專(zhuān)利名稱(chēng)：用于透射x射線管的厚標(biāo)靶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從透射X射線管產(chǎn)生X射線的改進(jìn)方法，所述方法顯著減少不合意的低能量X射線，同時(shí)又相應(yīng)地增強(qiáng)來(lái)自標(biāo)靶的較高能量特性線發(fā)射。尤其涉及使用大于約50微米的厚透射標(biāo)靶。本發(fā)明包含本發(fā)明在各種醫(yī)療和齒科成像、熒光檢查以及非破壞性測(cè)試應(yīng)用中的各種應(yīng)用。
背景技術(shù)：
日期注明為2007年2月20日的美國(guó)專(zhuān)利7，180，981揭示了靶箔最厚達(dá)41微米的端窗X射線管(end window χ-ray tube),所述專(zhuān)利以引用方式全文并入本文中。41微米的標(biāo)靶材料可以濾除在低能量范圍中產(chǎn)生的一些X射線，具體取決于所使用的標(biāo)靶材料。不過(guò)，低能量X射線的產(chǎn)生仍然很多，會(huì)造成患者在醫(yī)療X射線中經(jīng)歷的劑量仍然過(guò)多，或者提供在許多應(yīng)用中必須被移除的不合意的低能量X射線，這些應(yīng)用例如使用X射線管進(jìn)行X射線顯微鏡檢查、X射線熒光或X射線衍射，其中必須將較低X射線移除。在美國(guó)專(zhuān)利7，180,981中，展示了關(guān)于透射管中的兩個(gè)不同標(biāo)靶厚度的銀標(biāo)靶的數(shù)據(jù)，其中一個(gè)是25微米厚且一個(gè)是41微米厚。將關(guān)于來(lái)自25微米厚的銀標(biāo)靶的頻譜的圖5Α到圖與關(guān)于41微米厚的銀標(biāo)靶的圖17a到圖17d進(jìn)行比較，來(lái)自25微米標(biāo)靶的輸出通量大大高于來(lái)自41微米厚的銀標(biāo)靶的數(shù)據(jù)。因此，來(lái)自現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)據(jù)教示了所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所公認(rèn)的事實(shí)，那就是隨著透射標(biāo)靶厚度增加，較厚的標(biāo)靶會(huì)吸收在電子最初進(jìn)入標(biāo)靶時(shí)所產(chǎn)生的X射線。因此，41微米厚的銀標(biāo)靶產(chǎn)生的通量大大弱于25微米的標(biāo)靶產(chǎn)生的通量。盡管來(lái)自41微米厚的標(biāo)靶的數(shù)據(jù)包含在所述專(zhuān)利中，但是完全沒(méi)有提到此種標(biāo)靶可能會(huì)面向的市場(chǎng)。從所述數(shù)據(jù)中清楚知道，25微米厚的銀標(biāo)靶產(chǎn)生優(yōu)良的頻譜數(shù)據(jù)。本領(lǐng)域的專(zhuān)家一般都知道大多數(shù)X射線是由電子在進(jìn)入標(biāo)靶材料中的前幾微米內(nèi)產(chǎn)生的，并且較厚的透射標(biāo)靶將會(huì)使所產(chǎn)生的X射線束的質(zhì)量降級(jí)，這是因?yàn)橐呀?jīng)產(chǎn)生的X射線在穿過(guò)標(biāo)靶時(shí)會(huì)被吸收。因此，在市售的X射線管中，透射管的厚度大體上限制在8微米或更薄，其中這些透射管大多數(shù)是使用鎢標(biāo)靶。放在位于法國(guó)的OE⑶核能署處的PENELOPE是廣泛用于在電子進(jìn)入x射線管時(shí)模擬電子和光子遷移的通用蒙特卡洛軟件工具。受詳細(xì)模擬檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境是涉及到具有低初始動(dòng)能(高達(dá)約IOOkVp)的電子源或者例如撞擊到薄箔片上的電子束等特殊幾何形態(tài)的那些實(shí)驗(yàn)環(huán)境。對(duì)于較大的初始能量或厚的幾何形態(tài)，電子在實(shí)際停下之前所經(jīng)歷的碰撞的平均次數(shù)變得非常大，并且詳細(xì)模擬的效率非常低。