РЕНТГЕНОВСКАЯ ТРУБКА С МОДУЛИРУЕМЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ
X-RAY TUBE WITH MODULATED RADIATION

Изобретение относится к области рентгеновской техники и может найти применение в медицине, научных исследованиях и оптоэлектронике.
Известна рентгеновская трубка, по патенту России №29405 на полезную модель, содержащая вакуумную оболочку с выводным окном и размещенные внутри вакуумной оболочки источник электронов, фокусирующую электронно-оптическую систему и анод, на поверхность которого нанесен слой металла мишени, при этом поверхность анода с нанесенным на нее слоем металла мишени имеет наклон по отношению к оси пучка электронов в месте формирования последним фокального пятна, а анод имеет край, расположенный в торце рентгеновской трубки, противоположном источнику электронов, выводное окно также расположено в торце рентгеновской трубки, противоположном источнику электронов, и его внутренняя поверхность примыкает к указанному краю анода, а источник электронов и фокусирующая электронно-оптическая система выполнены и установлены с возможностью формирования пучком электронов фокального пятна на слое металла мишени, нанесенном на поверхность анода, вблизи края анода, к которому примыкает внутренняя поверхность выводного окна.
Недостатком известной рентгеновской трубки является невозможность модулирования ее излучением.
Техническим результатом является осуществление возможности модуляции излучения рентгеновской трубки.
Указанный технический результат достигается тем, что в рентгеновской трубке с модулируемым излучением, содержащей вакуумную оболочку с выводным окном, прозрачным для рентгеновского излучения и размещенные внутри вакуумной оболочки источник электронов, фокусирующую электронную систему и анод, на поверхность которого нанесен слой металла мишени, а в качестве источника электронов применяется микроканальная пластина, на вход которой подается ультрафиолетовое излучение фотодиода или полупроводникового лазера.
Сущность заявляемого изобретения иллюстрируется графическими материалами, где на фигуре 1 дано схематическое изображение рентгеновской трубки с модулируемым излучением.
Рентгеновская трубка с модулируемым излучением содержит вакуумную оболочку 1 и цоколь 2, расположенный на ее внешней стороне. В вакуумной оболочке 1 расположен ультрафиолетовый источник модулированного света (фотодиод, полупроводниковый лазер 3), излучение которого подается на вход микроканальной пластины 4, с выхода которой снимается поток вторичных электронов, сгенерированных в микроканальной пластине 4. Поток электронов попадает на анодный узел 5, в котором формируется электронный пучок, подающийся на мишень 6.
Рентгеновская трубка с модулируемым излучением работает следующим образом. Напряжение питания подается на цоколь 2, а через него на ультрафиолетовый полупроводниковый фотодиод или лазер 3, излучение которого подается на вход микроканальной пластины 4, содержащей большое число стеклянных трубок (каналов) диаметром 5-15 микрон с внутренней полупроводящей поверхностью, имеющей сопротивление от 20 до 1000 Мом. Когда ультрафиолетовый фотон попадает в стенку канала, он выбивает электроны, которые ускоряются электрическим полем, созданным напряжением, приложенным к концам канала. Вторичные электроны летят по своим параболическим траекториям, пока не попадут на стенку, в свою очередь, выбивая еще большее количество вторичных электронов. Этот процесс, по мере пролета вдоль канала, повторяется много раз и на выходе микроканальной пластины 4 формируется электронная лавина, которая проходя через анодный узел 5, формируется в электронный пучок, который попадая на мишень 6, тормозится, являясь, таким образом, источником тормозного и характеристического излучения, спектр которого находится в рентгеновском диапазоне.
Заявляемая рентгеновская трубка позволяет осуществлять модуляцию потока рентгеновских фотонов и получать импульсы рентгеновского излучения в большом диапазоне длительностей и скважностей, а также дает возможность программного управления процессом излучения, как по длительности сгустков, так и по дозам облучения в заданном временном интервале. Модуляция излучения рентгеновской трубки осуществляется благодаря тому, что управление рентгеновским излучением фактически сводится к управлению источником ультрафиолетового излучения, что само по себе не представляет никаких трудностей. Кроме того, отсутствие традиционного катода с накалом существенно увеличивает срок службы рентгеновской трубки и повышает надежность ее работы.
Применение заявляемой рентгеновской трубки позволит существенно расширить диапазон практического применения рентгеновского излучения.