冷陰極X射線管關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、基于場(chǎng)致電子發(fā)射原理制作的冷陰極X射線管跟傳統(tǒng)的熱陰極X射線管相比較，具有能耗低、尺寸小、容易聚焦、反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。隨著X射線成像技術(shù)得到日益廣泛應(yīng)用和成像技術(shù)本身的不斷發(fā)展，開(kāi)發(fā)這種冷陰極X射線管也成為了當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。本論文對(duì)冷陰極X射線管的關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展研究，結(jié)合當(dāng)前X射線管的發(fā)展方向，將制作出一種適用于X射線管的具強(qiáng)聚焦能力的冷陰極電子槍。 通過(guò)測(cè)試碳納米管冷陰極的場(chǎng)發(fā)射特性獲得：在電場(chǎng)強(qiáng)度為11V／μm時(shí)，發(fā)射電流達(dá)到

2、1.5 mA，電流密度為75 mA／cm。，它適合于X射線管電子源應(yīng)用。根據(jù)對(duì)電子槍結(jié)構(gòu)進(jìn)行電場(chǎng)分布、電子運(yùn)動(dòng)軌跡和聚焦特性的模擬結(jié)果，制作出了只有單個(gè)聚焦極的冷陰極電子槍?zhuān)芯苛似涑上窬劢剐阅?，并通過(guò)不斷地優(yōu)化電子槍結(jié)構(gòu)，最后從實(shí)驗(yàn)上確定當(dāng)電子槍的結(jié)構(gòu)參數(shù)為：Df-Z=1.5 mm、df=16mm、Φfoc=7.0 mm、Da-f=5 mm和聚焦極電壓Vfoc=152 V時(shí)，電子槍的成像聚焦性能最好，電子束束斑細(xì)小(當(dāng)陰極發(fā)射電子區(qū)域

3、大小為直徑Φ=1.6 mm時(shí)，所得到的焦斑直徑大小Φ=0.495mm，光斑亮度均勻圓滿(mǎn)，準(zhǔn)確地反映了陰極的形狀。對(duì)電子槍所能提供的束流大小及其影響因素進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示束流大小隨陰極發(fā)射電流的增大呈線性增大；當(dāng)陽(yáng)極電壓從8 kV升高到14 kV時(shí)，電子透過(guò)率從34.2％增大到38.2％。研究了陰極直徑對(duì)電子槍聚焦特性和電子透過(guò)率的影響，發(fā)現(xiàn)陰極直徑對(duì)焦斑大小的影響較明顯，而對(duì)電子透過(guò)率基本無(wú)影響。最后，構(gòu)建了X射線的探測(cè)系統(tǒng)，并將