因此，在涉及到厚的透射標(biāo)靶時(shí)或者在用于所述撞擊電子的加速電壓超過(guò)IOOkVp時(shí)，PENELOPE不能夠提供可靠的模擬。因此，沒(méi)有可靠的模擬工具可以預(yù)測(cè)使用厚透射標(biāo)靶的結(jié)果，尤其是在這些標(biāo)靶可能會(huì)使用高于約IOOkVp的加速電壓時(shí)。雖然在文獻(xiàn)中已經(jīng)提到了其他的模擬程序包，但是對(duì)它們?cè)谏奢敵鲱l譜時(shí)所使用的假設(shè)還是一無(wú)所知。在應(yīng)用物理快報(bào)90，183109_2007_中發(fā)表的題為“使用碳納米管場(chǎng)致發(fā)射體的透射型顯微測(cè)焦 X 射線管(Transmission-type Microfocus X-rayTube Using Carbon
Nanotube Field Emitters)的論文中，作者揭示了“......隨著標(biāo)祀材料的厚度增加，在x
射線穿過(guò)標(biāo)靶期間X射線的衰減變得很明顯?；谟?jì)算結(jié)果，將Be窗上W的涂層厚度確定為1.1微米以在40keV電子能量下產(chǎn)生最大的X射線強(qiáng)度”。這支持了所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員關(guān)于透射標(biāo)靶應(yīng)為薄箔片的看法。X射線有許多的應(yīng)用，其中低能量X輻射是在產(chǎn)生較高能量的有用X射線的過(guò)程中產(chǎn)生的不合意副產(chǎn)品，成像、X射線衍射分析或X射線顯微鏡檢查都需要較高能量。在醫(yī)療應(yīng)用中，低能量X輻射被患者吸收了，但又不能產(chǎn)生出有用的圖像，因此成為不合意的額外劑量。單色X射線(Monochromatic χ-ray)通常是使用來(lái)自工業(yè)上常規(guī)使用的來(lái)源的x射線產(chǎn)生。不過(guò)，用常規(guī)的反射和透射X射線管源產(chǎn)生的寬能帶X射線的單色分量需要相當(dāng)多的努力以及費(fèi)用才能轉(zhuǎn)換成有用的單色X射線。此類(lèi)單色X射線通常用于晶體衍射以及X射線顯微鏡檢查。當(dāng)存在大量的低能量X輻射時(shí)，產(chǎn)生單色X射線能量的成本增加。在使用不合意的反射型X射線管的醫(yī)療成像應(yīng)用中，可以通過(guò)放在X射線管外部的濾光片來(lái)濾除低能量X射線。此類(lèi)濾光片相應(yīng)地使低能量X射線比較高能量的有用X射線減少更多，然而，在可獲得的焦點(diǎn)大小以及可從射束撞擊到的標(biāo)靶上的點(diǎn)移除的能量的量對(duì)標(biāo)靶造成損害之前可以濾除的X射線的量是有限制的。另外，眾所周知的是，對(duì)于相同量的管電流和管電壓，透射管所產(chǎn)生的總的有用X射線比反射型管所產(chǎn)生的多很多倍。需要一種方法，所述方法能減少患者經(jīng)歷的劑量，但又不會(huì)降低醫(yī)療成像X輻射產(chǎn)生的圖像的質(zhì)量或?qū)嶋H上是改進(jìn)醫(yī)療成像X輻射產(chǎn)生的圖像的質(zhì)量。需要一種常規(guī)的X射線源，所述X射線源產(chǎn)生大量的特性X輻射以便進(jìn)一步被轉(zhuǎn)換成高強(qiáng)度的準(zhǔn)單色X射線，以用于許多工業(yè)和醫(yī)療應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
揭示一種端窗、透射型X射線管，所述X射線管包括:排空的管殼體；安置在所述殼體中的端窗陽(yáng)極，所述陽(yáng)極具有一個(gè)或多個(gè)箔片標(biāo)靶；安置在所述殼體中的陰極，所述陰極發(fā)射能量在IOkVp到500kVp的電子束，所述電子束沿著射束路徑前進(jìn)，撞擊陽(yáng)極上的一點(diǎn)且產(chǎn)生一束X射線，該束X射線透過(guò)端窗離開(kāi)所述殼體。電源連接到所述陰極，提供可選電子束能量以產(chǎn)生具有厚靶箔的至少一個(gè)預(yù)選能量特性的一束明亮的X射線。至少一個(gè)所述靶箔的厚度大于約50微米且可以厚達(dá)200微米或更多。