DE202013005768U1 - Device for generating X-radiation by means of pyroelectric material - Google Patents

Device for generating X-radiation by means of pyroelectric material Download PDF

Info

Publication number
DE202013005768U1
DE202013005768U1 DE202013005768U DE202013005768U DE202013005768U1 DE 202013005768 U1 DE202013005768 U1 DE 202013005768U1 DE 202013005768 U DE202013005768 U DE 202013005768U DE 202013005768 U DE202013005768 U DE 202013005768U DE 202013005768 U1 DE202013005768 U1 DE 202013005768U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electron
pyroelectric material
radiation
target
electrons
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE202013005768U
Other languages
German (de)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technische Universitaet Bergakademie Freiberg
Original Assignee
Technische Universitaet Bergakademie Freiberg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technische Universitaet Bergakademie Freiberg filed Critical Technische Universitaet Bergakademie Freiberg
Priority to DE202013005768U priority Critical patent/DE202013005768U1/en
Publication of DE202013005768U1 publication Critical patent/DE202013005768U1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00—X-ray tubes
    • H01J35/02—Details
    • H01J35/14—Arrangements for concentrating, focusing, or directing the cathode ray
    • H01J35/147—Spot size control
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00—X-ray tubes
    • H01J35/02—Details
    • H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/06—Cathodes
    • H01J35/066—Details of electron optical components, e.g. cathode cups
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00—X-ray tubes
    • H01J35/02—Details
    • H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/08—Anodes; Anti cathodes
    • H01J35/112—Non-rotating anodes
    • H01J35/116—Transmissive anodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00—X-ray tubes
    • H01J35/02—Details
    • H01J35/14—Arrangements for concentrating, focusing, or directing the cathode ray

Abstract

Vorrichtung (40) zur Erzeugung von Röntgenstrahlung mittels pyroelektrischen Materials (1), wobei sich in einer Vakuumkammer (17) pyroelektrisches Material (1) auf einem Träger (6) mit der Temperaturdifferenz ΔT zur Ausbildung eines elektrischen Polarisationsfeldes E befindet, in dem darin befindliche freie Elektronen (7) auf ein Target (5) beschleunigt werden, wodurch Röntgenstrahlung (9) entsteht, wobei ein als Kathode betreibbares Elektronenemissionselement (2) zwischen pyroelektrischem Material (1) und Target (5) platziert ist, vom elektrischen Polarisationsfeld E durchdrungen ist und zweite Elektronen (8) durch Emission zur Verfügung stellt, die im elektrischen Polarisationsfeld E ebenfalls beschleunigt werden und eine intensitätserhöhte Röntgenstrahlung (99) nach Aufprall auf das Target (5) erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vakuumkammer (17) ein elektronenoptisches Bauteil (19) zur Fokussierung eines Elektronenstrahls (37), das zumindest das pyroelektrische Material (1) umfasst, eingebracht ist, wobei die Fokussierung des Elektronenstrahls (37), bestehend aus den ersten Elektronen (7) und aus den zweiten Elektronen (8) im elektrischen Polarisationsfeld E, auf das Target (5) erfolgt, um das Profil des Elektronenstrahls (37) und die Flächendichte bezüglich der auf das Target (5) aufprallenden ersten Elektronen (7) und zweiten Elektronen (8) zur Erzeugung einer gegenüber der intensitätserhöhten Röntgenstrahlung (99) noch intensitätshöheren Röntgenstrahlung (100) einzustellen, und wobei das als Kathode betreibbare Elektronenemissionselement (2) zwischen dem pyroelektrischen Material (1) und der Öffnung (32) des elektronenoptischen Bauteils (19) zur Fokussierung des Elektronenstrahls (37) angeordnet ist.Device (40) for generating X-ray radiation by means of pyroelectric material (1), wherein in a vacuum chamber (17) pyroelectric material (1) on a support (6) with the temperature difference .DELTA.T for forming an electric polarization field E is located therein free electrons (7) on a target (5) are accelerated, whereby X-radiation (9) is formed, wherein a cathode operable as an electron emission element (2) between pyroelectric material (1) and target (5) is placed, is penetrated by the electric polarization field E. and second electrons (8) by emission, which are also accelerated in the electric polarization field E and generate an intensity-increased X-radiation (99) after impact on the target (5), characterized in that in the vacuum chamber (17) an electron-optical component (19) for focusing an electron beam (37), at least the pyroelectric Ma wherein the focusing of the electron beam (37), consisting of the first electrons (7) and of the second electrons (8) in the electric polarization field E, on the target (5) takes place around the profile of the electron beam (37) and the surface density with respect to the first (7) and second (8) electrons striking the target (5) to produce an even higher intensity X-radiation (100) than the intensity-enhanced X-radiation (99); Cathode-operable electron emission element (2) between the pyroelectric material (1) and the opening (32) of the electron-optical component (19) for focusing the electron beam (37) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Röntgenstrahlung mittels pyroelektrischen Materials, wobei sich in einer Vakuumkammer pyroelektrisches Material auf einem Träger mit einer Temperaturdifferenz ΔT zur Ausbildung eines elektrischen Polarisationsfeldes E befindet, in dem darin befindliche freie Elektronen auf ein Target beschleunigt werden, wodurch Röntgenstrahlung entsteht,
wobei ein als Kathode betreibbares Elektronenemissionselement zwischen dem pyroelektrischen Material und dem Target platziert ist, vom elektrischen Polarisationsfeld durchdrungen ist und durch Emission von Elektronen freie zweite Elektronen zur Verfügung stellt, die im elektrischen Polarisationsfeld E ebenfalls beschleunigt werden und eine zusätzliche Röntgenstrahlung nach Aufprall auf das Target erzeugen.The invention relates to a device for generating X-radiation by means of pyroelectric material, wherein in a vacuum chamber pyroelectric material is on a support with a temperature difference .DELTA.T for forming an electric polarization field E, are accelerated therein located free electrons to a target, whereby X-radiation is formed .
wherein an electron-emitting element operable as a cathode is placed between the pyroelectric material and the target, penetrated by the electric polarization field and by emission of electrons free second electrons available, which are also accelerated in the electric polarization field E and an additional X-radiation after impact on the target produce.

Bei pyroelektrischen Materialien wird durch eine Temperaturänderung eine Polarisationsänderung im Material hervorgerufen, was als pyroelektrischer Effekt bekannt ist. Geschieht dies im Vakuum, kann die veränderte Polarisation des pyroelektrischen Materials nicht durch Gasteilchen aus der Umgebung abgeschirmt werden und es entstehen unkompensierte Oberflächenladungen und damit ein Potentialunterschied zwischen voneinander beabstandeten Oberflächen des pyroelektrischen Materials. Der entstehende Potentialunterschied kann ausgenutzt werden, um zunächst hochenergetische Elektronen zu erzeugen, indem einerseits die vom pyroelektrischen Material emittierten Elektronen und andererseits aus dem ionisierten Restgas innerhalb des Vakuums stammenden Elektronen durch das elektrische Polarisationsfeld des pyroelektrischen Materials (Pyroelektrikum) beschleunigt werden. Treffen die Elektronen mit Energien im Bereich um die 100 keV auf das Target, entstehen Bremsstrahlung sowie charakteristische Röntgenstrahlung des Targets.In pyroelectric materials, a temperature change causes a change in the polarization of the material, which is known as a pyroelectric effect. If this happens in a vacuum, the altered polarization of the pyroelectric material can not be shielded by gas particles from the environment and there are uncompensated surface charges and thus a potential difference between spaced-apart surfaces of the pyroelectric material. The resulting potential difference can be exploited to first generate high-energy electrons, on the one hand accelerated by the pyroelectric material emitted electrons and on the other hand from the ionized residual gas within the vacuum originating electrons through the electric polarization field of the pyroelectric material (pyroelectric). If the electrons hit the target with energies in the range around 100 keV, bremsstrahlung and characteristic X-rays of the target are generated.

Eine in der Druckschrift WO 03/098265 A1 oder WO 2006/060030 A2 beschriebene herkömmliche Vorrichtung 20 zur Erzeugung von Röntgenstrahlung mittels pyroelektrischen Materials 1 besteht in einer schematischen Darstellung gemäß 1 zumindest aus einer Vakuumkammer 17 mit Anschluss an ein Pumpsystem 11 und einen Drucksensor 12. In der Vakuumkammer 17 befindet sich auf einem Träger 6 das pyroelektrische Material 1 (z. B. BaTiO3, LiNbO3, LiTaO3). Die Einstellung einer Temperaturdifferenz ΔT zur Erzeugung einer Polarisationsänderung und somit eines Potentialunterschieds ΔU zwischen den beiden Oberflächen 22 und 23 des pyroelektrischen Materials 1 erfolgt über ein Heizelement 3 oder über ein Kühlelement. Mit einem Temperatursensor 4 kann die aktuelle Temperatur im Bereich des pyroelektrischen Materials 1 bestimmt werden.One in the publication WO 03/098265 A1 or WO 2006/060030 A2 described conventional device 20 for generating X-radiation by means of pyroelectric material 1 consists in a schematic representation according to 1 at least from a vacuum chamber 17 with connection to a pumping system 11 and a pressure sensor 12 , In the vacuum chamber 17 is on a carrier 6 the pyroelectric material 1 (eg BaTiO 3 , LiNbO 3 , LiTaO 3 ). The setting of a temperature difference .DELTA.T for generating a polarization change and thus a potential difference .DELTA.U between the two surfaces 22 and 23 of the pyroelectric material 1 via a heating element 3 or via a cooling element. With a temperature sensor 4 can be the current temperature in the range of pyroelectric material 1 be determined.

Durch die temperaturabhängige Polarisationsänderung und den daraus folgenden Potentialunterschied ΔU bildet sich ein starkes elektrisches Polarisationsfeld E um das pyroelektrische Material 1 aus, sodass auch das Restgas in der Vakuumkammer 17 ionisiert wird, Elektronen 7 emittiert werden und sich ein Oberflächenplasma auf dem pyroelektrischen Material 1 ausbildet. Die nunmehr freien Elektronen 7 werden im elektrischen Polarisationsfeld E bis zu ca. 100 keV beschleunigt und treffen auf ein als Target 5 ausgebildetes Vakuumfenster, wobei eine Röntgenstrahlung 9 entsteht, die in einem von dem Target 5 der Vakuumkammer 17 beabstandeten Detektor 10 registriert werden kann. Das Target 5 kann z. B. ein Folientarget sein.Due to the temperature-dependent polarization change and the resulting potential difference ΔU, a strong electric polarization field E forms around the pyroelectric material 1 so that also the residual gas in the vacuum chamber 17 is ionized, electrons 7 be emitted and a surface plasma on the pyroelectric material 1 formed. The now free electrons 7 be accelerated in the electric polarization field E up to about 100 keV and meet on as a target 5 trained vacuum window, wherein an X-ray 9 arises in one of the target 5 the vacuum chamber 17 spaced detector 10 can be registered. The target 5 can z. B. be a film target.

Die Temperaturdifferenz ΔT kann entweder mittels des Heizelements 3 in Form eines hochohmigen Heizwiderstands oder eines Peltierelements, mit dem sowohl geheizt als auch gekühlt werden kann, erreicht werden. Zum Kühlen ist es zudem möglich, ein aktives Luft- oder Wasserkühlsystem im Bereich des pyroelektrischen Materials 1 einzusetzen. Je nach Polarisation des pyroelektrischen Materials 1 und Richtung der Temperaturänderung ΔT können entweder Elektronen oder Restgasionen weg von der Materialoberfläche 22 beschleunigt werden. Die Anordnung der Elemente: Heizelement 3, Träger 6, pyroelektrisches Material 1 und Folientarget 5 in der Vakuumkammer 17 stellt somit eine Röntgenquelle 21 mit einer Erzeugung eines hochenergetischen Elektronenstrahls dar, die genutzt wird, wobei nur in jeweils einem Teilzyklus, also in einem Heizzyklus oder in einem Kühlzyklus, Elektronen 7 bereitgestellt werden können. Innerhalb eines vorhandenen Heiz-Kühl-Zyklus kann hingegen in beiden Teilzyklen Röntgenstrahlung 9 erzeugt werden.The temperature difference .DELTA.T can either by means of the heating element 3 in the form of a high-resistance heating resistor or a Peltier element, with both heated and cooled can be achieved. For cooling, it is also possible to have an active air or water cooling system in the area of the pyroelectric material 1 use. Depending on the polarization of the pyroelectric material 1 and direction of temperature change ΔT may be either electrons or residual gas ions away from the material surface 22 be accelerated. The arrangement of elements: heating element 3 , Carrier 6 , pyroelectric material 1 and foil target 5 in the vacuum chamber 17 thus provides an X-ray source 21 with a generation of a high-energy electron beam, which is used, wherein only in one sub-cycle, ie in a heating cycle or in a cooling cycle, electrons 7 can be provided. Within an existing heating-cooling cycle, however, X-radiation can occur in both partial cycles 9 be generated.

