Технология создания рентгеновских трубок нового поколения на постоянные и импульсные токи при рабочих напряжениях до 500 кВ

Статус

Активен

Аннотация

Малое инновационное предприятие из г. Рязани разработало технологию и конструкцию рентгеновских трубок нового поколения. Решение на настоящий момент базируется на использовании, по крайней мере, 2-х know-how и 2-х патентоспособных конструкций. Изготовлены образцы малогабаритных рентгеновских трубок постоянного тока на напряжение до 250 кВ с удельной напряженностью по длине изолятора до 50 кВ/см. Это в несколько раз превышает параметры РТ, производимых известными мировыми лидерами.

Описание предложения

Известные источники рентгеновского излучения – рентгеновские трубки (РТ) широко используются в различной аппаратуре, более века применяющейся в таких сферах человеческой деятельности как промышленность, медицина, наука, оборона. Производство РТ относится к области высоких технологий и за рубежом сконцентрировано в крупных фирмах передовых промышленно развитых стран. В России основным разработчиком и производителем РТ с 1949 года был Рентгеновский завод (ОКБРП) ОАО «Светлана», а рентгеновских аппаратов - НПО "Буревестник" (С.-Петербург). Oсновными потребителями продукции являются компании, выпускающие оборудование для промышленного просвечивания, инспекции багажа и грузов в аэропортах и таможенных терминалах, а также для медицинской аппаратуры. В отличие от других электровакуумных и газоразрядных приборов, имеющих жесткую конкуренцию с твердотельными приборами, для рентгеновских трубок в настоящее время альтернативы нет. В то же время процессы развития технологий, обеспечивающих научно-технический прогресс, потребовали существенной модернизации или создания принципиально новых приборов. Характерными требованиями к ним является снижение габаритных параметров и веса, высокая надежность и долговечность при напряжениях до сотен тысяч вольт, малые размеры фокусного пятна, высокий кпд, экологическая чистота. Для решения этой задачи рассмотрен комплекс задач возникающих при конструировании и производстве рентгеновской аппаратуры, вплоть до разработки специализированных аппаратов на основе новых типов рентгеновских источников. Многолетний опыт работы сотрудников компании ООО «ВЭ» в области высоковольтной техники, включая разработку рентгеновских трубок, газоразрядных приборов, вакуумных дугогасительных камер, импульсных генераторов (в т.ч. с наносекундной длительностью), позволил наметить пути решения этой задачи. Решение на настоящий момент базируется на использовании, по крайней мере, 2-х know-how и 2-х патентоспособных конструкций. При проведении поисковой НИР, финансируемой предприятием были изготовлены макетные образцы малогабаритных рентгеновских трубок постоянного тока на напряжение до 250 кВ с удельной напряженностью по длине изолятора до 50 кВ/см. Это в несколько раз превышает параметры РТ, производимых известными мировыми лидерами. Трубки предназначены как для стационарных, так и для переносных аппаратов. Данный проект направлен в первую очередь на создание рентгеновских приборов по уровню существенно выше, известных мировых фирм-производителей рентгеновских приборов. Партнеры имеются.

Инновационные аспекты и преимущества

Существенно улучшить параметры рентгеновских аппаратов можно за счет создания принципиально нового типа излучателей – управляемых по сетке рентгеновских трубок с новыми типами катодов. Эти приборы совмещают преимущества известных приборов постоянного и импульсного тока, дают возможность, раскрыть все достоинства рентгенографии. При этом остается возможность работы с длительностями тока от единиц наносекунд до нескольких секунд (реально трубки постоянного тока работают непрерывно с Базовые принципы техники активного усиления изображения таковы, что она эффективнее откликается на большую энергию, чем на большую мощность воздействующего излучения. По обычной технологии фиксирования изображения (фотопленка с усиливающими экранами) важно получить достаточную мощность (дозу) излучения, т.к. именно она определяет достаточную степень почернения эмульсии. По импульсной технологии при наличии достаточно большого коэффициента усиления современных CCD или CMOS-приборов можно за один импульс, т.е. за существенно меньшую дозу излучения получить полную картину состояния просвечиваемого объекта. В этом состоит еще одно принципиальное отличие импульсных технологий от техники DC. Другие достоинства этой техники. 1. Существенно увеличивается межремонтный срок службы аппарата (не менее 1 тыс. часов, сравнительно с несколькими сотнями часов у известных импульсных аппаратов). Это обусловлено как повышением надежности трубки, так и возможностью работы в импульсном режиме без разрядника-обострителя. 2. Аппарат позволяет изменять анодное напряжение в пределах, по крайней мере, не меньших, чем аппараты, использующие рентгеновские трубки постоянного тока. Доза излучения может изменяться за счет изменения длительности и частоты следования импульсов от однократных до нескольких кГц. 3. При наличии усилителей рентгеновского излучения типа CMOS и/или CCD отпадает необходимость в длительной экспозиции и "мокрой" технологии обработки изображения – усилитель и компьютер предоставляют возможность запоминания картины кратковременной вспышки изображения в рентгеновских лучах и быстрого ее анализа. В этом случае резко уменьшается доза излучения а, следовательно, существенно повышается экологическая безопасность аппарата. 4. Снижаются габариты и вес аппарата.

Технологические ключевые слова

01001 Электроника, микроэлектроника
01 ЭЛЕКТРОНИКА, ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ

Коды рыночных применений

03001 Электронные компоненты
03 ПРОЧИЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ СРЕДСТВА
03007 Аналитические и научные приборы

Права интеллектуальной собственности

Патент получен

Комментарии, дата и номер патента

Бочков В.Д. Патент РФ №2418339 «Высоковольтный электронный прибор». Приоритет от 28.01.2010. Bochkov V.D., "High-Voltage Electronic Device", Patent US 8,735,866 B2. Issue Date of Patent: May 27. 2014

Дата профиля

27.02.2015