Импульсная рентгеновская трубка

 

п11 473238

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сева. Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 02.10.72 (21) 1832112/26-25 с присоединением заявки ¹ (32) Приоритет

Опубликовано 05.06.75. Бюллетень Л 21

Дата опубликования описания 10.09.75 (51) Ч. Кл. Н 01j 35, 22

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.386.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. П. Окс, Г. М, Раков и Р. М. Богомолова (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНАЯ РЕНТГЕНОВСКАЯ ТРУБКА

Изобретение относится к устройствам для получения рентгеновского излучения, в частности к импульсным рентгеновским трубкам, позволяющим получать вспышки рентгеновского излучения длительностью от нано — до миллисекунд. Такие трубки широко используются в различных областях техники, например, для дефектоскопии, спектроскопии.

Известна рентгеновская трубка, содержащая герметичную вакуумированную оболочку, размещенные внутри оболочки катод, испускающий поток электронов, и анод, установленный против катода, имеющий покрытие из металла с большим атомным номером, бомбардируемый потоком электронов и испускающий рентгеновское излучение, управляющую сетку, закрепленную между катодом и анодом на пути потока электронов.

В этой трубке имеется также фокусирующее устройство (электрод), расположенное между управляющей сеткой и анодом и электрически соединенное с катодом или с управляющей сеткой.

Недостатком известной трубки является необходимость использования фокусирующего устройства для формирования фокуса требуемой формы с заданными геометрическими размерами. Наличие фокусирующего устройства приводит к значительному уменьшению доли анодного напряжения в величине действующего потенциала у катода. При соединении фокусирующего устройства с управляющей сеткой увеличивается сеточный ток и ограничивается амплитуда тока анода. При

5 этом формирование фокуса нужной геометрии возможно лишь путем экспериментального подбора конфигурации фокусирующего устройства, так как, например, при полохкительном потенциале иа управляющей сетке, необ10 ходимом для получения больших токов, это устройство будет оказывать дефокусирующее действие.

В случае соединения фокусирующего устройства с катодом еще больше ограничивает15 ся амплитуда тока анода и увеличивается нагрузка управляющего устройства вследствие увеличения сеточного тока. Таким образом, наличие фокусирующего устройства в известной рентгеновской трубке затрудняет

20 управление трубкой.

Кроме того, известная рентгеновская трубка имеет сравнительно низкую электрическую прочность, так как анод в ней выполнен в виде стержня со срезанным под заданным уг25 лом торцом и в трубке не предусмотрена защита оболочки от вторичных электронов, выбиваемых при раооте трубки с анода.

Цель изобретения — создание импульсной рентгеновской тру бки с у правля101цей сеткой, 30 в которой облегчено управление потоком

60

). Импульсная рентгеновская трубка, содержащая герметичную оболочку с расголо жснными внутри нее катодом, анодом и уп равляющей сеткof, отличающаяся тем, ITo, с целью формирования фокуса необходиэлектронов, повышена электрическая прочность трубки и обеспечено формирование фокуса необходимой формы и размеров.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что на аноде установлен электрически связанный с ним экран, в котором закреплена дополнительная сетка, расположенная между анодом и управляющей сеткой на пути потока электронов и обеспечивающая создание плоскопараллельного поля между анодом и управляющей сеткой. Целесообразно выполнить дополнительную сетку с большей проницаемостыо, чем проницаемость управляющей сетки.

На чертеже показана предлагаемая импульсная трубка с частичным разрезом.

Импульсная рентгеновская трубка содер?KHT герметичную вакуумированную оболочку

1, вьшолненную из стекла в виде полой трубки. Оболочка герметизирована с одного конца сеточным фланцем 2 и металлокерамической ножкой (на чертеже не видна) с выводами 3, а с другого конца — анодным фланцем 4, Внутри оболочки 1 размещен термоэмиссионный катод 5, установленный на катодной стойке 6, которая укреплена»а металлокерамической ножке. Для подачи напря?кения на катод 5 служат выводы 3.

В описываемой трубке может быть использован катод прямого накала любой известной конструкции, но наиболее целесообразным является использование термоэмиссионного оксидного катода косвенного накала, керну которого придана необходимая форма в зависимости от требуемой формы и размеров фокуса.

