别与一该第一冷却剂层的出流道相连通。较佳地，该基板的一端设有三个第一连接槽，各该第一连接槽的一端分别与一该第一通孔相连通，其中一个该第一连接槽的另一端与该第一冷却剂层的进流道相连通，另外两个该第一连接槽的另一端分别与一该第一冷却剂层的出流道相连通。较佳地，该框架的另一侧壁上设有三个第二通孔，各该第二通孔的一端与另一冷却剂管道相连通，其中一个该第二通孔的另一端与该第二冷却剂层的进流道相连通，另外两个该第二通孔的另一端分别与一该第二冷却剂层的出流道相连通。较佳地，该基板的另一端设有三个第二连接槽，各该第二连接槽的一端分别与一 该第二通孔相连通，其中一个该第二连接槽的另一端与该第二冷却剂层的进流道相连通， 另外两个该第二连接槽的另一端分别与一该第二冷却剂层的出流道相连通。较佳地，各该第一通孔与相应的该第二通孔对称设置于该框架的两侧壁上。较佳地，该框架的两端分别固设有一封头，各该封头分别通过三个密封接头组件 贯穿相应的该第一通孔与该框架固接，其中三个该密封接头组件的一端与一该冷却剂管道 相连通，另一端分别与一相应的第一连接槽相连通，另外三个该密封接头组件的一端与另 一该冷却剂管道相连通，另一端分别与一相应的第二连接槽相连通。在本方案中，封头使得在冷却层较小的厚度与冷却剂的较大孔径的接口形成过 渡。较佳地，该靶层板的形状为圆弧形。在本方案中，该靶层板的形状为圆弧形，即靶层板的顶面和底面的形状均为圆弧 形，高压冷却剂对壁面压力指向外法线方向，由切向的张力平衡。这样使得冷却剂的压力对 靶在厚度方向(径向)造成形变量很少，因此，该靶层板与基体之间无需增加额外的固定结 构用于抵抗高压冷却剂对其带来的形变。较佳地，该密封板的形状为圆弧形。在本方案中，该密封板的设置结构形式，使得密封板与基体之间无须增加额外的 固定结构用于抵抗高压冷却剂对其带来的形变。较佳地，该第一导向板的长度与该第二导向板的长度相等。在本方案中，第一冷却剂层和第二冷却剂层在基板长度方向上相互错开，这样能 保证对称设置在框架的两侧壁的第一通孔和第二通孔能与其最接近的进流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种X射线转换靶，包括一基体和一靶层板，其特征在于，该基体包括一基板和一固设于该基板周壁上的框架，该靶层板可拆卸式连接有该框架；该基板的上表面固设于至少一与该框架的一端固接的第一导向板，该些第一导向板均位于该基板与该靶层板之间，并与该基板、该框架和该靶层板围绕形成有一第一冷却剂层；该X射线转换靶还包括一固接于该框架上的密封板，该密封板位于基板的下方，该基板的下表面固设于至少一与该框架的另一端固接的第二导向板，该些第二导向板均位于该基板与该密封板之间，并与该基板、该框架和该密封板围绕形成有一第二冷却剂层；该第一冷却剂层和第二冷却剂层均包括至少一进流道和至少一出流道，各该进流道的一端用于通入冷却剂，另一端与相应的各该出流道相连通，各该出流道的一端用于流出冷却剂。

【技术特征摘要】
1.一种X射线转换IE,包括一基体和一IE层板，其特征在于，该基体包括一基板和一固设于该基板周壁上的框架，该靶层板可拆卸式连接有该框架； 该基板的上表面固设于至少一与该框架的一端固接的第一导向板，该些第一导向板均位于该基板与该祀层板之间，并与该基板、该框架和该祀层板围绕形成有一第一冷却剂层； 该X射线转换靶还包括一固接于该框架上的密封板，该密封板位于基板的下方，该基板的下表面固设于至少一与该框架的另一端固接的第二导向板，该些第二导向板均位于该基板与该密封板之间，并与该基板、该框架和该密封板围绕形成有一第二冷却剂层； 该第一冷却剂层和第二冷却剂层均包括至少一进流道和至少一出流道，各该进流道的一端用于通入冷却剂，另一端与相应的各该出流道相连通，各该出流道的一端用于流出冷却剂。2.如权利要求1所述的X射线转换靶，其特征在于，该密封板与框架之间通过焊接密封连接，该密封板的上表面设有至少一组固接件，各组该固接件包括若干个固接件，各该固接件固接于相应的该第二导向板上。3.如权利要求1所述的X射线转换靶，其特征在于，该第一导向板和该第二导向板的数量均为两块，两块该第一导向板平行设置于该基板的上表面，两块该第二导向板平行设置于该基板的下表面。4.如权利要求3所述的X射线转换靶，其特征在于，该第一冷却剂层和第二冷却剂层的进流道的数量均为一个，该第一冷却剂层和第二冷却剂层的出流道的数量均为两个，各该进流道位于相应的两个该出流道之间。5.如权利要求4所述的X射线转换靶，其特征在于，该框架的一侧壁上设有三个第一通孔，各该第一通孔的一端与一冷却剂管道相连通，其中一个该第一通孔的另一端与该第一冷却剂层的进流道相连通，另外两个该第一通孔的另一端分别与一该第一冷却剂层的出流道相连通。6.如权利要求5所述的X射线转换靶，其特征在于，该基板的一端设有三个第一连接槽，各该第一连接槽的一端分别与一该第一通孔相连通，其中一个该第一连接槽的另一端与该第一冷却剂层的进流道相连通，另外两个该第一连接槽的另一端分别与一该第一冷却剂层的出流道相连通。7.如权利要求6所述的X射线转换靶，其特征在于，该框架的另一侧壁上设有三个第二通孔，各该第二通孔的一端与另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：何子锋，杨永金，黄建鸣，李德明，张宇田，朱希恺，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：发明
国别省市：