Das Folientarget 5 zur Erzeugung der Röntgenstrahlung 9 durch Abbremsung hochenergetischer Teilchen kann sich zum einen innerhalb der Vakuumkammer 17 befinden, wobei die entstehende Röntgenstrahlung 9 durch das dünne Folientarget 5 (aus Kapton, Beryllium o. Ä.) nach außen gelangen kann. Zum anderen kann das verwendete Folientarget 5 auch direkt selbst beschichtet werden oder aus einem geeigneten chemischen Stoff entsprechender Dicke D bestehen, sodass ein als fensterartiges Transmissionstarget ausgebildetes Folientarget 5 vorliegt. In allen Ausgestaltungen kann das Folientarget 5 noch mit chemischen Stoffen beschichtet werden, um im Röntgenspektrum 25 (gemäß 4) der Röntgenstrahlung 9 zusätzliche charakteristische Linien der im aufgebrachten chemischen Stoff enthaltenen chemischen Elemente zu erzeugen.The foil target 5 for generating the X-ray radiation 9 By slowing down high-energy particles can be on the one hand within the vacuum chamber 17 where the resulting X-ray radiation 9 through the thin foil target 5 (from Kapton, beryllium, or similar) can escape to the outside. On the other hand, the film target used 5 also be self-coated or consist of a suitable chemical substance corresponding thickness D, so that designed as a window-like transmission target film target 5 is present. In all embodiments, the film target 5 still be coated with chemicals to X-ray spectrum 25 (according to 4 ) of the X-radiation 9 to generate additional characteristic lines of the chemical elements contained in the applied chemical substance.

Die Dicke des pyroelektrischen Materials 1 beeinflusst die Energie der Elektronen 8 und damit das Spektrum der pyroelektrischen Röntgenquelle 21. Mit zunehmender Dicke D des pyroelektrischen Materials 1 steigt das Beschleunigungspotential ΔU an.The thickness of the pyroelectric material 1 affects the energy of the electrons 8th and thus the spectrum of the pyroelectric X-ray source 21 , With increasing thickness D of the pyroelectric material 1 the acceleration potential ΔU increases.

Prinzipiell kann das pyroelektrische Material 1 eine beliebige Form haben, z. B. Zylinder, Quader etc. Die Größe der Oberfläche 22 des pyroelektrischen Materials 1 bestimmt dabei die Intensität der Röntgenquelle 21 und die Form des pyroelektrischen Materials 1 bestimmt die Form und Größe des Röntgenstrahlenemittierenden Bereichs 36 des Targets 5. Üblicherweise können als pyroelektrisches Material 1 Kristalle von z. B. BaTiO3, LiNbO3, LiTaO3, Pb(Zr, Ti)O3, (Sr, Ba)Nb2O6, Triglycinsulfat oder Polymere wie z. B. PVDF, Nylon-11 eingesetzt werden.In principle, the pyroelectric material 1 have any shape, z. As cylinder, cuboid etc. The size of the surface 22 of the pyroelectric material 1 determines the intensity of the X-ray source 21 and the shape of the pyroelectric material 1 determines the shape and size of the X-ray emitting region 36 of the target 5 , Usually, as pyroelectric material 1 Crystals of z. B. BaTiO 3 , LiNbO 3 , LiTaO 3 , Pb (Zr, Ti) O 3 , (Sr, Ba) Nb 2 O 6 , triglycine sulfate or polymers such. As PVDF, nylon-11 can be used.

Ansätze zur Verbesserung der Ausbeute von Röntgenquellen mittels pyroelektrischen Materials sind in der Druckschrift DE 10 2007 053 076 A1 beschrieben. Dort werden eine Desorption und eine Adsorption von Teilchen auf einer Oberfläche des pyroelektrischen Materials beschrieben, um die Röntgenemissionsrate zu erhöhen und einen stationären Betrieb ohne Heiz-Kühl-Zyklen zu ermöglichen.Approaches to improve the yield of X-ray sources by means of pyroelectric material are in the document DE 10 2007 053 076 A1 described. There, a desorption and adsorption of particles on a surface of the pyroelectric material are described in order to increase the X-ray emission rate and to allow stationary operation without heating-cooling cycles.

Eine pyroelektrische Kalibrierungsquelle für Röntgendetektoren ist in der Druckschrift WO 03098265 A1 beschrieben.A pyroelectric calibration source for X-ray detectors is in the document WO 03098265 A1 described.

Eine weitere Röntgenquelle mittels pyroelektrischen Materials ist in der Druckschrift US 3840748 A beschrieben, und es wird dort der gemessene Elektronenstrom in der Größenordnung von Nanoampere angegeben.Another X-ray source by means of pyroelectric material is in the document US 3840748 A described and there is the measured electron current in the order of nanoamps indicated.

In einer weiteren Druckschrift Jeffrey A. Geuther, Yaron Danon: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 261 (2007) 110–113 sind die gemessenen Ströme mit 10–12 A bis 10–10 A angegeben. Folglich ist die Intensität der erzeugten Röntgenstrahlung verglichen mit herkömmlichen Röntgenröhren, bei denen bis zu 0,1 A gebräuchlich sind, etwa 9 bis 11 Größenordnungen geringer.In another document Jeffrey A. Geuther, Yaron Danon: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 261 (2007) 110-113 the measured currents are given as 10 -12 A to 10 -10 A. As a result, the intensity of the generated X-radiation is about 9 to 11 orders of magnitude lower than conventional X-ray tubes, where up to 0.1 A is used.

Das Problem herkömmlicher Röntgenquellen 21 mittels pyroelektrischen Materials ist der vergleichsweise geringe Strom bzw. die niedrige Röntgenintensität.The problem of conventional X-ray sources 21 By means of pyroelectric material is the comparatively low current or the low X-ray intensity.

Eine Röntgenstrahlenquelle ist in der Druckschrift WO 2008/123301 beschrieben, wobei die Röntgenstrahlenquelle umfasst:

  • – einen Vakuumbehälter mit einer Niederdruck-Gasatmospäre,
  • – mindestens einen im Vakuumbehälter angeordneten hemimorphen Kristall,
  • – ein die Temperatur des hemimorphen Kristalls erhöhenden Elements,
  • – eine Kaltkathoden-Elektronenquelle, die sich innerhalb der Reichweite des elektrischen Feldes des hemimorphen Kristalls befindet, wobei eine Elektronenemission durch das elektrische Feld erzeugt wird,
  • – ein elektrisch leitendes Mittel zum Erzeugen von Röntgenstrahlen, das innerhalb der Reichweite des vom hemimorphen Kristall erzeugten elektrischen Feldes innerhalb des Vakuumbehälters angeordnet ist.
An X-ray source is in the document WO 2008/123301 described, wherein the X-ray source comprises:
  • A vacuum container with a low-pressure gas atmosphere,
  • At least one hemimorphic crystal arranged in the vacuum container,
  • A temperature-increasing element of the hemimorph crystal,
  • A cold cathode electron source located within the range of the electric field of the hemimorph crystal, whereby an electron emission is generated by the electric field,
  • An electrically conductive means for generating X-rays located within the range of the electric field generated by the hemimorph crystal within the vacuum vessel.

Der hemimorphe Kristall kann durch die angegebenen Eigenschaften auch als pyroelektrischer Kristall ausgebildet sein.The hemimorphic crystal can also be formed by the specified properties as a pyroelectric crystal.

Mit der in 2 dargestellten Konfiguration ist es mittels des beigefügten, als Kaltkathode betreibbaren Elektronenemissionselements möglich, Röntgenstrahlen mit einer Intensität über ein vorgegebenes Niveau für eine lange Zeit zu erzeugen.With the in 2 In the illustrated configuration, by means of the attached cold-cathode operable electron-emitting element, it is possible to generate X-rays having an intensity above a predetermined level for a long time.

In 2 ist eine schematische Darstellung, die weitgehend der in der Druckschrift WO 2008/123301 A1 angegebenen Vorrichtung 30 zur Erzeugung von Röntgenstrahlung 99 mittels pyroelektrischen Materials 1 gemäß dem Stand der Technik entspricht, gezeigt,
wobei die Vorrichtung 30 zumindest umfasst

  • – eine Vakuumkammer 17 mit einem Anschluss an ein Pumpsystem 11 und einen Drucksensor 12,
  • – einen Träger 6,
  • – das auf dem Träger 6 aufgebrachte pyroelektrische Material 1,
  • – ein mit dem Träger 6 in Verbindung stehendes Element 3 zur Heizung und/oder zur Kühlung des pyroelektrischen Materials 1,
  • – ein Target 5, an dem die Röntgenstrahlung 9 entsteht und das dem pyroelektrischen Material 1 beabstandet gegenüberliegt,
  • – einen Detektor 10, der die am Target 5 entstehende Röntgenstrahlung 9 außerhalb der Vakuumkammer 17 registriert,
  • – eine Steuereinheit 18, die mit einem Drucksensor 12 zur Messung des Vakuums in der Vakuumkammer 17 in Verbindung steht,
  • – eine Spannungsquelle 14 zum Betreiben des Elements 3 zur Heizung und/oder zur Kühlung, die mit der Steuereinheit 18 in Verbindung steht,
  • – ein Messgerät, das über einem Temperatursensor 4 zur Erfassung der Temperatur T einerseits mit dem Träger 6 in Verbindung steht und andererseits mit der Steuereinheit 18 zur Verarbeitung von Temperaturänderungen ΔT verbunden ist,
wobei sich in der Vakuumkammer 17 das pyroelektrische Material 1 auf dem Träger 6 mit einer Temperaturdifferenz ΔT zur Ausbildung eines elektrischen Polarisationsfeldes E vorgegebener Feldstärke befindet, sodass durch das elektrische Polarisationsfeld Elektronen 7 auf das Target 5 beschleunigt werden, wodurch die Röntgenstrahlung 9 entsteht,
wobei ein Elektronenemmssionselement 2 zwischen dem pyroelektrischen Material 1 und dem Target 5 angeordnet ist und mit einer Spannungsquelle 13 in Verbindung steht, die mit einer Steuereinheit 18 in Bezug auf Strom- und Spannungsversorgung dem Elektronenemissionselement 2 verbunden ist, wobei das Elektronenemissionselement 2 von der Steuereinheit 18 und der Spannungsquelle 13 als Kathode zur Feldemission von zweiten Elektronen 8 innerhalb der Vakuumkammer 17 betreibbar ist, wobei die zweiten Elektronen 8 im elektrischen Polarisationsfeld des pyroelektrischen Materials 1 ebenfalls beschleunigt werden und zusätzliche Röntgenstrahlung zur herkömmlichen, ohne den Einbau des Elektronenemissionselements 2 berücksichtigenden Röntgenstrahlung 9 erzeugen, so dass eine intensitätserhöhte Röntgenstrahlung 99 erreicht wird.In 2 is a schematic representation, which is largely that in the document WO 2008/123301 A1 specified device 30 for generating X-ray radiation 99 by means of pyroelectric material 1 according to the prior art, shown
the device 30 at least includes
  • - a vacuum chamber 17 with a connection to a pumping system 11 and a pressure sensor 12 .
  • - a carrier 6 .
  • - that on the carrier 6 applied pyroelectric material 1 .
  • - one with the carrier 6 related element 3 for heating and / or for cooling the pyroelectric material 1 .
  • - a target 5 at which the x-ray radiation 9 arises and that the pyroelectric material 1 spaced apart,
  • - a detector 10 who's at the target 5 resulting X-radiation 9 outside the vacuum chamber 17 registered,
  • - a control unit 18 that with a pressure sensor 12 for measuring the vacuum in the vacuum chamber 17 communicates
  • - a voltage source 14 to operate the element 3 for heating and / or cooling, with the control unit 18 communicates
  • - a measuring device that is above a temperature sensor 4 for detecting the temperature T on the one hand with the carrier 6 and on the other hand with the control unit 18 connected to the processing of temperature changes ΔT,
being in the vacuum chamber 17 the pyroelectric material 1 on the carrier 6 with a temperature difference .DELTA.T for forming an electric polarization field E of predetermined field strength, so that by the electric polarization field electrons 7 on the target 5 be accelerated, reducing the X-rays 9 arises
wherein an electron-emitting element 2 between the pyroelectric material 1 and the target 5 is arranged and with a voltage source 13 communicating with a control unit 18 in terms of power and voltage supply to the electron emission element 2 is connected, wherein the electron emission element 2 from the control unit 18 and the voltage source 13 as a cathode for the field emission of second electrons 8th inside the vacuum chamber 17 is operable, with the second electrons 8th in the electric polarization field of the pyroelectric material 1 are also accelerated and additional X-radiation to the conventional, without the installation of the electron emission element 2 taking into account X-ray radiation 9 generate, so that an intensity-enhanced X-ray radiation 99 is reached.

