冷陰極X射線管關鍵技術的研究.pdf

1、基于場致電子發(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、反應速度快等優(yōu)點。隨著X射線成像技術得到日益廣泛應用和成像技術本身的不斷發(fā)展，開發(fā)這種冷陰極X射線管也成為了當前的研究熱點。本論文對冷陰極X射線管的關鍵技術開展研究，結合當前X射線管的發(fā)展方向，將制作出一種適用于X射線管的具強聚焦能力的冷陰極電子槍。 通過測試碳納米管冷陰極的場發(fā)射特性獲得：在電場強度為11V／μm時，發(fā)射電流達到

2、1.5 mA，電流密度為75 mA／cm。，它適合于X射線管電子源應用。根據(jù)對電子槍結構進行電場分布、電子運動軌跡和聚焦特性的模擬結果，制作出了只有單個聚焦極的冷陰極電子槍，研究了其成像聚焦性能，并通過不斷地優(yōu)化電子槍結構，最后從實驗上確定當電子槍的結構參數(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，電子槍的成像聚焦性能最好，電子束束斑細小(當陰極發(fā)射電子區(qū)域

3、大小為直徑Φ=1.6 mm時，所得到的焦斑直徑大小Φ=0.495mm，光斑亮度均勻圓滿，準確地反映了陰極的形狀。對電子槍所能提供的束流大小及其影響因素進行了研究，實驗結果顯示束流大小隨陰極發(fā)射電流的增大呈線性增大；當陽極電壓從8 kV升高到14 kV時，電子透過率從34.2％增大到38.2％。研究了陰極直徑對電子槍聚焦特性和電子透過率的影響，發(fā)現(xiàn)陰極直徑對焦斑大小的影響較明顯，而對電子透過率基本無影響。最后，構建了X射線的探測系統(tǒng)，并將