本发明提供了一种图案化碳纳米管阴极的反射式X射线源结构,其包括碳纳米管、导电底座、绝缘罩、绝缘垫片、聚焦桶、栅网、阳极靶、铍窗和球管,绝缘罩的底部与导电底座配合并将碳纳米管、绝缘垫片和栅网由下而上依次安装在导电底座的顶部,聚焦桶设置在绝缘罩的顶部,当对导电底座和栅网分别施加电压到阈值后,通过栅网调控碳纳米管产生的电流强度,电子从碳纳米管的端面拉出,经过聚焦桶进行电子聚焦形成光斑打在阳极靶上,产生X射线并朝铍窗方向透射出去。采用本发明,能解决传统X射线源采用热阴极作为电子源而导致工作温度高、功耗大、启动速度慢,使用寿命短、不利于实现射线源的小型化的问题,同时实现对场致发射的调控。
一种图案化碳纳米管阴极的反射式X射线源结构,其特征在于,包括碳纳米管、导电底座、绝缘罩、绝缘垫片、聚焦桶、栅网、阳极靶、铍窗和球管,所述碳纳米管、导电底座、绝缘罩、绝缘垫片、聚焦桶和栅网封装在所述球管的内部,所述绝缘罩的底部与所述导电底座配合并将所述碳纳米管、绝缘垫片和栅网由下而上依次安装在所述导电底座的顶部,所述聚焦桶设置在所述绝缘罩的顶部;所述导电底座设有第一法兰盘和设置于所述第一法兰盘上的一级台阶,所述绝缘罩的底部设有与所述一级台阶配合连接的第一阶梯孔,所述绝缘罩还设有第二法兰盘,所述第二法兰盘与第一法兰盘通过螺钉连接,所述一级台阶上设有二级台阶,所述绝缘垫片上设有与所述二级台阶配合连接的第二阶梯孔,且所述第二阶梯孔连通于所述碳纳米管和栅网之间,所述二级台阶的端面中部设有凹槽,所述凹槽的尺寸与所述碳纳米管的尺寸匹配,所述绝缘罩的顶部设有与所述聚焦桶配合连接的第三阶梯孔
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评价单位:“科创中国”天津中科院先进科技成果技术转移转化专业科技服务团 (天津中科先进技术产业有限公司)
评价时间:2023-08-30
综合评价
创新性: 该科技成果的创新性主要体现在以下几个方面:
纳米材料应用: 采用碳纳米管作为阴极材料是创新的一大亮点。碳纳米管具有优异的电子发射性能,使得电子束产生高亮度X射线成为可能。
图案化设计: 通过图案化的设计策略,实现碳纳米管阴极的排列和控制,使得电子发射能够更精确地产生定向的X射线束。
小尺寸高分辨率成像: 结构的小尺寸特性和高分辨率成像能力为医学影像和材料分析等领域提供了新的可能性。
多领域应用: 该技术不仅适用于医学领域,还在工业检测、文化遗产保护、材料研究等多个领域都有广泛的应用前景。
应用前景: 这种科技成果具有广泛的应用前景,包括但不限于医学影像、工业检测、材料研究、文化遗产保护等领域。其高亮度、小尺寸高分辨率成像等特点,使其成为这些领域的重要技术工具。
技术挑战: 尽管具有许多优点,该技术仍然面临一些挑战,如电子束的控制和调节、辐射安全等。这些挑战需要在技术开发和应用过程中得到逐步解决。
跨学科合作: 这一科技成果涉及多个领域的交叉合作,包括纳米材料、电子学、射线物理等。跨学科合作为该技术的成功应用提供了坚实的基础。
社会影响: 该技术在医学诊断、安全检测、文化遗产保护等领域具有重要的社会影响。通过提高成像质量、准确性和效率,有望为人类健康、安全和文化遗产的保护做出贡献。
综合来看,这种图案化碳纳米管阴极的反射式X射线源结构是一项具有创新性、应用前景广泛的科技成果。尽管在技术开发和应用中可能会面临挑战,但其潜在影响和价值使其成为射线技术和成像领域的重要进步之一。
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