Eine weitere Röntgenstrahlen-Vorrichtung ist in der Druckschrift JP 2010 015 711 A beschrieben, wobei ein Behälter vorhanden ist, der Vakuum oder auch eine Niederdruck-Gasatmosphäre enthält sowie in dem mindestens auch ein hemimorpher Kristall angeordnet ist. Es kann eine Erhöhung oder eine Senkung der Temperatur im hemimorphen Kristall durchgeführt werden. Dazu ist eine Feldemissionselektronenquelle in den Behälter eingebaut. Die Emission der zusätzlichen zweiten Elektronen wird von außen gesteuert. Des Weiteren ist ein Metall-Target zur Röntgenstrahlenerzeugung innerhalb des Bereichs des elektrischen Feldes vorhanden, das vom hemimorphen Kristall erzeugt wird. Das Metall-Target erhält eine Bestrahlung von Elektronen aus dem hemimorphen Kristall oder von der Feldemissionselektronenquelle oder von beiden.Another x-ray device is in the document JP 2010 015 711 A described, wherein a container is present, the vacuum or a low pressure gas atmosphere contains and in which at least one hemimorphic crystal is arranged. There may be an increase or decrease in the temperature in the hemimorph crystal. For this purpose, a field emission electron source is installed in the container. The emission of the additional second electrons is controlled from the outside. Furthermore, there is a metal target for x-ray generation within the range of the electric field generated by the hemimorph crystal. The metal target receives irradiation of electrons from the hemimorph crystal or from the field emission electron source or both.

In beiden genannten Druckschriften spielt die Feldemission von Elektronen die wesentliche Rolle.In both publications, the field emission of electrons plays the essential role.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erzeugung von Röntgenstrahlung mittels pyroelektrischen Materials anzugeben, die derart geeignet ausgebildet ist, dass eine Verbesserung eines gerichteten Elektronenstrahls in der Vakuumkammer und somit eine Erhöhung der Ausbeute an Röntgenstrahlung einschließlich einer Vergrößerung der Elektronenstrahlflächendichte auf dem Target erreicht werden.The invention is therefore based on the object of specifying a device for generating X-radiation by means of pyroelectric material, which is designed so suitable that an improvement of a directed electron beam in the vacuum chamber and thus an increase in the yield of X-radiation including an increase in the electron beam surface density on the target be achieved.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Schutzanspruchs 1 gelöst. Die Vorrichtung zur Erzeugung von Röntgenstrahlung mittels pyroelektrischen Materials enthält zumindest in einer Vakuumkammer pyroelektrisches Material auf einem Träger mit einer eingestellten Temperaturdifferenz ΔT zur Ausbildung eines elektrischen Polarisationsfeldes E mit vorgegebener Feldstärke, in dem darin befindliche Elektronen auf ein Target beschleunigt werden, wodurch Röntgenstrahlung entsteht,
wobei ein als Kathode betreibbares Elektronenemissionselement zwischen dem pyroelektrischen Material und Target platziert ist und durch Emission zweite Elektronen zur Verfügung stellt, die im elektrischen Polarisationsfeld E des pyroelektrischen Materials ebenfalls beschleunigt werden und eine zusätzliche Röntgenstrahlung erzeugen.
wobei gemäß dem Kennzeichenteil des Schutzanspruchs 1
in der Vakuumkammer ein elektronenoptisches Bauteil zur Fokussierung eines Elektronenstrahls, das zumindest das pyroelektrische Material umfasst, eingebracht ist, wobei die Fokussierung des Elektronenstrahls, bestehend aus den ersten Elektronen und aus den zweiten Elektronen im elektrischen Polarisationsfeld E, auf das Target erfolgt, um das Profil des Elektronenstrahls und die Flächendichte bezüglich der auf das Target aufprallenden ersten Elektronen und zweiten Elektronen zur Erzeugung einer gegenüber der intensitätserhöhten Röntgenstrahlung noch intensitätshöheren Röntgenstrahlung einzustellen, und wobei das als Kathode betreibbare Elektronenemissionselement zwischen dem pyroelektrischen Material und der Öffnung des elektronenoptischen Bauteils zur Fokussierung des Elektronenstrahls angeordnet ist.The object is solved by the features of the protection claim 1. The device for generating X-ray radiation by means of pyroelectric material contains at least in a vacuum chamber pyroelectric material on a support with a set temperature difference .DELTA.T for forming an electric polarization field E with a predetermined field strength in which electrons therein are accelerated to a target, whereby X-radiation is formed,
wherein an electron-emitting element operable as a cathode is placed between the pyroelectric material and target and by emission provides second electrons which are also accelerated in the electric polarization field E of the pyroelectric material and generate additional X-radiation.
wherein according to the characterizing part of the protection claim 1
in the vacuum chamber, an electron-optical component for focusing an electron beam, which comprises at least the pyroelectric material is introduced, wherein the focusing of the electron beam, consisting of the first electron and from the second electron in the electric polarization field E, is carried out on the target to the profile of the electron beam and the surface density with respect to the impacting on the target first electron and second electrons to produce a relation to the intensity-enhanced X-radiation even higher intensity X-ray set, and wherein the cathode-operable electron emission element between the pyroelectric material and the opening of the electron-optical component for focusing the electron beam is.

Dabei kann die Vorrichtung zumindest umfassen:

  • – die Vakuumkammer mit einem Anschluss an ein Pumpsystem und einem Drucksensor,
  • – den Träger,
  • – das auf dem Träger aufgebrachte pyroelektrische Material,
  • – ein mit dem Träger in Verbindung stehendes Element zur Heizung und/oder Kühlung des pyroelektrischen Materials,
  • – das Target, an dem die Röntgenstrahlung entsteht und das dem pyroelektrischen Material beabstandet gegenüberliegt,
  • – einen außerhalb der Vakuumkammer angeordneten Detektor, der die am Target entstehende Röntgenstrahlung außerhalb der Vakuumkammer registriert,
  • – eine Steuereinheit, die zumindest mit dem Drucksensor zur Messung des Vakuums in der Vakuumkammer in Verbindung steht,
  • – eine Spannungsquelle zum Betreiben des Elements zur Heizung und/oder zur Kühlung, die mit der Steuereinheit in Verbindung steht,
  • – ein Temperaturmessgerät, das über einem Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur T einerseits mit dem Träger in Verbindung steht und andererseits mit der Steuereinheit zur Verarbeitung von Temperaturdifferenzen ΔT verbunden ist,
wobei das Elektronenemissionselement zwischen dem pyroelektrischen Material und dem Target angeordnet ist, wobei das Elektronenemissionselement mit einer Spannungsquelle in Verbindung steht, die mit der Steuereinheit in Bezug auf Strom- und Spannungsversorgung des Elektronenemissionselements verbunden ist, wobei das Elektronenemissionselement von der Steuereinheit und der Spannungsquelle als Kathode zur Emission von zusätzlichen Elektronen innerhalb der Vakuumkammer betreibbar ist, wobei die zweiten Elektronen im elektrischen Polarisationsfeld des pyroelektrischen Materials ebenfalls beschleunigt werden und zusätzliche Röntgenstrahlung erzeugen, so dass unter Mitwirkung des elektronenoptischen Bauteils zur Fokussierung des Elektronenstrahls eine intensitätsverstärkte Röntgenstrahlung erreicht wird.In this case, the device may at least include:
  • The vacuum chamber with a connection to a pumping system and a pressure sensor,
  • - the carrier,
  • The pyroelectric material applied to the support,
  • An element associated with the support for heating and / or cooling the pyroelectric material,
  • The target at which the X-radiation is generated and which is opposite the pyroelectric material,
  • A detector arranged outside the vacuum chamber and registering the x-radiation originating at the target outside the vacuum chamber,
  • A control unit at least connected to the pressure sensor for measuring the vacuum in the vacuum chamber,
  • A voltage source for operating the heating and / or cooling element associated with the control unit,
  • - A temperature measuring device, which is connected via a temperature sensor for detecting the temperature T on the one hand to the carrier and on the other hand with the control unit for processing temperature differences .DELTA.T connected is,
wherein the electron emission element is disposed between the pyroelectric material and the target, the electron emission element being in communication with a voltage source connected to the control unit with respect to power and voltage supply of the electron emission element, the electron emission element being the cathode of the control unit and the voltage source for the emission of additional electrons within the vacuum chamber is operable, wherein the second electrons in the electric polarization field of the pyroelectric material are also accelerated and generate additional X-radiation, so that in cooperation with the electron-optical component for focusing the electron beam, an intensity-enhanced X-radiation is achieved.

Die Anordnung der Elemente: Heizelement, Träger, pyroelektrisches Material, als Kathode betreibbares Elektronenemissionselement und Target in der Vakuumkammer stellt eine Röntgenquelle mit vorhergehender Erzeugung des hochenergetischen Elektronenstrahles mit erhöhter Ausbeute an Röntgenstrahlung dar.The arrangement of the elements: heating element, support, pyroelectric material, cathode-operable electron emission element and target in the vacuum chamber is an X-ray source with previous generation of high-energy electron beam with increased yield of X-radiation.

Mit dem Pumpsystem wird das Vakuum in der Vakuumkammer gesteuert.The pumping system controls the vacuum in the vacuum chamber.

Das Temperaturmessgerät ist über eine elektrische Leitung mit dem Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur am Träger einschließlich am pyroelektrischen Material verbunden.The temperature measuring device is connected via an electrical line to the temperature sensor for detecting the temperature on the carrier, including the pyroelectric material.

Die Spannungsquelle zur Auslösung der Heizung oder der Kühlung des Heizelements ist über eine elektrische Leitung mit dem Heizelement verbunden.The voltage source for triggering the heating or the cooling of the heating element is connected via an electrical line to the heating element.

Mit dem elektronenoptischen Bauteil zur Fokussierung eines Elektronenstrahls wird das Elektronenstrahlprofil und damit die Form und Größe der röntgenstrahlaktiven Targetfläche der Röntgenquelle eingestellt, wobei das als Kathode betreibbare Elektronenemissionselement zwischen dem pyroelektrischen Material und der Öffnung des elektronenoptischen Bauteils zur Fokussierung eines Elektronenstrahls angeordnet ist, wobei das Elektronenemissionselement zur Ausbildung einer Glühemission und einer Feldemission freie zweite Elektronen bereitstellt. Die Emission zusätzlicher zweiter Elektronen kann neben der Feldemission auch durch eine Glühemission des als Glühkathode betreibbaren Elektronenemissionselements herbeigeführt werden.With the electron optical component for focusing an electron beam, the electron beam profile and thus the shape and size of the X-ray-active target surface of the X-ray source is adjusted, wherein the electron-emissive element operable as a cathode between the pyroelectric material and the opening of the electron-optical component for focusing an electron beam is arranged, wherein the electron emission element to provide free second electrons to form an anneal emission and a field emission. In addition to the field emission, the emission of additional second electrons can also be brought about by an annealing emission of the electron emission element which can be operated as a hot cathode.

Dabei ist die Spannungsquelle zur Auslösung und Durchführung der Glühemission am Elektronenemissionselement mit dem Elektronenemissionselement über eine elektrische Leitung verbunden.In this case, the voltage source for triggering and carrying out the glow emission at the electron emission element is connected to the electron emission element via an electrical line.

Der die entstehende Röntgenstrahlung registrierende Detektor ist zumindest zur Übergabe der Registriersignale über eine elektrische Leitung mit der Steuereinheit verbunden.The detector which registers the resulting X-ray radiation is connected to the control unit via an electrical line, at least for transferring the registration signals.