當(dāng)標(biāo)靶和端窗使用了相同的材料時(shí)，標(biāo)革G/端窗的總厚度可以聞達(dá)500微米。標(biāo)祀是通過(guò)擴(kuò)散結(jié)合、熱壓或熱等靜壓(hot isostatic pressing)將厚箔片附接到襯底上來(lái)形成。所述襯底材料實(shí)質(zhì)上可透過(guò)X射線，且選自鈹、鋁、銅、鋰、硼或其合金?；蛘?，靶箔可由兩種或兩種以上元素的合金、共晶合金(eutectic alloy)、化合物或金屬間化合物制成，所述元素中有至少一種元素能產(chǎn)生有用的特性X射線線發(fā)射。X射線標(biāo)靶所用的材料可含有以下一種元素:鈧、鉻、銻、鈦、鐵、鎳、釔、鑰、銠、鈀、釓、鉺、鐿、銅、倆、錫、錢(qián)、鉭、鶴、錸、鉬、金以及袖?？梢酝ㄟ^(guò)聚焦機(jī)構(gòu)將電子束聚焦在標(biāo)靶上方、下方或其上。標(biāo)靶可附接到不同材料如鈹、鋁、銅或其合金的端窗上。
使用上述透射管的應(yīng)用包含使用管來(lái)獲得齒科CT圖像、醫(yī)療圖像、計(jì)算機(jī)斷層攝影圖像、X射線衍射圖、C型臂圖像、熒光檢查圖像以及X射線顯微鏡檢查。上述技術(shù)的兩個(gè)應(yīng)用是X射線成像以及熒光分析，利用了 X射線的準(zhǔn)直來(lái)指明X射線到待檢查物體的路徑。放在端窗旁的單個(gè)玻璃毛細(xì)管或玻璃毛細(xì)管束可用以將輸出X射線的一部分引導(dǎo)向所述毛細(xì)管或毛細(xì)管束以便用在熒光檢查以及工業(yè)成像應(yīng)用中。具有厚靶箔的透射管的另一個(gè)應(yīng)用是通過(guò)在線、自動(dòng)材料裝卸設(shè)備來(lái)檢查物體。


圖1是本發(fā)明的透射X射線管的示意性、正面的、橫截面表示。圖2是反射型X射線管的示意性、正面的、橫截面表示。圖3是三個(gè)不同X射線管中的每一者中產(chǎn)生的光子數(shù)的圖形表示，這三個(gè)X射線管中一個(gè)是反射型的且兩個(gè)是標(biāo)靶配置不同的透射型的。圖4是四個(gè)透射管的頻譜的圖形比較，這些透射管中有三個(gè)是屬于本發(fā)明的。圖5是在與中心線成不同角度處來(lái)自單個(gè)透射型X射線管的頻譜的圖形表示，其中所述X射線管具有4微米厚的鉭標(biāo)靶。圖6是在與中心線成不同角度處來(lái)自單個(gè)透射型X射線的頻譜的圖形表示，但所述X射線具有2微米厚的鉭標(biāo)靶。圖7是玻璃毛細(xì)管的示意性、正面的、橫截面表示，所述玻璃毛細(xì)管是用以捕獲來(lái)自本發(fā)明的管的光子且將其聚焦在空間中的不同位置。圖8是使用單個(gè)毛細(xì)管或成束的毛細(xì)管對(duì)來(lái)自本發(fā)明的管的X射線的輸出進(jìn)行引導(dǎo)的圖示。圖9是本發(fā)明的X射線管用以使用自動(dòng)材料裝卸系統(tǒng)對(duì)物體執(zhí)行在線檢查的示意性表示。圖1OA和圖1OB是在中心線處以及在與中心線成60度處來(lái)自具有25微米厚的鑰標(biāo)靶的透射X射線管的相同數(shù)據(jù)的兩個(gè)不同表示。圖11是將來(lái)自本發(fā)明的X射線管的輸出頻譜進(jìn)行比較的圖形表示，所述管具有130微米厚的鉭標(biāo)靶且使用了 2mm的鋁端窗以及Imm的鈹端窗。圖12是來(lái)自透射管的在中心線處、在10度處、在20度處以及在30度處所獲取的一連串頻譜，所述透射管具有25微米厚的鉭標(biāo)靶附接到6.35鋁端窗上，其中所有頻譜都疊置起來(lái)。
