碳納米管X射線管
X射線管是X射線成像系統(tǒng)最為核心的部件。現(xiàn)有的X射線管存在啟動速度慢、工作溫度高、獲取高分辨率困難、輻射損傷大、功耗高、無法實現(xiàn)對運動物體同步成像、無法實現(xiàn)劑量和能量分別可控等致命缺點,無法滿足下一代X射線成像系統(tǒng)的基本要求。特別地,現(xiàn)在的CT球管存在生產(chǎn)成本高昂的缺點、壽命非常短,對人的輻射傷害非常大等缺點,嚴重阻礙了CT成像系統(tǒng)的發(fā)展。 本項目成果采用獨有的兼?zhèn)涓唠娏髅芏群痛蟀l(fā)射電流的碳納米管場致發(fā)射陣列為電子源,并設計了高效的柵極結構和精細的聚焦透鏡的電子槍,制備出具有劃時代的意義的高速碳納米管X射線管及碳納米管CT球管,具有快速啟動、超低劑量輻射、高分辨率、低功耗、運動閃拍等傳統(tǒng)X射線管無法實現(xiàn)的性能,可滿足新一代CT設備或全數(shù)字X光透射成像設備中快速啟動、高速響應、與運動物體同步、高分辨率、X射線劑量和能量可控等要求,進而推動整個CT產(chǎn)業(yè)和全數(shù)字X光成像設備步入全新的發(fā)展階段。 應用領域及在該領域的特色和先進性: 1.醫(yī)學成像領域:本項目成果應用于CT成像系統(tǒng)時可以實現(xiàn)快怕功能,有效X射線的劑量不到現(xiàn)有CT機的10%,對人體的損害降低了10倍以上,并且分辨率更高,超低功耗。特別地,在運動器官檢測領域和乳腺CT中和有獨特優(yōu)勢。 2.無損探測領域:本項目可以非常容易實現(xiàn)超高分辨率檢測,可以實現(xiàn)100nm至30um的納焦點和微焦點超高分辨率X射線管。 技術指標:啟動時間小于10ns;最高快拍頻率1MHz;分辨率;微納焦點X射線管:100nm-30微米;大功率高分辨X射線管:0.1mm;CT球管:0.6mm;最高耐壓 120kV;最大電流密度 2.5A/cm2;最大束流:500mA;靶傾角:5°~20°;壽命 5萬次完整拍照 本項目產(chǎn)品已經(jīng)解決產(chǎn)業(yè)化的關鍵問題。可以擺脫國外對我國在高端X射線成像領域的壟斷,使我國X射線成像領域步入世界先進行列。
電子科技大學
2021-04-10