Die Steuereinheit ist zumindest über eine elektrische Leitung mit dem elektronenoptischen Bauteil zur Fokussierung eines Elektronenstrahls zur Steuerung der Fokussierungsspannung im Bereich der Öffnung des elektronenoptischen Bauteils zur Fokussierung eines Elektronenstrahls verbunden.The control unit is connected at least via an electrical line to the electron-optical component for focusing an electron beam for controlling the focusing voltage in the region of the opening of the electron-optical component for focusing an electron beam.

Weiterhin kann zur Bereitstellung der am elektronenoptischen Bauteil zur Fokussierung eines Elektronenstrahls anliegenden Fokussierungsspannung die am pyroelektrischen Material entstehende Spannung ΔU anstelle einer gleichwertigen aus der Steuereinheit definiert anliegenden Spannung ΔU genutzt werden.Furthermore, in order to provide the focusing voltage applied to the electron-optical component for focusing an electron beam, the voltage ΔU produced at the pyroelectric material can be used instead of an equivalent voltage ΔU applied in a defined manner from the control unit.

Das Elektronenemissionselement kann als einfacher Draht, als Mehrfach-Draht in Form einer Schleife oder auch als einfache Drahtwendel oder als Mehrfach-Drahtwendel ausgebildet sein, so dass ein Durchgriff des elektrischen Polarisationsfeldes E vorhanden ist.The electron emission element may be formed as a single wire, as a multiple wire in the form of a loop or as a simple wire helix or as a multi-wire helix, so that a penetration of the electric polarization field E is present.

Die Steuereinheit kann zumindest programmtechnische Mittel enthalten, mit denen durch Auswertung der Messsignale des Detektors und der Messsignale des Temperatursensors der Potentialunterschied ΔU am pyroelektrischen Material (Pyroelektrikum), die zugehörige Temperaturdifferenz ΔT am Heizelement sowie die Spannung zur Erreichung der Glühemission an dem Elektronenemissionselement gemäß der Gleichungen ΔU = pΔTD/(ε0(εr – 1)) (I) V > WA (II) berechnet werden können. Dabei bezeichnen:

ΔU
Potentialunterschied am Pyroelektrikum
p
pyroelektrischer Koeffizient des Pyroelektrikums
ΔT
Temperaturdifferenz
D
Dicke des Pyroelektrikums
ε0
elektrische Feldkonstante
εr
Permittivität des Pyroelektrikums
V
Spannung zur Erreichung einer Glühemission
WA
Austrittsarbeit des pyroelektrischen Materials (Pyroelektrikum) des Elektronenemissionselements.
The control unit may contain at least program-technical means by which the potential difference .DELTA.U on the pyroelectric material (pyroelectric), the associated temperature difference .DELTA.T on the heating element as well as the voltage for achieving the glow emission at the electron emission element according to the equations by evaluating the measuring signals of the detector and the measuring signals of the temperature sensor ΔU = pΔTD / (ε 0 (ε r - 1)) (I) V> W A (II) can be calculated. Where:
.DELTA.U
Potential difference at the pyroelectric
p
pyroelectric coefficient of the pyroelectric
.DELTA.T
temperature difference
D
Thickness of the pyroelectric
ε 0
electric field constant
ε r
Permittivity of the pyroelectric
V
Voltage to achieve an annealing emission
W A
Work function of the pyroelectric material (pyroelectric) of the electron emission element.

Während der Temperaturänderungen bis zu einer vorgegebenen Temperaturdifferenz ΔT zur Ausbildung eines elektrischen Polarisationsfeldes E des pyroelektrischen Materials durch die an dem Element zur Heizung und/oder zur Kühlung angeschlossenen Spannungsquelle kann von der gesteuerten Spannungsquelle aus eine ausreichend hohe steuerbare Spannung an das Elektronenemissionselement zur Erzeugung der Feldemission der zweiten Elektronen angelegt sein.During the temperature changes up to a predetermined temperature difference .DELTA.T for forming an electric polarization field E of the pyroelectric material by the connected to the element for heating and / or cooling voltage source from the controlled voltage source from a sufficiently high controllable voltage to the electron emission element for generating the field emission be applied to the second electron.

Das elektronenoptische Bauteil zur Fokussierung eines Elektronenstrahls kann als ein Wehneltzylinder ausgebildet sein. The electron-optical component for focusing an electron beam may be formed as a Wehnelt cylinder.

Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen angegeben.Further developments and refinements of the invention are specified in further subclaims.

Die Erfindung wird mittels eines Ausführungsbeispiels anhand von mehreren Zeichnungen erläutert:The invention will be explained by means of an embodiment with reference to several drawings:

Es zeigen:Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Erzeugung von Röntgenstrahlung mittels pyroelektrischen Materials gemäß dem Stand der Technik, 1 a schematic representation of a device for generating X-radiation by means of pyroelectric material according to the prior art,

2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Erzeugung von Röntgenstrahlung mittels pyroelektrischen Materials sowie mittels eines als Kaltkathode betriebenen Elektronenemissionselements zur Feldemission nach dem Stand der Technik, 2 a schematic representation of a device for generating X-radiation by means of pyroelectric material and by means of a operated as a cold cathode electron emission element for field emission according to the prior art,

3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung von Röntgenstrahlung mittels pyroelektrischen Materials und mittels eines elektronenoptischen Bauteils zur Fokussierung eines Elektronenstrahls in Form eines steuerbaren Wehneltzylinders gegenüber der als Glühkathode geschalteten Elektronenemissionselement zur Glühemission von Elektronen, 3 1 is a schematic representation of a device according to the invention for generating X-ray radiation by means of pyroelectric material and by means of an electron-optical component for focusing an electron beam in the form of a controllable Wehneltzylinders against the connected as a hot cathode electron emission element for glow emission of electrons,

4 Röntgenspektrum-Kurven bezüglich der Abhängigkeit der Intensität I der Röntgenstrahlung von der Emissionsenergie E mit einer Kurve ohne Einschaltung eines als Glühkathode betriebenen Elektronenemissionselements und mit einer Kurve mit Einschaltung des als Glühkathode betriebenen Elektronenemissionselements ohne Einschaltung des Wehneltzylinders und 4 X-ray spectrum curves with respect to the dependence of the intensity I of the X-radiation of the emission energy E with a curve without involvement of a operated as a hot cathode electron emission element and with a curve with the use of operated as a hot cathode electron emission element without involvement of Wehneltzylinders and

5 eine Darstellung der Zeitabhängigkeit der erzeugten Röntgenintensität und Temperatur des pyroelektrischen Materials. 5 a representation of the time dependence of the generated X-ray intensity and temperature of the pyroelectric material.

In 3 ist eine Vorrichtung 40 zur Erzeugung von Röntgenstrahlung 100 mittels pyroelektrischen Materials 1 dargestellt, wobei die Vorrichtung 40 zumindest umfasst

  • – eine Vakuumkammer 17 mit einem Anschluss an ein Vakuumpumpsystem 11 und einem Drucksensor 12,
  • – einen Träger 6,
  • – das auf dem Träger 6 aufgebrachte pyroelektrische Material 1,
  • – ein mit dem Träger 6 in Verbindung stehendes Element 3 zur Heizung und/oder zur Kühlung des pyroelektrischen Materials 1,
  • – ein Target 5, an dem die Röntgenstrahlung 99 entsteht und das dem pyroelektrischen Material 1 beabstandet gegenüberliegt,
  • – einen Detektor 10, der die am Target 5 entstehende Röntgenstrahlung 9 außerhalb der Vakuumkammer 17 registriert,
  • – eine Steuereinheit 18, die mit einem Drucksensor 12 zur Messung des Vakuums in der Vakuumkammer 17 einschließlich eines Vakuumpumpsystems 11 in Verbindung steht,
  • – eine Spannungsquelle 14 zum Betreiben des Elements 3 zur Heizung und/oder zur Kühlung, die mit der Steuereinheit 18 in Verbindung steht,
  • – ein Temperaturmessgerät 15, das über einem Temperatursensor 4 zur Erfassung der Temperatur T einerseits mit dem Träger 6 in Verbindung steht und andererseits mit der Steuereinheit 18 zur Verarbeitung von Temperaturänderungen ΔT verbunden ist,
wobei sich in der Vakuumkammer 17 das pyroelektrische Material 1 auf dem Träger 6 mit einer eingestellten Temperaturdifferenz ΔT zur Ausbildung des elektrischen Polarisationsfeldes E vorgegebener Feldstärke befindet, sodass durch das elektrische Polarisationsfeld E Elektronen 7 auf das Target 5 beschleunigt werden, wodurch eine Röntgenstrahlung 9 entsteht,
wobei ein Elektronenemissionselement 2 zwischen dem pyroelektrischen Material 1 und dem Target 5 angeordnet ist, wobei das Elektronenemissionselement 2 mit einer Spannungsquelle 33 in Verbindung steht, die mit einer Steuereinheit 18 in Bezug auf Strom- und Spannungsversorgung des Elektronenemissionselements 2 verbunden ist, wobei dem Elektronenemissionselement 2 von der Steuereinheit 18 und der Spannungsquelle 33 als Glühkathode zur Emission – Glühemission – von zweiten Elektronen 8 innerhalb der Vakuumkammer 17 betreibbar ist, wobei die zweiten Elektronen 8 im elektrischen Polarisationsfeld E des pyroelektrischen Materials 1 ebenfalls beschleunigt werden und eine zur Röntgenstrahlung 9 addierbare Röntgenstrahlung erzeugen, so dass die Röntgenstrahlung 99 mit erhöhter Intensität erreicht wird.In 3 is a device 40 for generating X-ray radiation 100 by means of pyroelectric material 1 shown, wherein the device 40 at least includes
  • - a vacuum chamber 17 with a connection to a vacuum pumping system 11 and a pressure sensor 12 .
  • - a carrier 6 .
  • - that on the carrier 6 applied pyroelectric material 1 .
  • - one with the carrier 6 related element 3 for heating and / or for cooling the pyroelectric material 1 .
  • - a target 5 at which the x-ray radiation 99 arises and that the pyroelectric material 1 spaced apart,
  • - a detector 10 who's at the target 5 resulting X-radiation 9 outside the vacuum chamber 17 registered,
  • - a control unit 18 that with a pressure sensor 12 for measuring the vacuum in the vacuum chamber 17 including a vacuum pumping system 11 communicates
  • - a voltage source 14 to operate the element 3 for heating and / or cooling, with the control unit 18 communicates
  • - a temperature measuring device 15 that over a temperature sensor 4 for detecting the temperature T on the one hand with the carrier 6 and on the other hand with the control unit 18 connected to the processing of temperature changes ΔT,
being in the vacuum chamber 17 the pyroelectric material 1 on the carrier 6 is at a set temperature difference .DELTA.T for forming the electric polarization field E predetermined field strength, so that by the electric polarization field E electrons 7 on the target 5 be accelerated, creating an X-ray 9 arises
wherein an electron emission element 2 between the pyroelectric material 1 and the target 5 is arranged, wherein the electron emission element 2 with a voltage source 33 communicating with a control unit 18 with regard to current and voltage supply of the electron emission element 2 is connected, wherein the electron emission element 2 from the control unit 18 and the voltage source 33 as hot cathode for emission - annealing emission - of second electrons 8th inside the vacuum chamber 17 is operable, with the second electrons 8th in the electric polarization field E of the pyroelectric material 1 also be accelerated and one to X-rays 9 generate addable X-rays, so that the X-rays 99 achieved with increased intensity.

Erfindungsgemäß ist in der Vakuumkammer 17 ein elektronenoptisches Bauteil 19 zur Fokussierung eines Elektronenstrahls 37, das zumindest das pyroelektrische Material 1 umfasst, eingebracht, wobei die Fokussierung des Elektronenstrahls 37, bestehend aus den ersten Elektronen 7 und aus den zweiten Elektronen 8 im elektrischen Polarisationsfeld E, auf das Target 5 erfolgt, um das Profil des Elektronenstrahls 37 und die Flächendichte bezüglich der auf das Target 5 aufprallenden ersten Elektronen 7 und zweiten Elektronen 8 zur Erzeugung einer noch gegenüber der bereits intensitätserhöhten Röntgenstrahlung 99 noch intensitätstärkeren Röntgenstrahlung 100 einzustellen, wobei das als Kathode betreibbare Elektronenemissionselement 2 zwischen dem pyroelektrischen Material 1 und der Öffnung 32 des elektronenoptischen Bauteils 19 zur Fokussierung des Elektronenstrahls 37 angeordnet ist.According to the invention is in the vacuum chamber 17 an electron-optical component 19 for focusing an electron beam 37 that is at least the pyroelectric material 1 includes, wherein the focusing of the electron beam 37 consisting of the first electrons 7 and from the second electrons 8th in the electric polarization field E, on the target 5 takes place to the profile of the electron beam 37 and the area density with respect to the target 5 bouncing first electrons 7 and second electrons 8th to the generation one still compared to the already increased intensity X-radiation 99 even more intense X-rays 100 adjust, wherein the electron-emitting element operable as a cathode 2 between the pyroelectric material 1 and the opening 32 of the electron-optical component 19 for focusing the electron beam 37 is arranged.