具體實(shí)施例方式敞開(kāi)式透射管通常用于電子電路的成像以及其他高分辨率應(yīng)用，且可或者在物體的圖像需要高倍增因數(shù)(multiplication factor)時(shí)用作x射線源。封閉式管密封了真空，而敞開(kāi)式或“抽氣式”管在使用時(shí)通常不斷地附接有真空泵(vacuum pump)用于抽成真空，以便可以頻繁地更換在操作中易于發(fā)生故障的管部分。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，透射管包含敞開(kāi)式以及封閉式透射型管，但另有規(guī)定時(shí)除外。除非另外指明，否則X射線管的頻譜數(shù)據(jù)是使用具有Imm厚的CdTe傳感器以及10密耳的Be濾光片的Amptek型號(hào)XR-1OO來(lái)獲取的。傳感器放置在離x射線管I米處，且具有100 μ m直徑的準(zhǔn)直器孔的鎢準(zhǔn)直器放置在傳感器前面。使用各種管電流以及曝露時(shí)間，但是比較數(shù)據(jù)已經(jīng)被正規(guī)化到50微安的管電流以及60秒的集電時(shí)間(collection time)。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，電子加速電壓的單位是kVp且范圍是IOkVp到500kVp。還未曾嘗試包含超過(guò)500kVp的電子加速電壓。另外，X射線光子的能量的單位是kev，千電子伏特。圖1中本發(fā)明的透射管(項(xiàng)7)包括排空的殼體(項(xiàng)9)，且端窗陽(yáng)極(項(xiàng)I)安置在殼體末端處并曝露于大氣下。X射線靶箔(項(xiàng)2)沉積在端窗陽(yáng)極上。受電激勵(lì)的陰極(項(xiàng)
3)發(fā)射電子，所述電子沿著電子束路徑(項(xiàng)4)加速且撞擊陽(yáng)極標(biāo)靶，從而產(chǎn)生X射線(項(xiàng)8)。電源(項(xiàng)6)連接在陰極與陽(yáng)極之間，為電子束提供加速力。所產(chǎn)生的X射線透過(guò)端窗離開(kāi)X射線管。端窗材料通常選自以下一項(xiàng):鈹、鋁、銅、鋰、硼以及其合金，但是也存在所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的替代的低端窗材料。端窗材料的厚度可針對(duì)特定應(yīng)用而定制。通常經(jīng)電偏置的可選聚焦杯(項(xiàng)5)將電子束聚焦到標(biāo)靶上方、下方或其一點(diǎn)上。標(biāo)靶表面上的點(diǎn)的最大尺寸被稱(chēng)作焦點(diǎn)大小或點(diǎn)大小。輸出X射線含有軔致輻射(或制動(dòng)輻射)以及標(biāo)靶材料特有的特性線輻射?，F(xiàn)有技術(shù)指明標(biāo)箔的厚度可厚達(dá)41微米。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，透射型X射線管利用了大大厚于先前所揭示厚度的靶箔，厚于50微米且厚達(dá)200微米。圖2提供用來(lái)參考且示意地呈現(xiàn)了包括排空的殼體的反射管，陰極(項(xiàng)12)以及陽(yáng)極(項(xiàng)14)位于所述殼體中。陽(yáng)極(項(xiàng)14)包括沉積到襯底上的X射線標(biāo)靶，所述襯底移除了在X射線撞擊陽(yáng)極時(shí)產(chǎn)生的熱。電子以所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何方式從陰極發(fā)出。電源(項(xiàng)6)連接在陰極與陽(yáng)極之間以提供電場(chǎng)，所述電場(chǎng)使來(lái)自陰極的電子沿著電子束路徑(項(xiàng)10)加速且撞擊陽(yáng)極(項(xiàng)14)上的一點(diǎn)，從而產(chǎn)生一束X射線(項(xiàng)13)，所述X射線隨后透過(guò)側(cè)窗(項(xiàng)11)離開(kāi)所述管。反射管在電子束發(fā)生撞擊的同一標(biāo)靶側(cè)截獲了所產(chǎn)生的X射線。圖3說(shuō)明了三個(gè)不同X射線管的頻譜輸出。所有三個(gè)管已經(jīng)被正規(guī)化到在臨界X射線能量40kev與70kev之間相同數(shù)目的光子計(jì)數(shù)且通過(guò)濾光片來(lái)進(jìn)行過(guò)濾，這通常用在齒科CT成像市場(chǎng)中，但還是非常類(lèi)似于包含C型臂儀器的用于醫(yī)療成像中的其他應(yīng)用的管。在C型臂儀器中，X射線源以及圖像接收器沿X射線管的中心線的方向處于彼此相向的相對(duì)末端處。在患者通常被X射線輻射長(zhǎng)時(shí)間段的C型臂應(yīng)用中，本發(fā)明的低劑量尤其具有吸引力。