АНОД РЕНТГЕНОВСКОЙ ТРУБКИ СТАЦИОНАРНЫЙ

Решение относится к рентгеновской технике и может быть использовано в рентгеновских трубках медицинского и технического назначения для повышения их мощности и (или) времени непрерывной работы.
Известны стационарные и вращающиеся аноды рентгеновских трубок (РТ). В данной заявке речь идет о стационарном аноде РТ.
Известны конструкции анодов РТ, в которых для увеличения их мощности применяется охлаждение стационарных анодов проточным теплоносителем. В качестве теплоносителя в таких анодах применяется вода или трансформаторное масло (см. Иванов С.А., Щукин Г.А. "Рентгеновские трубки технического назначения". - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1989, с.35-37) - прототип. Недостатком данных конструкций является низкая эффективность воды и масел как теплоносителей и необходимость создания высокого давления и связанная с этим потенциальная опасность прорыва трубопровода с выбросом кипящей жидкости и пара, а применение других, более эффективных теплоносителей, например, жидких металлов, в данных конструкциях невозможно.
Задача, решаемая полезной моделью - повышение мощности и (или) времени непрерывной работы рентгеновской трубки.
Технический результат - обеспечение заданного температурного режима стационарного анода рентгеновских трубок большой мощности и (или) работающих в режиме непрерывного включения.
Этот технический результат достигается тем, что в аноде рентгеновской трубки стационарном, содержащем тело и мишень, тело анода выполнено в виде цилиндра, рабочий торец которого скошен под углом, с нанесенной на него мишенью; внутри тело имеет полусферическую полость с подведенной к ней проточной частью в виде пустотелого цилиндра, разделенного по его продольной оси перегородкой на два канала - входа и выхода жидкометаллического теплоносителя.
За счет теплофизических характеристик жидкометаллического теплоносителя (ЖМТ) возможно обеспечить большую тепловую мощность, отводимую от тела анода, при приемлемых массогабаритных параметрах анодного узла, простоте его конструкции и безопасных значениях давления теплоносителя.
Схема анода рентгеновской трубки с жидкометаллическим охлаждением приведена на чертежах: на фиг.1 - общий вид, на фиг.2 - сечение.
Тело 1 анода выполнено в виде цилиндра, рабочий торец которого скошен под углом, с нанесенной на него мишенью 2. Внутри тело 1 имеет полусферическую полость с подведенной к ней проточной частью 3 в виде пустотелого цилиндра, разделенного по его продольной оси перегородкой 4 на два канала - входа и выхода жидкометаллического теплоносителя.
Анод используют следующим образом: тело 1 анода с мишенью 2 располагают в вакуумно-плотном корпусе 5 рентгеновской трубки. К проточной части 3 подсоединяют входной и выходной патрубки 6 и 7. В проточной части 3 анода располагают металлическую перегородку 4. Задний торец проточной части 3 выполняют глухим. Мишень 2, нанесенную на тело 1 анода, располагают под углом а (около 30÷45°) к оси электронного пучка, формируемого катодным узлом 8 рентгеновской трубки. ЖМТ (эвтектика свинец-висмут, галлий и др.) протекает по проточной части анода в направлении, показанном стрелками на фиг.1. В области мишени 2 происходит конвективный теплообмен между телом 1 анода и теплоносителем. В области теплообмена течение ЖМТ имеет турбулентный характер, что повышает его эффективность.
Анод РТ устанавливается в контур охлаждения с ЖМТ. Контур состоит из бака с ЖМТ, трубопроводов и теплообменника. Циркуляция ЖМТ в контуре осуществляется с помощью насоса. Все элементы контура разогреваются до температуры, превышающей температуру кристаллизации примененного ЖМТ. Заполнение анода жидким металлом производится совместно с контуром, к которому подключен анод.
Модель анода испытана в лабораторных условиях, технический результат достигнут.