Je nach Ausbildung des elektronenoptischen Bauteils 19 zur Fokussierung eines Elektronenstrahls 37 kann dieses einen Wehneltzylinder darstellen, mittels dessen unterschiedlich große Bereiche des Targets 5 mit den ersten Elektronen 7 und den zweiten Elektronen 8 bestrahlt werden können, so dass dadurch die Form der Röntgenstrahlung 100 emittierenden Bereiches 36 auf der Targetfläche F einstellbar ist.Depending on the design of the electron-optical component 19 for focusing an electron beam 37 this can represent a Wehnelt cylinder, by means of which different sized areas of the target 5 with the first electrons 7 and the second electron 8th can be irradiated, thereby giving the shape of the X-ray 100 emitting area 36 on the target surface F is adjustable.

Die einfachste Bauform eines Wehneltzylinders 19 stellt einen dünnwandigen walzenförmigen Metallkörper dar, der zumindest das als Kathode geschaltete Elektronenemissionselement 2 und das pyroelektrische Material 1 umfassend umgibt, so dass die längliche Metallkörpersymmetrieachse mit der zentralen Achse des pyroelektrischen Materials weitgehend übereinstimmt. Der Wehneltzylinder 19 ist gegenüber dem Elektronenemissionselement 2 negativ geladen. Die bereits vorhandenen freien Elektronen 7 sowie die durch Glühemission oder Feldemission austretenden zweiten Elektronen 8 werden daher von den Zylinderwänden abgestoßen und in der Symmetrieachse angesammelt, bevor sie in Richtung zur Anode und somit zum Target 5 geführt werden.The simplest design of a Wehneltzylinders 19 represents a thin-walled roller-shaped metal body, which is at least the cathode-connected electron emission element 2 and the pyroelectric material 1 surrounds, so that the elongated metal body axis of symmetry with the central axis of the pyroelectric material largely coincides. The Wehnelt cylinder 19 is opposite to the electron emission element 2 negatively charged. The already existing free electrons 7 and the second electrons emitted by annealing emission or field emission 8th are therefore repelled by the cylinder walls and accumulated in the axis of symmetry before moving toward the anode and thus the target 5 be guided.

Zu der angegebenen Bauform des Wehneltzylinders 19 gibt es Erweiterungen und Abweichungen. Sehr häufig ist zumindest im Wehneltzylinder 19 als Öffnung 32 eine Lochblende vorgesehen. Durch die Steuerung bzw. Regulierung der Vorspannung am Wehneltzylinder 19 wird dann die Intensität des Elektronenstrahls 37 beeinflusst, was dann auch zur Beeinflussung (z. B. Erhöhung) der Intensität der Röntgenstrahlung 99 führt.To the specified design of the Wehneltzylinders 19 there are extensions and deviations. Very common is at least in Wehneltzylinder 19 as an opening 32 provided a pinhole. By controlling or regulating the preload on the Wehneltzylinder 19 then becomes the intensity of the electron beam 37 which then also influences (eg increase) the intensity of the X-ray radiation 99 leads.

Dabei ist das als Glühkathode betreibbare Elektronenemissionselement 2 zwischen dem pyroelektrischen Material 1 und der Lochblende 32 des Wehneltzylinders 19 angeordnet.In this case, the electron emission element which can be operated as a hot cathode is 2 between the pyroelectric material 1 and the pinhole 32 of the Wehneltzylinders 19 arranged.

Die Steuereinheit 18 kann über eine elektrische Leitung 29 mit dem Wehneltzylinder 19 zur Steuerung der Fokussierungsspannung im Bereich der Öffnung 32 des Wehneltzylinders 19 verbunden sein.The control unit 18 can be via an electrical line 29 with the Wehnelt cylinder 19 for controlling the focusing voltage in the region of the opening 32 of the Wehneltzylinders 19 be connected.

Die Anordnung der Elemente: Heizelement 3, Träger 6, pyroelektrisches Material 1, als Glühkathode betreibbares Elektronenemissionselement 2 und Folientarget 5 in der Vakuumkammer 17 stellt somit eine verbesserte Röntgenquelle 24 zur Erzeugung des hochenergetischen Elektronenstrahles 37 mit erhöhter Ausbeute an Röntgenstrahlung 100 mit eingestellter Flächendichte von Elektronen auf den Bereich 36 der Targetfläche F dar, außerdem ist die an das Elektronenemissionselement 2 gelegte Spannung zur Emission der Elektronen nicht so hoch wie die erforderliche Spannung an der Kaltelektrode bei Feldemission.The arrangement of elements: heating element 3 , Carrier 6 , pyroelectric material 1 , operated as a hot cathode electron emission element 2 and foil target 5 in the vacuum chamber 17 thus provides an improved X-ray source 24 for generating the high-energy electron beam 37 with increased yield of X-radiation 100 with set areal density of electrons on the area 36 the target surface F is also the to the electron emission element 2 voltage applied to the emission of electrons not as high as the required voltage at the cold electrode in field emission.

Das Temperaturmessgerät 15 ist über eine elektrische Leitung 16 mit dem Temperatursensor 4 zur Erfassung der Temperatur T am Träger 6 und insbesondere der Temperatur T am pyroelektrischen Material 1 verbunden.The temperature measuring device 15 is via an electrical line 16 with the temperature sensor 4 for detecting the temperature T on the carrier 6 and in particular the temperature T on the pyroelectric material 1 connected.

Die Spannungsquelle 14 zur Auslösung einer Heizung oder einer Kühlung des Heizelements 3 ist über eine elektrische Leitung 27 mit dem Heizelement 3 verbunden.The voltage source 14 for triggering a heating or cooling of the heating element 3 is via an electrical line 27 with the heating element 3 connected.

Die in 3 gezeigte Spannungsquelle 33 zur Auslösung und Durchführung der Glühemission an dem Elektronenemissionselement 2 ist mit dem Elektronenemissionselement 2 über eine elektrische Leitung 28 verbunden.In the 3 shown voltage source 33 for initiating and performing the annealing emission on the electron emission element 2 is with the electron emission element 2 via an electrical line 28 connected.

Der die entstehende Röntgenstrahlung 100 registrierende Detektor 10 ist zumindest zur Übergabe der Registriersignale über eine elektrische Leitung 31 (nur in 1 und 2 dargestellt) mit der Steuereinheit 18 verbunden.The resulting X-ray radiation 100 registering detector 10 is at least for the transfer of the registration signals via an electrical line 31 (only in 1 and 2 shown) with the control unit 18 connected.

Das Elektronenemissionselement 2 in 3 kann z. B. als einfacher Draht, als Mehrfach-Draht in Form einer Schleife oder auch als einfache Drahtwendel oder als Mehrfach-Drahtwendel ausgebildet sein.The electron emission element 2 in 3 can z. B. as a simple wire, as a multi-wire in the form of a loop or as a simple wire helix or as a multi-wire helix.

Die Steuereinheit 18 kann programmtechnische Mittel enthalten, mit denen durch Auswertung der Röntgenmesssignale des Detektors 10 und der Messsignale des Temperatursensors 4 der Potentialunterschied ΔU am pyroelektrischen Material 1, die zugehörige Temperaturdifferenz ΔT am Heizelement 3, die Feldstärke des erzeugten elektrischen Polarisationsfeldes E sowie die Spannung V zur Erreichung einer Glühemission an dem Elektronenemissionselement 2 gemäß der Gleichungen ΔU = pΔTD/(ε0(εr – 1)) (I) V > WA (II) berechnet werden können. Dabei bezeichnen:

ΔU
Potentialunterschied am Pyroelektrikum
p
pyroelektrischer Koeffizient des Pyroelektrikums
ΔT
Temperaturdifferenz
D
Dicke des Pyroelektrikums
ε0
elektrische Feldkonstante
εr
Permittivität des Pyroelektrikums
V
Spannung zur Erreichung einer Glühemission
WA
Austrittsarbeit des Materials des Elektronenemissionselements.
The control unit 18 may include programming means for evaluating the X-ray measurement signals of the detector 10 and the measuring signals of the temperature sensor 4 the potential difference ΔU at the pyroelectric material 1 , the associated temperature difference ΔT at the heating element 3 , the field strength of the generated electric polarization field E and the voltage V for attaining a glow emission at the electron emission element 2 according to the equations ΔU = pΔTD / (ε 0 (ε r - 1)) (I) V> W A (II) can be calculated. Where:
.DELTA.U
Potential difference at the pyroelectric
p
pyroelectric coefficient of the pyroelectric
.DELTA.T
temperature difference
D
Thickness of the pyroelectric
ε 0
electric field constant
ε r
Permittivity of the pyroelectric
V
Voltage to achieve an annealing emission
W A
Work function of the material of the electron emission element.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung 40 wird nachfolgend näher erläutert.The operation of the device according to the invention 40 will be explained in more detail below.

Ein höhere Intensität des Elektronenstrahls 37 in der Vakuumkammer 17 wird erreicht, indem zusätzlich zu dem herkömmlichen, in 1 schematisch dargestellten Aufbau der Vorrichtung 20 das Elektronenemissionselement 2 zwischen dem pyroelektrischen Material 1 und dem Target 5 gemäß der schematischen Darstellung in 2 in einem vorgegebenen Abstand A1 zur oberen Oberfläche des pyroelektrischen Materials 1 und in einem vorgegebenen Abstand A2 zum Target 5 platziert ist und das Elektronenemissionselement 2 durch eine Spannungsquelle 33 als Glühkathode betrieben wird. Durch die Glühemission an dem Elektronenemissionselement 2 stehen zusätzlich zweite Elektronen 8 zur Verfügung, die im entstandenen elektrischen Polarisationsfeld E gemäß des erzeugten Potentialunterschieds ΔU innerhalb des pyroelektrischen Materials 1 ebenfalls beschleunigt werden und auf dem Target 5 gegenüber der herkömmlichen Röntgenstrahlung 9 und unter Mitwirkung des elektronenoptischen Bauteils 19 zur Fokussierung eines Elektronenstrahls 37 die wesentlich intensitätserhöhte Röntgenstrahlung 100 erzeugen.A higher intensity of the electron beam 37 in the vacuum chamber 17 is achieved by adding, in addition to the conventional, in 1 schematically illustrated construction of the device 20 the electron emission element 2 between the pyroelectric material 1 and the target 5 according to the schematic representation in 2 at a predetermined distance A1 to the upper surface of the pyroelectric material 1 and at a predetermined distance A2 to the target 5 is placed and the electron emission element 2 through a voltage source 33 is operated as a hot cathode. By the glow emission at the electron emission element 2 there are additional second electrons 8th available in the resulting electric polarization field E according to the generated potential difference ΔU within the pyroelectric material 1 also be accelerated and on the target 5 compared to the conventional X-ray radiation 9 and with the cooperation of the electron-optical component 19 for focusing an electron beam 37 the much higher intensity X-radiation 100 produce.

Eine solche Glühkathode 2 kann ohne größeren Aufwand in allen anderen bereits existierenden Röntgenquellen 21 unter Einsatz des pyroelektrischem Materials 1 eingebracht werden und den auf das Target 5 aufprallenden Elektronenstrahl 37 und damit die Intensität der Röntgenstrahlung 100 signifikant erhöhen.Such a hot cathode 2 can be done without any major effort in all other already existing X-ray sources 21 using the pyroelectric material 1 are introduced and the on the target 5 bouncing electron beam 37 and therefore the intensity of the X-radiation 100 increase significantly.