項(xiàng)15表示使用鎢標(biāo)靶材料的、在3毫安管電流以及120kVp管電壓下操作的反射型X射線管的輸出頻譜。項(xiàng)17表示在1.2毫安的管電流下操作的、具有25微米厚的鉭箔片的現(xiàn)有技術(shù)透射型管的輸出頻譜。項(xiàng)16表示在1.35毫安的管電流下操作的、具有50微米厚的鉭箔片的本發(fā)明透射型管的輸出。正如所料，對(duì)于相同的管電流，來(lái)自透射型管的計(jì)數(shù)數(shù)目大大高于反射型管的。對(duì)在IOkev與40kev之間X射線不合意的總劑量的檢查展示了，對(duì)于具有鎢標(biāo)靶的反射型X射線管來(lái)說(shuō)，在IOkev與40kev之間的總光子計(jì)數(shù)是52，763個(gè)。對(duì)于具有25微米厚的鉭標(biāo)靶的透射管來(lái)說(shuō)，相同量的總光子計(jì)數(shù)是在IOkev與40kev之間的47，740個(gè)，表示了低能量X射線減少了 9.5%。檢查鉭標(biāo)靶是50微米厚時(shí)總計(jì)數(shù)的量展示了在與反射型管相比時(shí)的減少，IOkev到40kev的光子能量中的通量減少了21.8%,優(yōu)于反射型X射線管。對(duì)于所有三個(gè)管來(lái)說(shuō)，過(guò)濾都是相同的。
圖4展示了使用本發(fā)明的X射線管來(lái)獲得醫(yī)療和齒科圖像以及其他非破壞性測(cè)試應(yīng)用的顯著優(yōu)點(diǎn)，所述X射線管使用了 25微米厚(項(xiàng)24)、50微米厚(項(xiàng)25)、65微米厚(項(xiàng)26)以及130微米厚(項(xiàng)27)的鉭標(biāo)靶且在120kVp的管電壓下操作。所有數(shù)據(jù)都已經(jīng)經(jīng)過(guò)正規(guī)化。在40kev與70kev之間的總通量已被設(shè)為等于具有50微米厚的標(biāo)祀材料的鉭管的所述總通量。實(shí)際上，這等效于改變管電流，直到每個(gè)管的通量都等于具有50微米厚的標(biāo)靶的管的通量為止。隨著標(biāo)靶厚度增加，40kev以下的劑量的量因較厚標(biāo)靶而急劇減少。同時(shí)，高能量輻射(從約70kVp到120kVp)并不會(huì)實(shí)質(zhì)上增加且在大多數(shù)情況下甚至降低。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見(jiàn)的，這在醫(yī)療成像、齒科計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)成像、醫(yī)療CT成像以及C型臂成像市場(chǎng)中尤其有用。盡管優(yōu)選實(shí)施例使用鉭作為標(biāo)靶材料，但是也可以使用其他標(biāo)靶材料，只要它們能按需要為本發(fā)明的特定應(yīng)用提供不同的頻譜特性。40kev以下的X輻射的減少將減少某些X射線的量，這些X射線在醫(yī)療成像應(yīng)用中被人體吸收、會(huì)造成組織損傷但又不會(huì)提高X射線圖像的質(zhì)量。標(biāo)靶較厚的標(biāo)靶材料的k線特性能量與k邊之間的額外輻射量將隨著標(biāo)靶變厚而大大地提高圖像質(zhì)量。此數(shù)據(jù)清楚地展示了使用50微米厚且更厚的標(biāo)靶的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種透射X射線管，包括:排空的殼體；安置在所述殼體中的端窗陽(yáng)極，所述陽(yáng)極包括有一個(gè)箔片或多個(gè)箔片的標(biāo)靶；安置在所述殼體中的陰極，所述陰極發(fā)射電子束，所述電子束在所述殼體中沿著射束路徑前進(jìn)，以撞擊所述陽(yáng)極上的一點(diǎn)，從而產(chǎn)生一束X射線，該束X射線透過(guò)所述端窗離開(kāi)所述殼體；連接到所述陰極的電源，所述電源提供選定的電子束能量以及束電流以產(chǎn)生具有所述厚靶箔的至少一個(gè)預(yù)選能量特性的一束明亮的X射線；其中至少一個(gè)所述祀箔的厚度大于50微米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