Анод 7 распо Io?KPII внутри оболо1ки 1 напротив катода 5 и закреплен»а анодном фланце 4, служащем д7я ИОдачи HBilp51?l eIIH51 на анод 7. Лноду 7 придана форма стержня со скошенным торцом, который обращен к катоду 5. На этот торец анода 7 нанесено покрытие 8 из металла с большим à"î,ìíûì номером, например, из рения. Покрытие 8 мо?кет представлять собой тонкую метал 7ичеСК) 10 пластинку, 3BKpQII.IPI7HI IO на TOpiIC BIIOда 7, или тонкий слой металла с большим атомным номером, нанесенный люоым известным способом на поверхность торца анода 7.

Конструкция анода в описываемой рентгеновской трубке может быть изменена в зависимости от конкретных требований.

Внутри оболочки 1 между катодом 5 и Blloдом 7 размещена управляющая сетка 9, выполненная в виде рамки, к которой параллельными рядами припаяны отрезки проволоки. Сетка 9 укреплена на сеточном дер?кателс

10> представляющем собой стакан с отверсп1см в дне для крепления сетки 9.

Держатель 10 установлен на сеточном фланце 2. Держатель и сеточный фланец 2 электрически соединены между собой и служат для подачи на сетку 9 электрического потенциала, обеспечивающего управление элек5

35 тронным потоком, испускаемым катодом 5 и бомбардирующим анод 7.

На аноде 7 установлен металлический экран 11, выполненный в виде стакана с отверстием в дне, в котором закреплена дополнительная сетка 12, выполненная в виде рамки с припаянными к ней параллельными рядами отрезками проволоки, Сетка 12 имеет большую проницаемость, чем проницаемость управляющей сетки 9, т. е. расстояние между отрезками проволоки сетки 12 больше расстояний ме?кду отрезками проволоки сетки 9.

Экран 11, а следовательно и сетка 12, имеют электрический контакт с анодом 7.

Экран 11 выполнен с боковым отверстием, расположенным напротив среза торца анода

7 и служащим для выхода рентгеновского излучения.

Описанная импульсная рентгеновская трубка работает следующим образом.

На подогреватель катода 5 подается напряжение накала, катод 5 разогревается до рабочей температуры и испускает поток электронов. На управляющую сетку 9 подается отрицательное напря?кение. 1(атод 5 заземляется, а на анод 7 подается поло?кительное напря?кение. В таком состоянии при наличии на управляющей сетке 9 отрицательного напряжения достаточной величины ток в трубке не протекает.

Дополнительная сетка 12, электрически соединенная с анодом 7, создает в пространстве ме?кду анодом 7 и управляюшей сеткой 9 плосконараллельное электрическое поле, При подаче на управляющую сетку 9 импульса положительного напря?кения в трубке начин.1еT HpoTcKBTb ток (импу.7ьс тОка, длительность которого равна длительности имп,7bcB положительного нап1?я?кени51, поданного на сетку 9). Поток электронов, испускаемый катодом 5, устремляется с большой скоростью через управляющую 9 и дополии7с7ьну1О 12 сеп и и бомбардирует анод

7. При торможении электронов в покрытии

8 из металла с болыпим атомным номером возникает рентгеновское излучение, выходящее наружу через боковое отверстие в экране

11 H CTC;, OOO. 10 IKH 1.

Длительность вспышки рентгеновского излучеш1я соответствует длительности импульса тока I; трубке, а следовательно, длительности управляющего импульса положительного напряжения подаваемого па сетку 9.

Устройство для питания трубки может быть построено по любой известной схеме.

Hpe,7ìåò изобретения

473238

Состагитслв И. Пстроса

Редактор 1. Орловская Техред Т. Курилко Корректоры: Л. Половка и Л. Орлова

Заказ 2117 11 Изд. М 790 Тира:к 833 Под IllcH0ñ

?1НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раугнская паб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова. 2 мой геометрии и повышения электрической прочнссти .: . бки, на аноде установлен электрически связанный с ним экран, в котором закрепле11а дополнительная сетка.

2. Рентгеновская трубка по п. 1, отл и ч аю ш, а я с я тем. что проницаемость дополнительной сетки больше проницаемости управляюгцей сетки.