Der Vorteil des zusätzlichen Bereitstellens von Elektronen 8 durch das als Glühkathode betriebene Elektronenemissionselement 2 liegt dann begründet, dass nicht wie beim Ionisieren des Restgases in der Vakuumkammer 17 jeweils Elektron-Ion-Paare gebildet werden. Die positiv geladenen Ionen werden im elektrischen Feld des pyorelektrischen Materials 1 in Richtung der negativ geladenen Oberfläche 22 des pyroelektrischen Materials 1 beschleunigt und kompensieren, wenn sie dort auftreffen, das zur Beschleunigung eingesetzte elektrische Potential ΔU. Da durch die ausgebildete Glühemission an dem Elektronenemissionselement 2 keine Ionen entstehen, wird die unvorteilhafte Kompensationswirkung vermieden, was der Ausbeute der beschriebenen Röntgenquelle 24 zugutekommt.The advantage of additionally providing electrons 8th by the electron emission element operated as a hot cathode 2 is then justified that not as in ionizing the residual gas in the vacuum chamber 17 each electron-ion pairs are formed. The positively charged ions become in the electric field of the pyorelectric material 1 towards the negatively charged surface 22 of the pyroelectric material 1 accelerate and compensate, when they strike there, the electrical potential ΔU used for acceleration. Because of the formed Glühemission on the electron emission element 2 no ions are formed, the unfavorable compensation effect is avoided, which is the yield of the described X-ray source 24 benefit.

Mit dem als Glühkathode betreibbaren Elektronenemissionselement 2 ist eine deutliche Verbesserung der Intensität (bis zu mehreren Größenordnungen) einer so modifizierten Röntgenquelle 24 zu erreichen.With the electron emission element which can be operated as a hot cathode 2 is a significant improvement in the intensity (up to several orders of magnitude) of such a modified X-ray source 24 to reach.

In 4 ist exemplarisch ein Vergleich zweier Röntgenspektren 25 und 26 gezeigt, wobei das Röntgenspektrum 25 mit der Vorrichtung 40 ohne Gebrauch des als Glühkathode betriebenen Elektronenemissionselements 2 (entspricht weitgehend der 1 zum Stand der Technik) und das Röntgenspektrum 26 mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 40 mit Gebrauch des als Glühkathode betriebenen Elektronenemissionselements 2 gemäß 2 gemessen werden, ohne Zuschaltung des Wehneltzylinders 19.In 4 is an example of a comparison of two X-ray spectra 25 and 26 shown, the X-ray spectrum 25 with the device 40 without use of the operated as a hot cathode electron emission element 2 (corresponds largely to the 1 to the state of the art) and the X-ray spectrum 26 with the device according to the invention 40 with use of the hot cathode operated electron emission element 2 according to 2 be measured, without connection of the Wehneltzylinders 19 ,

Bei der in 4 gezeigten Intensitäts-Energie-Kurve mit geringerer Intensität des Röntgenspektrums 25 fließt kein Strom aus der Spannungsquelle 33 durch die Glühkathode 2. Wird die Spannungsquelle 33 durch die Steuereinheit 18 eingeschaltet, so wird z. B. das Elektronenemissionselement 2 mit einem Strom von 50 mA und einer Spannung von ca. 5 V betrieben, so dass die Intensität der Röntgenstrahlung auf das Niveau des Röntgenspektrums 26 signifikant erhöht wird. Die beobachtete Intensitätszunahme beträgt ungefähr eine Größenordnung. Beide Röntgenspektren 25 und 26 werden über die Zeit einer kompletten Heiz-Kühl-Periode an einem pyroelektrischen LiNbO3-Kristall aufgenommen, in dem jeweils die Röntgenstrahlungen 9 und 99 erzeugt werden. Der pyroelektrische LiNbO3-Kristall 1 wird dabei einmalig um eine Temperatur von 90 K erwärmt und kühlt selbstständig wieder auf Raumtemperatur ab.At the in 4 shown intensity-energy curve with lower intensity of the X-ray spectrum 25 no current flows from the voltage source 33 through the hot cathode 2 , Becomes the voltage source 33 through the control unit 18 turned on, z. B. the electron emission element 2 operated with a current of 50 mA and a voltage of about 5 V, so that the intensity of the X-rays to the level of the X-ray spectrum 26 is significantly increased. The observed increase in intensity is approximately one order of magnitude. Both X-ray spectra 25 and 26 are recorded over the time of a complete heating-cooling period on a pyroelectric LiNbO 3 crystal, in each case the X-rays 9 and 99 be generated. The pyroelectric LiNbO 3 crystal 1 is heated once at a temperature of 90 K and automatically cools down to room temperature.

Die Erwärmung auf die Temperaturdifferenz ΔT erfolgt bei Einsatz eines pyroelektrischen LiNbO3-Kristalls 1 etwa in einer Zeit t von t = 10 Minuten, in der sich auch das elektrische Polarisationsfeld E aufbaut und dabei eine intensitätserhöhte Röntgenstrahlung 99 hervorgerufen wird. Das betrifft ebenso die Kühlung, die in einer Zeit von etwa t = 30 Minuten erfolgt. In 5 wird eine Darstellung der Zeitabhängigkeit der an der Erzeugung der intensitätserhöhten Röntgenstrahlung beteiligten verschiedenen Parameter dargestellt.The heating to the temperature difference ΔT occurs when using a pyroelectric LiNbO 3 crystal 1 approximately in a time t of t = 10 minutes, in which also the electric polarization field E builds up and thereby an intensity-increased X-radiation 99 is caused. This also applies to the cooling, which takes place in a time of about t = 30 minutes. In 5 A representation of the time dependence of the various parameters involved in the generation of the intensity-enhanced X-radiation is shown.

In 3 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 40 dargestellt. Die Vakuumkammer 17 enthält den Wehneltzylinder 19 zur Fokussierung des emittierten Elektronenstrahls 37 aller innerhalb des Wehneltzylinders 19 befindlichen ersten und zweiten Elektronen 7 und 8. Innerhalb des Wehneltzylinders 19 befindet sich das pyroelektrische Material 1, das im thermischen Kontakt zu dem Element 3 zur Heizung und zur Kühlung insbesondere zu einem Peltierelement 3 steht, auf dem Träger 6. Über das Peltierelement 3 kann das pyroelektrische Material 1 zyklisch geheizt und gekühlt werden. Die Heizung und die Kühlung werden über die elektrische Leitung 27 von der Steuereinheit 18 geregelt, die auch die Strom- und Spannungsversorgung des Elektronenemissionselements 2 über die elektrische Leitung 28 sowie die Strom- und Spannungsversorgung des Wehneltzylinders 19 über die Leitung 29 übernimmt. Der Wehneltzylinder 19, der gegenüber der Oberfläche 22 des pyroelektrischen Materials 1 auf negativem Potential liegt, bietet den Vorteil, dass er die Elektronen 7 und 8 auf das Folientarget 5 bündelt und damit zum einen die dem Bereich 36 zugeordnete Flächengröße F der Röntgenquelle 24 für die Röntgenstrahlung 100 regelbar macht und zum Anderen die Anzahl der die Röntgenstrahlung 100 erzeugenden Elektronen erhöhen kann.In 3 is the device according to the invention 40 shown. The vacuum chamber 17 contains the Wehnelt cylinder 19 for focusing the emitted electron beam 37 all within the Wehneltzylinders 19 located first and second electrons 7 and 8th , Inside the Wehneltzylinders 19 is the pyroelectric material 1 that is in thermal contact with the element 3 for heating and cooling in particular to a Peltier element 3 stands, on the carrier 6 , About the Peltier element 3 can be the pyroelectric material 1 be heated cyclically and cooled. The heating and cooling are via the electric line 27 from the control unit 18 which also regulates the current and voltage supply of the electron emission element 2 over the electrical line 28 as well as the power and voltage supply of the Wehneltzylinders 19 over the line 29 takes over. The Wehnelt cylinder 19 that is opposite the surface 22 of the pyroelectric material 1 lying at negative potential, offers the advantage of being the electrons 7 and 8th on the foil target 5 bundles and thus on the one hand the area 36 assigned area size F of the X-ray source 24 for the X-ray 100 makes adjustable and on the other hand, the number of X-rays 100 can increase generating electrons.

Anstelle der Steuereinheit 18 und der Leitung 28 kann ein Anschluss zwischen dem pyroelektrischen Material 1 und dem Wehneltzylinder 19 direkt über eine Leitung 34 gemäß 3 vorhanden sein, so dass die Steuereinheit 18 nicht unbedingt an den Wehneltzylinder 19 angeschlossen sein muss. Ebenso kann eine Leitung 35 zwischen dem pyroelektrischen Material 1 und der Steuereinheit 18 vorhanden sein, über die die Steuereinheit 18 die Spannung ΔU auf der oberen Oberfläche 22 des pyroelektrichen Materials 1 übermittelt, so dass eine Fokussierungsspannungssteuerung des Wehneltzylinders 19 über die Leitung 29 seitens der Steuereinheit 18 durchgeführt werden kann.Instead of the control unit 18 and the line 28 can be a connection between the pyroelectric material 1 and the Wehnelt cylinder 19 directly via a line 34 according to 3 be present, so that the control unit 18 not necessarily to the Wehneltzylinder 19 must be connected. Likewise, a line 35 between the pyroelectric material 1 and the control unit 18 be present, over which the control unit 18 the voltage ΔU on the upper surface 22 of the pyroelectric material 1 so that a focus voltage control of the Wehneltzylinders 19 over the line 29 from the control unit 18 can be carried out.

Während der Temperaturänderungen auf die Temperaturdifferenz ΔT zur Ausbildung eines elektrischen Polarisationsfeldes E des pyroelektrischen Materials 1 durch die an dem Element 3 zur Heizung und/oder zur Kühlung angeschlossenen Spannungsquelle 14 kann von der gesteuerten Spannungsquelle 13 aus eine ausreichend hohe steuerbare Spannung an das Elektronenemissionselement 2 zur Erzeugung einer Emission von zusätzlichen Elektronen 8 (Feldemission) angelegt sein.During the temperature changes to the temperature difference .DELTA.T to form an electric polarization field E of the pyroelectric material 1 through the on the element 3 connected to the heating and / or cooling voltage source 14 can be from the controlled voltage source 13 from a sufficiently high controllable voltage to the electron emission element 2 for generating an emission of additional electrons 8th (Field emission).

Die als Target benutzte Folie 5 kann aus Kupfer oder einem anderen metallischem Material, je nachdem welche charakteristischen Röntgenlinien erwünscht sind, bestehen.The slide used as the target 5 may consist of copper or other metallic material, depending on which characteristic x-ray lines are desired.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
pyroelektrisches Materialpyroelectric material
22
ElektronenemissionselementElectron emission element
33
Element zur Heizung und/oder zur KühlungElement for heating and / or cooling
44
Temperatursensortemperature sensor
55
Targettarget
66
Trägercarrier
77
erste Elektronen aus ionisiertem Restgas und pyroelektrischem Materialfirst electrons of ionized residual gas and pyroelectric material
88th
zweite Elektronen vom Elektronenemissionselement aus emittiertsecond electrons emitted from the electron emission element
99
RöntgenstrahlungX-rays
1010
Detektordetector
1111
VakuumpumpsystemVacuum pumping system
1212
Drucksensorpressure sensor
1313
Spannungsquelle für Elektronenemissionselement zur FeldemissionVoltage source for electron emission element for field emission
1414
Spannungsquelle für Heizelement und/oder KühlelementVoltage source for heating element and / or cooling element
1515
Temperaturmessgerättemperature meter
1616
elektrische Leitung zum Temperatursensorelectrical line to the temperature sensor
1717
Vakuumkammervacuum chamber
1818
Steuereinheitcontrol unit
1919
elektronenoptisches Bauteil zur Fokussierung eines Elektronenstrahls/WehneltzylinderElectron-optical component for focusing an electron beam / Wehneltzylinder
2020
Vorrichtung nach dem Stand der TechnikDevice according to the prior art
2121
herkömmliche Röntgenquelleconventional x-ray source
2222
obere Oberfläche des pyroelektrischen Materialsupper surface of the pyroelectric material
2323
untere Oberfläche des pyroelektrischen Materialslower surface of the pyroelectric material
2424
erfindungsgemäße RöntgenquelleInventive X-ray source
2525
Röntgenspektrum der Röntgenstrahlung 9 X-ray spectrum of X-radiation 9
2626
Röntgenspektrum der Röntgenstrahlung 99 mit zugeschaltetem, Elektronen emittierendem ElektronenemissionselementX-ray spectrum of X-radiation 99 with connected, electron-emitting electron emission element
2727
elektrische Leitung zum Heizelementelectrical line to the heating element
2828
elektrische Leitung zum Elektronenemissionselementelectrical conduction to the electron emission element
2929
elektrische Leitung zwischen Steuereinheit und Wehneltzylinderelectrical line between control unit and Wehneltzylinder
3030
zweite Vorrichtung nach dem Stand der Techniksecond device according to the prior art
3131
elektrische Leitung zwischen Detektor und Steuereinheitelectrical line between detector and control unit
3232
Öffnung des WehneltzylindersOpening of the Wehneltzylinders
3333
Spannungsquelle für Elektronenemissionselement zur GlühemissionVoltage source for electron emission element for glow emission
3434
elektrische Leitung zwischen pyroelektrischem Material und Wehneltzylinderelectrical conduction between pyroelectric material and Wehnelt cylinder
3535
elektrische Leitung zwischen pyroelektrischem Material und Steuereinheitelectrical conduction between pyroelectric material and control unit
3636
Aufprallbereich der TargetflächeImpact region of the target surface
3737
Elektronenstrahlelectron beam
4040
erfindungsgemäße Vorrichtunginventive device
9999
intensitätserhöhte Röntgenstrahlungincreased intensity X-ray radiation
100100
intensitätserhöhte Röntgenstrahlung unter Mitwirkung des elektronenoptischen Bauteils zur Fokussierung eines Elektronenstrahlsintensity-enhanced X-radiation with the participation of the electron-optical component for focusing an electron beam
DD
Dicke des pyroelektrischen MaterialsThickness of the pyroelectric material
ΔT.DELTA.T
Temperaturdifferenztemperature difference
ΔU.DELTA.U
Potentialdifferenzpotential difference
Ee
elektrisches Feldelectric field
FF
Targetflächetarget area
A1A1
Abstanddistance
A2A2
Abstanddistance
tt
ZeitTime

