Рентгеновская трубка

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii) 824341

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. сеид-ву (51)М. Кл.з . (22) Заявлено 2407.79 (2! ) 2800619/18-25. с присоединеиием заявки Мо

Н 01 J 35/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230481. Бюллетень Hо 15 (53) УДК 621.386.2 . (088.8) Дата опубликования описания 23.0481

В.A Гущин, Ю.Б. Глушанок, М.Р. Коган и Б.Ф. Беляев

) ь ; 2.

1".,--, .. у «.6,д, .„, 1 Ив, : i;г ","- .,: (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) РЕНТГЕНОВСКАЯ ТРУБКА

Изобретение относится к реитгеновскому приборостроению, а более конкретно — к микрофокусным рентгеновским трубкам.

Известны микрофокусные рентгеновские трубки с мишенями прострельного типа, представляющими собой либо металлическую фольгу, либо. бериллиевую подложку с нанесенным на нее активным слоем (.1). !О

Однако тепло, выделяющееся в фокусном пятне на мишени, отводится только за счет теплопроводности материала мишени с последующим теплообме- !5 ном с воздухом или водой (в -.трубках с водяным охлаждением). Поэтому предельно допустимая мощность таких трубок весьма ограничена, Охлаждение мишени воздухом, водой или другиМ 20 хладагентом в микрофокусных трубках малоэффективно,так как хладагент невозможно подвести непосредственно к фокусному пятну. Фокусное пятно всегда отделено от хладагента ма- 25 териалом подложки мишени, обладаю- . щим ограниченной теплопроводностью.

Расстояние от фокусного пятна для хладагента значительно превышает размер фокусного пятна.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является рентгеновская трубка, содержащая расположенные в корпусе катод и мишень прострельного типа, выполненную в виде подложки с нанесенным на нее активным слоем (2).

Однако при .размере фокусного пятна 25+15 мкм предельно допустимая рассеиваемая на мишени мощность не превышает 1 Вт. При увеличении рассеиваемой на мишени мощности происходит разрушение активного слоя.

Цель изобретения — увеличение интенсивности излучения.,Указанная цель достигается тем, что в рентгеновской трубке, содержащей расположенные в корпусе катод и мишень :"прострельного" типа, выполненную в виде подложки с нанесенным на нее активным слоем, подложка изготовлена из примесного полупроводникового материала и соединена с одним из полюсов источника пос- тоянного тока, к другому полюсу кото1Ьго подключен активный слой. Активный слой электрически изолирован по периферии фокусного пятна.

824341

На чертеже изображена анодная часть рентгеновской трубки, общий вид в разрезе.

Анодная часть рентгеновской трубки содержит металлический корпус 1, с которым вакуумноплотно соединена подложка 2 мишени, с нанесенными на нее активным слоем 3. Боковая поверхность подложки электрически изолирована от металлического корпуса 1 непроводящим слоем 4. Контакт 5 между подложкой и активным слоем изолирован в центральной области мишени электроизолирующим слоем 6. На внешней поверхности подложки 2 закреплена металлическая шайба-радиатор 7, предназначенная для улучшения теплообмена выделившегося на мишени тепла с воздухом. Шайбарадиатор 7 и корпус 1 присоединены к противоположным полюсам источника 8 постоянного тока.

При включении источника постоянного тока через контакт подложки с активным слоем протекает ток в нап. равлении, при котором в соответствии g эффектом Пельтье для полупроводников происходит поглощение теп-. ла. Поглощенное тепло переносится через подложку, при этом хладагентом является электронный газ, и выделяется в месте контакта подложки с металлической шайбой-радиатором 7.

Тоъ через контакт локализован в окрестности фокусного пятна изолирующим слоем 6. Таким образом, к обычному механизму отвода тепла от фокусного пятна за счет теплопроводности материала мишени добавляется механизм отвода тепла, основанный на использовании эффекта Пельтье. Тепловой баланс в месте контакта подложки с активным слоем выражается соотношением (),+ -)11 = dTI + КдТ, 1 2 где Qg- тепло,подводимое к фокусному пятну электронным пучком;

 — сопротивление подложки;

I — ток, протекающий через контакт; д. — удельный термоэдс материала подложки;

Т - температура контакта;

К вЂ” коэффициент теплопроводности подложкиу д Т вЂ” разность температур между контактом и внешней поверхностью подложки.

Тепло, выделяющееся в фокусном пятне при торможении электронов, а также тепло,. возникающее при прохожденни тока через подложку и выделяющееся в контакте, частично отводится за счет теплопроводности,подложки, частично поглощается в контакте за счет эффекта Пельтье. Контакт между подложкой и активным слоем в месте расположения фокусного пятна имеет наибольшую температуру, соответственно и сопротивление полупроводниковой подложки в этом месте наименьшее. Следовательно, в месте расположения фокусного пятна через контакт протекает больший ток и происходит более интенсивное поглощение тепла, чем в других участках контакта. Таким образом, источник возник15

5 новения тепла (фокусное пятно) становится одновременно и местом его наиболее интенсивного поглощения.

Применение предлагаемой конструкции мишени позволяет примерно на порядок увеличивать интенсивность выходного рентгеновского излучения (даже с учетом того, что полупроводниковая подложка, изготовленная, например, из легированного кремния, сильнее поглощает рентгеновские лучи, чем подложка из бериллия) и, соответственно, сократить время анализа при работе с рентгеноструктурными, рентгеноспектральными аппаратами и рентгеновскими микроскопами, Формула изобретения

1. Рентгеновская трубка, содержащая расположенные в корпусе катод и мишень прострельного типа, выполненную в виде подложки с нанесенным на нее активным слоем, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с

4Q целью увеличения интенсивности излучения, подложка изготовлена из примесного полупроводникового материала и соединена с одним из полюсов источника постоянного тока, к другому полюсу которого подключен активный слой.

2. Рентгеновская трубка по п.1, отличающаяся тем, что активный слой электрически изолирован от подложки по периферии фокусного пятна °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Быстров Ю.Н.. и Иванов С.A.

55 Ускорители и рентгеновские приборы. . М., 1976, с. 42-45.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 283421, кл. Н 01 д 35/02, 1969 (прототип) .

824341

Составитель Т. Владимирова

Редактор JI. Кеви Техред Н.Ковалева Корректор М. Коста

Заказ 2137/78 Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 t

Филиал IIDII Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4