透射X射線管，其中，至少一個(gè)所述箔片的厚度是50微米到200微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透射X射線管，其中，所述束能量是在IOkVp與500kVp之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透射X射線管，其中，所述標(biāo)靶與所述端窗是由厚至500微米的單一材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透射X射線管，其中，所述厚靶箔借助擴(kuò)散結(jié)合而附接到端窗襯底上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透射X射線管，其中，所述厚靶箔借助熱壓或熱等靜壓而附接到所述端窗襯底上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透射X射線管，其中所述靶箔沉積在實(shí)質(zhì)上可透過(guò)X射線的襯底材料上，所述材料選自鈹、鋁、銅、鋰、硼以及其合金。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透射X射線管，其中，所述電子束通過(guò)聚焦透鏡而聚焦在所述標(biāo)靶上方、下方或其上。
9.一種用于X射線熒光檢查的方法，包括(a)提供根據(jù)權(quán)利要求1所述的透射X射線管，以及(b)使所述X射線管產(chǎn)生用在X射線熒光檢查中的所產(chǎn)生X射線的所述源。
10.一種用于獲得齒科計(jì)算機(jī)斷層攝影圖像的方法，包括(a)提供根據(jù)權(quán)利要求1所述的透射X射線管，以及(b)使所述X射線管產(chǎn)生X射線以獲得所述齒科圖像。
11.一種用于獲得醫(yī)療圖像的方法，包括(a)提供根據(jù)權(quán)利要求1所述的透射X射線管，以及(b)使所述X射線管產(chǎn)生用以獲得所述醫(yī)療圖像的所產(chǎn)生X射線的所述源。
12.一種用于通過(guò)計(jì)算機(jī)斷層攝影產(chǎn)生圖像的方法，包括(a)提供根據(jù)權(quán)利要求1所述的透射X射線管，以及(b)使所述X射線管產(chǎn)生所產(chǎn)生X射線的所述源，所述X射線用于通過(guò)計(jì)算機(jī)斷層攝影來(lái)產(chǎn)生圖像。
13.一種設(shè)備，所述設(shè)備包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的透射X射線管，以及C型臂，所述C型臂具有在相對(duì)末端處以沿著X射線射束軸彼此相向的X射線源以及圖像接收器。
14.一種用于X射線衍射的方法，(a)提供根據(jù)權(quán)利要求1所述的透射X射線管，以及(b)使所述X射線管產(chǎn)生占大部分的特性線X射線。
15.一種設(shè)備，所述設(shè)備包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的透射X射線管，以提供用在X射線顯微鏡中的高濃度單色X射線的源。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透射X射線管，其中，至少一個(gè)所述厚箔片所用的材料含有以下至少一種元素:鈧、鉻、錫、鋪、鈦、鐵、銅、鎳、乾、鑰、錯(cuò)、鑭、鈕、禮、鉺、鐿、錢(qián)、鉭、鶴、錸、鉬、金以及鈾。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的厚X射線靶箔，其中，制造所述厚箔片的材料包含至少一種所述元素的合金、共晶合金、化合物或金屬間化合物，以產(chǎn)生來(lái)自所述元素的有用特性X射線線發(fā)射。