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 03/098265 A1 [0003] WO 03/098265 A1 [0003]
  • WO 2006/060030 A2 [0003] WO 2006/060030 A2 [0003]
  • DE 102007053076 A1 [0009] DE 102007053076 A1 [0009]
  • WO 03098265 A1 [0010] WO 03098265 A1 [0010]
  • US 3840748 A [0011] US 3840748A [0011]
  • WO 2008/123301 [0014] WO 2008/123301 [0014]
  • WO 2008/123301 A1 [0017] WO 2008/123301 A1 [0017]
  • JP 2010015711 A [0018] JP 2010015711 A [0018]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Jeffrey A. Geuther, Yaron Danon: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 261 (2007) 110–113 [0012] Jeffrey A. Geuther, Yaron Danon: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 261 (2007) 110-113 [0012]

Claims (15)

Vorrichtung (40) zur Erzeugung von Röntgenstrahlung mittels pyroelektrischen Materials (1), wobei sich in einer Vakuumkammer (17) pyroelektrisches Material (1) auf einem Träger (6) mit der Temperaturdifferenz ΔT zur Ausbildung eines elektrischen Polarisationsfeldes E befindet, in dem darin befindliche freie Elektronen (7) auf ein Target (5) beschleunigt werden, wodurch Röntgenstrahlung (9) entsteht, wobei ein als Kathode betreibbares Elektronenemissionselement (2) zwischen pyroelektrischem Material (1) und Target (5) platziert ist, vom elektrischen Polarisationsfeld E durchdrungen ist und zweite Elektronen (8) durch Emission zur Verfügung stellt, die im elektrischen Polarisationsfeld E ebenfalls beschleunigt werden und eine intensitätserhöhte Röntgenstrahlung (99) nach Aufprall auf das Target (5) erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vakuumkammer (17) ein elektronenoptisches Bauteil (19) zur Fokussierung eines Elektronenstrahls (37), das zumindest das pyroelektrische Material (1) umfasst, eingebracht ist, wobei die Fokussierung des Elektronenstrahls (37), bestehend aus den ersten Elektronen (7) und aus den zweiten Elektronen (8) im elektrischen Polarisationsfeld E, auf das Target (5) erfolgt, um das Profil des Elektronenstrahls (37) und die Flächendichte bezüglich der auf das Target (5) aufprallenden ersten Elektronen (7) und zweiten Elektronen (8) zur Erzeugung einer gegenüber der intensitätserhöhten Röntgenstrahlung (99) noch intensitätshöheren Röntgenstrahlung (100) einzustellen, und wobei das als Kathode betreibbare Elektronenemissionselement (2) zwischen dem pyroelektrischen Material (1) und der Öffnung (32) des elektronenoptischen Bauteils (19) zur Fokussierung des Elektronenstrahls (37) angeordnet ist.Contraption ( 40 ) for generating X-radiation by means of pyroelectric material ( 1 ), wherein in a vacuum chamber ( 17 ) pyroelectric material ( 1 ) on a support ( 6 ) with the temperature difference .DELTA.T for forming an electric polarization field E, in which there are free electrons ( 7 ) on a target ( 5 ), whereby X-radiation ( 9 ), wherein an electron-emitting element which can be operated as a cathode ( 2 ) between pyroelectric material ( 1 ) and Target ( 5 ) is penetrated by the electric polarization field E and second electrons ( 8th ) is provided by emission, which are also accelerated in the electric polarization field E and an intensity-increased X-radiation ( 99 ) after impact on the target ( 5 ), characterized in that in the vacuum chamber ( 17 ) an electron optical component ( 19 ) for focusing an electron beam ( 37 ) containing at least the pyroelectric material ( 1 ), wherein the focusing of the electron beam ( 37 ), consisting of the first electrons ( 7 ) and the second electrons ( 8th ) in the electric polarization field E, on the target ( 5 ) takes place to the profile of the electron beam ( 37 ) and the surface density with respect to the target ( 5 ) impacting first electrons ( 7 ) and second electrons ( 8th ) for generating an intensity-enhanced X-radiation ( 99 ) even higher intensity X-radiation ( 100 ), and wherein the electron-emitting element which can be operated as cathode ( 2 ) between the pyroelectric material ( 1 ) and the opening ( 32 ) of the electron optical component ( 19 ) for focusing the electron beam ( 37 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung (40) zumindest umfasst – die Vakuumkammer (17) mit einem Anschluss an ein Vakuumpumpsystem (11) und einem Drucksensor (12), – den Träger (6), – das auf dem Träger (6) aufgebrachte pyroelektrische Material (1), – ein mit dem Träger (6) in Verbindung stehendes Element (3) zur Heizung und/oder zur Kühlung des pyroelektrischen Materials (1), – das Target (5), an dem die Röntgenstrahlung (9) entsteht und das dem pyroelektrischen Material (1) beabstandet gegenüberliegt, – einen Detektor (10), der die am Target (5) entstehende Röntgenstrahlung (9) außerhalb der Vakuumkammer (17) registriert, – eine Steuereinheit (18), die mit dem Drucksensor (12) zur Messung des Vakuums in der Vakuumkammer (17) in Verbindung steht, – eine Spannungsquelle (14) zum Betreiben des Elements (3) zur Heizung und/oder Kühlung, die mit der Steuereinheit (18) in Verbindung steht, – ein Temperaturmessgerät (15), das über einem Temperatursensor (4) zur Erfassung der Temperatur T einerseits mit dem Träger (6) in Verbindung steht und andererseits mit der Steuereinheit (18) zur Verarbeitung von Temperaturdifferenzen ΔT verbunden ist, wobei sich in der Vakuumkammer (17) das pyroelektrische Material (1) auf dem Träger (6) mit der Temperaturdifferenz ΔT zur Ausbildung eines elektrischen Polarisationsfeldes E vorgegebener Feldstärke befindet, sodass durch das elektrische Polarisationsfeld E des pyroelektrischen Materials (1) erste Elektronen (7) auf das Target (5) beschleunigt werden, wodurch die Röntgenstrahlung (9) entsteht, und wobei das Elektronenemissionselement (2) zwischen dem pyroelektrischen Material (1) und dem Target (5) angeordnet ist, wobei das Elektronenemissionselement (2) mit einer Spannungsquelle (13, 33) in Verbindung steht, die mit der Steuereinheit (18) in Bezug auf Strom- und Spannungsversorgung des Elektronenemissionselements (2) verbunden ist, wobei das Elektronenemissionselement (2) von der Steuereinheit (18) und der Spannungsquelle (13, 33) als Kathode zur Emission der zweiten Elektronen (8) innerhalb der Vakuumkammer (17) betreibbar ist, wobei die zweiten Elektronen (8) im elektrischen Polarisationsfeld E des pyroelektrischen Materials (1) ebenfalls beschleunigt werden und zusätzliche Röntgenstrahlung (99) erzeugen, wobei unter Mitwirkung des elektronenoptischen Bauteils (19) zur Fokussierung des Elektronenstrahls (37) die noch intensitätshöhere Röntgenstrahlung (100) erreicht wird.Device according to claim 1, wherein the device ( 40 ) at least comprises - the vacuum chamber ( 17 ) with a connection to a vacuum pump system ( 11 ) and a pressure sensor ( 12 ), - the carrier ( 6 ), - that on the support ( 6 ) applied pyroelectric material ( 1 ), - one with the carrier ( 6 ) related element ( 3 ) for heating and / or cooling the pyroelectric material ( 1 ), - the target ( 5 ), at which the X-radiation ( 9 ) and that the pyroelectric material ( 1 ) is spaced apart, - a detector ( 10 ), which at the target ( 5 ) resulting X-radiation ( 9 ) outside the vacuum chamber ( 17 ), - a control unit ( 18 ) connected to the pressure sensor ( 12 ) for measuring the vacuum in the vacuum chamber ( 17 ), - a voltage source ( 14 ) for operating the element ( 3 ) for heating and / or cooling, which are connected to the control unit ( 18 ), - a temperature measuring device ( 15 ), which is above a temperature sensor ( 4 ) for detecting the temperature T on the one hand with the carrier ( 6 ) and on the other hand with the control unit ( 18 ) for processing temperature differences .DELTA.T, wherein in the vacuum chamber ( 17 ) the pyroelectric material ( 1 ) on the support ( 6 ) with the temperature difference .DELTA.T for forming an electric polarization field E of predetermined field strength, so that by the electric polarization field E of the pyroelectric material ( 1 ) first electrons ( 7 ) on the target ( 5 ), whereby the X-radiation ( 9 ), and wherein the electron emission element ( 2 ) between the pyroelectric material ( 1 ) and the target ( 5 ), wherein the electron emission element ( 2 ) with a voltage source ( 13 . 33 ) connected to the control unit ( 18 ) with regard to the current and voltage supply of the electron emission element ( 2 ), wherein the electron emission element ( 2 ) from the control unit ( 18 ) and the voltage source ( 13 . 33 ) as the cathode for the emission of the second electrons ( 8th ) within the vacuum chamber ( 17 ), the second electrons ( 8th ) in the electric polarization field E of the pyroelectric material ( 1 ) are also accelerated and additional X-radiation ( 99 ), in cooperation with the electron-optical component ( 19 ) for focusing the electron beam ( 37 ) the still higher intensity X-radiation ( 100 ) is achieved. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Elemente: Heizelement (3), Träger (6), pyroelektrisches Material (1), als Kathode betreibbares Elektronenemissionselement (2) und Target (5) in der Vakuumkammer (17) eine Röntgenquelle (24) zur Erzeugung eines hochenergetischen Elektronenstrahles (37) mit erhöhter Ausbeute an Röntgenstrahlung (99) nach Aufprall des Elektronenstrahls (37) darstellt.Apparatus according to claim 1, characterized in that the arrangement of the elements: heating element ( 3 ), Carrier ( 6 ), pyroelectric material ( 1 ), as a cathode operable electron emission element ( 2 ) and Target ( 5 ) in the vacuum chamber ( 17 ) an X-ray source ( 24 ) for generating a high-energy electron beam ( 37 ) with increased yield of X-radiation ( 99 ) after impact of the electron beam ( 37 ). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturmessgerät (15) über eine elektrische Leitung (16) mit dem Temperatursensor (4) zur Erfassung der Temperatur am Träger (6) und am pyroelektrischen Material (1) verbunden ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the temperature measuring device ( 15 ) via an electrical line ( 16 ) with the temperature sensor ( 4 ) for detecting the temperature at the carrier ( 6 ) and pyroelectric material ( 1 ) connected is. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsquelle (14) zur Auslösung der Heizung oder der Kühlung des Heizelements (3) über eine elektrische Leitung (27) mit dem Heizelement (3) verbunden ist. Device according to claim 1, characterized in that the voltage source ( 14 ) for triggering the heating or the cooling of the heating element ( 3 ) via an electrical line ( 27 ) with the heating element ( 3 ) connected is. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsquelle (33) zur Auslösung und Durchführung einer Glühemission am Elektronenemissionselement (2) mit dem Elektronenemissionselement (2) über eine elektrische Leitung (28) verbunden ist.Device according to claim 1, characterized in that the voltage source ( 33 ) for initiating and carrying out an annealing emission at the electron emission element ( 2 ) with the electron emission element ( 2 ) via an electrical line ( 28 ) connected is. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der die entstehende Röntgenstrahlung (100) registrierende Detektor (10) zumindest zur Übergabe der Registriersignale über eine elektrische Leitung (31) mit der Steuereinheit (18) verbunden ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the resulting X-ray radiation ( 100 ) registering detector ( 10 ) at least for the transfer of the registration signals via an electrical line ( 31 ) with the control unit ( 18 ) connected is. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das als Katode betreibbare Elektronenemissionselement (2) zur Ausbildung einer Glühemission oder einer Feldemission von zweiten freien Elektronen (8) dient.Device according to Claim 1, characterized in that the electron emission element ( 2 ) for the formation of a glow emission or a field emission of second free electrons ( 8th ) serves. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (18) zumindest über eine elektrische Leitung (29) mit dem elektronenoptischen Bauteil (19) zur Fokussierung eines Elektronenstrahls (37) zur Steuerung der Fokussierungsspannung im Bereich der Öffnung (32) des elektronenoptischen Bauteils (19) zur Fokussierung des Elektronenstrahls (37) verbunden ist.Device according to claim 1, characterized in that the control unit ( 18 ) at least via an electrical line ( 29 ) with the electron optical component ( 19 ) for focusing an electron beam ( 37 ) for controlling the focusing voltage in the region of the opening ( 32 ) of the electron optical component ( 19 ) for focusing the electron beam ( 37 ) connected is. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem pyroelektrischen Material (1) und dem elektronenoptischen Bauteil (19) zur Fokussierung eines Elektronenstrahls (37) eine Verbindungsleitung (34) vorhanden ist, wobei die am pyroelektrischen Material (1) entstehende Spannung ΔU zur Bereitstellung der am elektronenoptischen Bauteil (19) zur Fokussierung eines Elektronenstrahls (37) angelegten Fokussierungsspannung dient.Device according to claim 1, characterized in that between the pyroelectric material ( 1 ) and the electron optical component ( 19 ) for focusing an electron beam ( 37 ) a connection line ( 34 ), the pyroelectric material ( 1 ) voltage ΔU to provide the on the electron-optical component ( 19 ) for focusing an electron beam ( 37 ) applied focusing voltage is used. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronenemissionselement (2) als einfacher Draht, als Mehrfach-Draht in Form einer Schleife oder auch als einfache Drahtwendel oder als Mehrfach-Drahtwendel ausgebildet ist.Device according to claim 1, characterized in that the electron emission element ( 2 ) is designed as a simple wire, as a multi-wire in the form of a loop or as a simple wire helix or as a multi-wire helix. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (18) zumindest programmtechnische Mittel enthält, mit denen durch Auswertung der Röntgenmesssignale des Detektors (10) und der Messsignale des Temperatursensors (4) der Potentialunterschied ΔU am pyroelektrischen Material (1), die zugehörige Temperaturdifferenz ΔT am Heizelement (3) sowie die Spannung V zur Erreichung einer Glühemission an das Elektronenemissionselement (2) gemäß der Gleichungen ΔU = pΔTD/(ε0(εr – 1)) (I) V > WA (II) berechnet werden, wobei ΔU Potentialunterschied am Pyroelektrikum p pyroelektrischer Koeffizient des Pyroelektrikums ΔT Temperaturdifferenz D Dicke des Pyroelektrikums ε0 elektrische Feldkonstante εr Permittivität des Pyroelektrikums V Spannung zur Erreichung einer Glühemission WA Austrittsarbeit des Materials des Elektronenemissionselements bezeichnen.Device according to claims 1 to 11, characterized in that the control unit ( 18 ) contains at least program-technical means with which by evaluation of the X-ray measuring signals of the detector ( 10 ) and the measuring signals of the temperature sensor ( 4 ) the potential difference ΔU at the pyroelectric material ( 1 ), the associated temperature difference ΔT at the heating element ( 3 ) and the voltage V for attaining a glow emission to the electron emission element ( 2 ) according to the equations ΔU = pΔTD / (ε 0 (ε r - 1)) (I) V> W A (II) where ΔU is the potential difference at the pyroelectric p pyroelectric coefficient of the pyroelectric ΔT temperature difference D thickness of the pyroelectric ε 0 electric field constant ε r permittivity of the pyroelectric V voltage to achieve an annealing emission W A work function of the material of the electron emission element denote. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Temperaturänderungen auf die Temperaturdifferenz ΔT des pyroelektrischen Materials (1) durch die an dem Element (3) zur Heizung und/oder zur Kühlung angeschlossenen Spannungsquelle (14) von der gesteuerten Spannungsquelle (13) aus eine ausreichend hohe steuerbare Spannung an das Elektronenemissionselement (2) zur Erzeugung einer Feldemission der zweiten Elektronen (8) angelegt ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that during the temperature changes to the temperature difference .DELTA.T of the pyroelectric material ( 1 ) by the on the element ( 3 ) connected to the heating and / or cooling voltage source ( 14 ) from the controlled voltage source ( 13 ) from a sufficiently high controllable voltage to the electron emission element ( 2 ) for generating a field emission of the second electrons ( 8th ) is created. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronenoptische Bauteil (19) zur Fokussierung eines Elektronenstrahls (37) einen Wehneltzylinder darstellt.Device according to claims 1 to 13, characterized in that the electron-optical component ( 19 ) for focusing an electron beam ( 37 ) represents a Wehnelt cylinder. Vorrichtung nach den Ansprüchen 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Wehneltzylinder (19) zumindest einen dünnwandigen walzenförmigen Metallkörper darstellt, der zumindest das als Kathode geschaltete Elektronenemissionselement (2) und das pyroelektrische Material (1) umfassend umgibt, so dass die längliche Symmetrieachse des Metallkörpers mit der zentralen Achse des pyroelektrischen Materials (1) weitgehend übereinstimmt.Device according to claims 14, characterized in that the Wehnelt cylinder ( 19 ) represents at least one thin-walled roller-shaped metal body which comprises at least the electron-emitting element ( 2 ) and the pyroelectric material ( 1 ) so that the elongated axis of symmetry of the metal body is aligned with the central axis of the pyroelectric material (FIG. 1 ) is largely consistent.
DE202013005768U 2013-06-21 2013-06-21 Device for generating X-radiation by means of pyroelectric material Expired - Lifetime DE202013005768U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202013005768U DE202013005768U1 (en) 2013-06-21 2013-06-21 Device for generating X-radiation by means of pyroelectric material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202013005768U DE202013005768U1 (en) 2013-06-21 2013-06-21 Device for generating X-radiation by means of pyroelectric material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE202013005768U1 true DE202013005768U1 (en) 2013-07-22

