Патент ссср 320224

 

320224

65 скошенными под углом а торцами, в которые вмонтированы автоэлектронные эммитеры 3— тонкостенные трубки, выполненные из фольги тугоплавкого металла, например вольфрама.

Проекции фокусов показаны в направлении стрелки А. Угол расхождения рентгеновского луча 2а.

Градиент электрического поля вблизи наружных краев фольги весьма значителен. Это обеспечивает высокую начальную плотность автоэлектронного тока. При толщине фольги

10 — 15 мк поглощение рентгеновских лучей в ней невелико. Вместо фольги для облегчения автоэлектронной эмиссии можно использовать микроострия и т. п.

Трубка с электродами переменной полярности работает следующим образом.

В начальный момент времени на левый электрод приложен отрицательный импульс высокого напряжения, а на правый — положительный. При этом левый электрод является катодом, а правый — анодом. Автоэлектронный ток, текущий через трубку, приводит к возникновению рентгеновских лучей на рабочей поверхности правого электрода.

Затем, когда полярность импульсов высокого напряжения обратная, правый электрод трубки является источником автоэлектронной эмиссии, а ее левый электрод испускает рентгеновские лучи. Таким образом, за каждый период переменного тока трубка дважды испускает короткие вспышки рентгеновских лучей поочередно на левом и правом электродах.

В данном случае в направлении выхода излучения существуют два эллиптических пятна, соответствующие рабочим поверхностям левого и правого электродов. Если расстояние между наиболее удаленными точками срезов электродов не превышает их диаметра, то общие размеры проекции фокусов не выходят за пределы окружности, определенной диаметром электродов. Напротив, для стереоскопического рентгенографирования или для определения глубины залегания дефектов по рентгенограмме расстояние между электродами может быть увеличено до нескольких сантиметров.

Для уменьшения нежелательных последствий пространственного перемещения фокусов при обычном рентгенографировании быстропротекающих процессов можно использовать электроды, показанные на фиг. 2. Один из электродов трубки выполнен в виде массивного конуса 4, другой — тонкостенного конуса 5. Электрод 5 представляет собой одновременно и окно для выпуска рентгеновского излучения. его поверхность со стороны вакуума покрыта металлом с большим атомным номером, например рением, нанесенным на подложку из бериллия или алюминия.

При подобной геометрии электронные пучки, испускаемые электродами 4 и 5 при перемене полярности трубки, попадают на сравнительно небольшие участки поверхности, при5

50 мыкающие к вершинам конусов. Фокус такой трубки смещается на несколько миллиметров только вдоль оси используемого пучка рентгеновских лучей.

Трубка с электродами переменной полярности большой площади (см. фиг. 3) может использоваться в медицинских, радиобиологических и других исследованиях, когда диаметр фокуса не является определяющим. Она содержит массивный плоский электрод б из металла с большим атомным номером и тонкую плоскую мембрану 7, являющуюся одновременно окном для выпуска излучения. Сторона мембраны, обращенная к электроду б, покрыта тонким слоем металла с большим атомным номером.

Источник рентгеновских лучей при перемене полярности импульсов смещается вдоль направления пучка используемого излучения на величину межэлектродного промежутка.

Генератор разнополярных импульсов для трубки с переменной полярностью должен обеспечить получение импульсов высокого напряжения с крутизной переднего фронта в несколько наносекунд. Это позволяет изготовлять трубки переменной полярности малых размеров на рабочее напряжение 150 — 250 кв.

Индуктивность разрядной цепи, включая трубку, должна обеспечить получение электронных токов в 500 — 1000 а в импульсе длительностью 10 — 20 нсек. В этом случае при частотах 500 — 1000 тр/сек средний ток, текущий через трубку, составляет несколько миллиампер. Это соответствует среднему току в рентгеновских аппаратах, обычно используемых в рентгенодефектоскопии и медицинской рентгенодиагностике.

Попеременная работа электродов в описываемой трубке позволяет примерно в два раза увеличить мощность, рассеиваемую на электродах.

Для уменьшения распыления металла электродов и увеличения срока службы внутренний объем импульсной трубки заполняют легким газом низкого давления (водород, гелий и т. п.).

Давление газа выбирается с таким расчетом, чтобы величина свободного пробега молекул была близкой к размеру межэлектродного промежутка. В условиях наносекундных импульсов не наблюдается заметного снижения интенсивности рентгеновских вспышек.

Предмет изобретения

1. Импульсная рентгеновская трубка, содержащая баллон и два электрода, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения интенсивности рентгеновского излучения и упрощения электрической схемы питания трубки, рабочие поверхности электродов расположены симметрично относительно плоскости, перпендикулярной оси трубки, и содержат средства для обеспечения автоэлектронной эмиссии, чтобы каждый электрод мог

320224 Риг 1 быть попеременно анодом и катодом в зависимости от полярности импульса питания.

2. Трубка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения размера фокуса и осуществления стереоскопического рентгенографирования, электроды выполнены в виде стержней со скошенными торцами.

3. Трубка по и. 1, отлич ающаяся тем, что, с целью стабилизации фокуса в направлении, перпендикулярном оси рентгеновских лучей, она содержит плоские электроды или в виде конусов с обращенными друг к другу вершинами, причем для выпуска рентгеновского излучения один из электродов изготовлен из тонкого прозрачного для рентгеновских лучей материала, покрытого со стороны вакуума слоем металла с большим атомным но5 мером.

4. Трубка по пп. 1 — 3, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения испарения металла электродов и увеличения срока службы, внутренний объем трубки заполнен газом, 10 давление которого подобрано таким образом, чтобы длина свободного пробега молекул газа была соизмерима с размером межэлектродного промежутка.

320224

Составитель А. Кузнецов

Техред Т. Курилко

Редактор В. Дибобес

Корректор Н. Стельмах

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2684/18 Изд. № 1495 Тираж 811 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5