18.一種用在X射線熒光檢查中的透射X射線管，包括: 排空的殼體，所述殼體是在排空之后密封的或是不斷地排空； 安置在所述殼體中的端窗陽(yáng)極，所述陽(yáng)極包括有至少一個(gè)厚箔片附接到襯底上的標(biāo)靶，所述襯底包括實(shí)質(zhì)上可透過(guò)X射線的端窗； 所述厚箔片的厚度大于50微米且小于200微米，或其中所述標(biāo)靶與所述端窗是由厚至500微米的單一材料制成； 安置在所述殼體中的陰極，所述陰極發(fā)射電子束，所述電子束在所述殼體中沿著射束路徑前進(jìn)，以撞擊所述陽(yáng)極上的一點(diǎn)，從而產(chǎn)生一束X射線，該束X射線透過(guò)所述端窗離開(kāi)所述殼體； 連接到所述陰極以及陽(yáng)極的電源，提供在IOkVp與500kVp之間的可選電子束能量以及可選電子束電流以產(chǎn)生所述X射線束； 其中所述電子束通過(guò)聚焦透鏡而聚焦在所述標(biāo)靶上方、下方或其上； 其中使用準(zhǔn)直將輸出的X射線引導(dǎo)到正被測(cè)量的物體上的位置。
19.一種透射X射線管，包括: 排空的殼體，所述殼體是在排空之后密封的或是連續(xù)地排空； 安置在所述殼體中的端窗陽(yáng)極 ，所述陽(yáng)極包括有至少一個(gè)厚箔片附接到襯底上的標(biāo)靶，所述襯底包括實(shí)質(zhì)上可透過(guò)X射線的端窗； 其中所述厚箔片的厚度是在50微米與200微米之間，或其中所述標(biāo)靶與所述端窗是由厚至500微米的單一材料制成； 安置在所述殼體中的陰極，所述陰極發(fā)射電子束，所述電子束在所述殼體中沿著射束路徑前進(jìn)，以撞擊所述陽(yáng)極上的一點(diǎn)，從而產(chǎn)生一束X射線，該束X射線透過(guò)所述端窗離開(kāi)所述殼體； 連接到所述陰極以及陽(yáng)極的電源，提供在IOkVp與500kVp之間的可選電子束能量以及可選電子束電流以產(chǎn)生所述X射線束； 其中所述電子束通過(guò)聚焦透鏡而聚焦在所述標(biāo)靶上方、下方或其上； 其中一個(gè)毛細(xì)管或一束毛細(xì)管放置在所述端窗附近以收集從所述端窗離開(kāi)的所述X射線束的至少一部分且引導(dǎo)X射線使之從所述毛細(xì)管或所述一束毛細(xì)管的另一端離開(kāi)。
20.一種用于在線檢查物體的設(shè)備，包括: 透射X射線管，所述透射X射線管具有聚焦的電子束，所述電子束在安置于此種管內(nèi)部的厚箔片標(biāo)靶上提供了焦點(diǎn)，從而產(chǎn)生一束X射線，該束X射線透過(guò)所述管的端窗從所述管離開(kāi)，形成了 X射線錐體； 其中所述厚箔片的厚度是在50微米與200微米之間，或其中所述標(biāo)靶與所述端窗是由厚至500微米的單一材料制成； 連接到所述X射線管的電源，提供在IOkVp與500kVp之間的可選電子束能量以及可選電子束電流以產(chǎn)生所述X射線束； 對(duì)所述管以及待檢查的物體進(jìn)行的定位，使得待檢查的物體放置在所述X射線錐體內(nèi)部以便被此類(lèi)X射線照射到； 自動(dòng)材料裝卸設(shè)備，用以將所述物體引入到所述X射線錐體中以進(jìn)行檢查且在檢查完成之后將其移除； 至少一個(gè)傳感器，所述傳感器放置在適當(dāng)位置中以對(duì)特定X射線進(jìn)行感測(cè)，所述X射線是從被來(lái)自所述 透射管的X射線照射的所述物體離開(kāi)的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于透射X射線管的厚標(biāo)靶。其涉及50微米以及更厚的厚標(biāo)靶材料在X射線透射管上的使用；涉及可能的標(biāo)靶材料組成，包含各種元素以及其合金、共晶合金、化合物或金屬間化合物；以及涉及利用此類(lèi)厚標(biāo)靶透射X射線管的應(yīng)用。所述標(biāo)靶中有至少一部分的厚度是50微米或更大。所述標(biāo)靶可任選地附接到襯底端窗上，所述襯底端窗基本上可透過(guò)X射線，或足夠厚而無(wú)需此種襯底。應(yīng)用包含產(chǎn)生高百分比的所述厚標(biāo)靶的單色線發(fā)射X射線，以在劑量減少的醫(yī)療成像以及其他非破壞性測(cè)試應(yīng)用中使用。
文檔編號(hào)H01J35/08GK103119686SQ201180041159
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月25日
發(fā)明者王家琦, 布魯斯·布萊恩·帕森斯 申請(qǐng)人:和鑫生技開(kāi)發(fā)股份有限公司