Family

ID=49029920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE202013005768U Expired - Lifetime DE202013005768U1 (en) 2013-06-21 2013-06-21 Device for generating X-radiation by means of pyroelectric material

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE202013005768U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015106758B3 (en) * 2015-04-30 2016-06-09 Otto-Von-Guericke-Universität Magdeburg Apparatus and method for analyzing crystalline materials by means of backscatter electron diffraction
RU2775274C1 (en) * 2021-06-03 2022-06-29 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Generator of ionising radiation based on periodic variation of the temperature of a pyroelectric crystal (variants)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3840748A (en) 1973-06-04 1974-10-08 Bendix Corp Electron and x-ray generator
WO2003098265A1 (en) 2002-05-17 2003-11-27 Niton Corporation A calibration source for x-ray detectors
WO2006060030A2 (en) 2004-05-19 2006-06-08 The Regents Of The University Of California High energy crystal generators and their applications
WO2008123301A1 (en) 2007-03-26 2008-10-16 Kyoto University X-ray generator employing hemimorphic crystal
DE102007053076A1 (en) 2007-11-02 2009-05-14 Technische Universität Dresden Device for producing X-rays by polarizable pyroelectrical crystals, has particle source connected to vacuum chamber for guiding gaseous adsorbate, where electric field causing deceleration to target and production of X-rays is changed
JP2010015711A (en) 2008-07-01 2010-01-21 Kyoto Univ X-ray generating device using hemimorphic crystal

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3840748A (en) 1973-06-04 1974-10-08 Bendix Corp Electron and x-ray generator
WO2003098265A1 (en) 2002-05-17 2003-11-27 Niton Corporation A calibration source for x-ray detectors
WO2006060030A2 (en) 2004-05-19 2006-06-08 The Regents Of The University Of California High energy crystal generators and their applications
WO2008123301A1 (en) 2007-03-26 2008-10-16 Kyoto University X-ray generator employing hemimorphic crystal
DE102007053076A1 (en) 2007-11-02 2009-05-14 Technische Universität Dresden Device for producing X-rays by polarizable pyroelectrical crystals, has particle source connected to vacuum chamber for guiding gaseous adsorbate, where electric field causing deceleration to target and production of X-rays is changed
JP2010015711A (en) 2008-07-01 2010-01-21 Kyoto Univ X-ray generating device using hemimorphic crystal

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Jeffrey A. Geuther, Yaron Danon: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 261 (2007) 110-113

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015106758B3 (en) * 2015-04-30 2016-06-09 Otto-Von-Guericke-Universität Magdeburg Apparatus and method for analyzing crystalline materials by means of backscatter electron diffraction
RU2775274C1 (en) * 2021-06-03 2022-06-29 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Generator of ionising radiation based on periodic variation of the temperature of a pyroelectric crystal (variants)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10120336C2 (en) Ion mobility spectrometer with non-radioactive ion source
DE1639431A1 (en) Method and device for degassing permanent magnets, especially for neutron generators
DE1439828B2 (en) ELECTRON MICROSCOPE
DE102019213196B4 (en) charged particle beam device
DE102015204091B4 (en) Methods and devices for charge compensation
DE102014226039A1 (en) Ionization device and mass spectrometer with it
DE102010060910A1 (en) Method and apparatus for ion implantation
DE102008003676B4 (en) Ion mobility spectrometer with a non-radioactive electron source
DE102019208278A1 (en) Ionization device and mass spectrometer
DE102009019146B4 (en) Process and apparatus for high rate coating by high pressure evaporation
DE2152467A1 (en) Ion scattering spectrometer with neutralization
WO2010121589A2 (en) Dosimeter and method for determining an energy dose of a pulsed radiation field
EP2562784B1 (en) Sensor assembly for characterization of plasma coating, plasma etching and plasma treatment processes and method for determining characteristic parameters in these processes
DE1521363B2 (en) Device for monitoring vapor deposition in a vacuum system
DE102016110495B4 (en) Apparatus and method for generating, storing and releasing ions from a surrounding residual gas atmosphere
DE202013005768U1 (en) Device for generating X-radiation by means of pyroelectric material
DE102007053076A1 (en) Device for producing X-rays by polarizable pyroelectrical crystals, has particle source connected to vacuum chamber for guiding gaseous adsorbate, where electric field causing deceleration to target and production of X-rays is changed
EP3717893B1 (en) Method and device for determining electrical conductivity
DE102009051069A1 (en) Gas detector and method for monitoring the concentration of a gas
DE1648808C3 (en) Method and device for monitoring a vapor density
DE3438987A1 (en) AUGER ELECTRON SPECTROMETER WITH HIGH RESOLUTION
DE2454796C2 (en) Method for long-term storage of gases and device for implanting a gas to be stored in a metallic solid
Salakhutdinov X-ray radiation plasma of high-current electric discharge
DE3628919A1 (en) DEVICE FOR GENERATING ELECTRICITY AND SHORTWAVE RADIATION
DE19702928A1 (en) Electric-arc evaporator

Legal Events

Date Code Title Description
R207 Utility model specification

Effective date: 20130912

R150 Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years
R082 Change of representative

Representative=s name: RAUSCHENBACH PATENTANWAELTE PARTNERSCHAFTSGESE, DE

Representative=s name: RAUSCHENBACH PATENTANWAELTE GBR, DE

Representative=s name: PATENTANWAELTE RAUSCHENBACH, DE

R157 Lapse of ip right after 6 years