ES2642220T3

ES2642220T3 - Aparato para la generación de rayos X de baja energía

Info

Publication number: ES2642220T3
Application number: ES14709739.8T
Authority: ES
Inventors: Yuri UDALOV; Sergey Mitko
Original assignee: ENXRAY Ltd
Current assignee: ENXRAY Ltd
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2014-02-25
Publication date: 2017-11-15
Anticipated expiration: 2034-02-25
Also published as: CA2902109A1; GB201303517D0; WO2014132049A3; PT2962323T; EP2962323A2; IL240516A0; JP2016517129A; EP2962323B1; WO2014132049A2; US20160000949A1; CN105027253A; PL2962323T3; CN105027253B; DK2962323T3

Description

DESCRIPCION

Aparato para la generacion de rayos X de baja energla 5 Campo de la invencion

[0001] La presente invencion se refiere a aparatos para la generacion de rayos X. Es particularmente aplicable, pero no limitado, a los generadores de rayos X de baja energla para esterilizar artlculos medicos, productos farmaceuticos o envases para productos alimenticios o de bebida. A continuacion se analizan otras

10 posibles aplicaciones.

Antecedentes de la invencion

[0002] Los generadores de rayos X se usan a menudo en instalaciones de fabricacion o envasado para 15 esterilizar artlculos medicos, productos farmaceuticos o envases para productos alimenticios o de bebida.

[0003] En dichas aplicaciones, tales como la esterilizacion de envases, convencionalmente el artlculo a esterilizar se expone a radiacion por rayos X producida por medio de una fuente radiactiva tal como cobalto radiactivo. Dicha radiacion comprende rayos X "duros", es decir radiacion que tiene una alta energla, medida en

20 millones de electron-voltios (eV).

[0004] Los rayos X "duros" son tlpicamente producidos por un proceso de desintegracion radiactiva, cuando los nucleos experimentan una transicion a un elemento diferente de la tabla periodica, emitiendo simultaneamente energla a traves de ondas electromagneticas. Esto ocurre en las denominadas "fabricas gamma", que utilizan la

25 desintegracion del cobalto radiactivo y emiten fotones de rayos X de alta energla (en este caso, denominados partlculas gamma, aunque todavla es radiacion de rayos X, que solo tiene una energla especlfica o longitud de onda).

[0005] Las normas actuales de esterilizacion requieren una dosificacion del orden de 25 kGy (kilograys) para 30 conseguir una destruccion eficaz de bacterias a un nivel aceptable. Dicha dosificacion requiere la exposicion del

envase a una fuente radiactiva durante un perlodo prolongado de tiempo, normalmente varias horas. Para que esto sea practicable, tal esterilizacion se realiza generalmente en lotes compuestos por una o mas cargas de palets de productos. Esto es posible porque los rayos X "duros", en virtud de su alta energla, tienen la capacidad de penetrar profundamente en una gran pila de paquetes.

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[0006] Sin embargo, mas recientemente, como se ha analizado en el documento GB 2444310 A, se ha descubierto que rayos X de baja energla o "blandos" pueden ser mas adecuados para la esterilizacion de superficies. Los rayos X "blandos" se caracterizan por ser de energla relativamente baja, con energlas cuanticas predominantemente en el intervalo de 5 a 20 keV. Debido a su baja energla, estos rayos X blandos tienen mayor

40 absorcion. Como resultado, la eficiencia de los rayos X en la destruccion de bacterias sobre la superficie es alta y la exposicion total que se requiere puede ser menor que cuando se utilizan rayos X de alta energla. La dosificacion de rayos X mas baja tambien es deseable en la medida en que reduce el riesgo de danar el material que se esta esterilizando, y la suavidad de los rayos X tambien permite su uso seguro en una llnea de produccion sin riesgo para el personal o la necesidad de blindaje de plomo.

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[0007] Dichos rayos X "blandos" se pueden generar usando un acelerador de partlculas (por ejemplo, un canon de electrones) para generar un flujo de partlculas cargadas. Cuando estas partlculas se desaceleran debido a la interaccion con la materia - por ejemplo, cuando chocan contra un objetivo metalico - emiten radiacion electromagnetica. Si la energla inicial del haz de partlculas es suficientemente alta, la radiacion electromagnetica se

50 encuentra en el rango de rayos X del espectro de emision.

[0008] Los electrones tambien emiten rayos X cuando cambian la direccion de su movimiento, como en el caso de los sincrotrones (la radiacion de sincrotron puede generarse en un amplio campo espectral, incluyendo rayos X).

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[0009] En el presente trabajo, se trata el enfoque basado en la aceleracion de la produccion de rayos X blandos. La mayorla de las fuentes de rayos X funcionan a bajos niveles de potencia (ya que se trata de aparatos medicos/dentales de rayos X, ensayos no destructivos (NDT) y equipos de inspeccion de equipaje). Esto se determina por las tareas especlficas del equipo: tienen que producir un haz de rayos X que asegure la mejor calidad

de imagen posible. Ademas, estas fuentes se generan tlpicamente como una fuente puntual, debido a los requisitos de la formacion de imagenes de rayos X. La mejor manera de crear tales haces para aplicaciones de imagen es acelerar los electrones en el vaclo y despues dirigirlos sobre un objetivo metalico.

5 [0010] Sin embargo, los tubos de rayos X basados en vaclo con catodos calentados no son bien adecuados

para largos periodos de operacion de servicio pesado, como serla el caso con aplicaciones de esterilizacion. Por lo tanto, en el presente trabajo, se ha escogido un enfoque a la production de rayos X basada en la generation de electrones en dispositivos llenos de gas con catodos frlos, en lugar de en fuentes de haz de electrones basadas en vaclo con filamentos calentados.

10

[0011] Los sistemas generadores de rayos X "blandos" existentes, tales como el descrito en el documento GB 2444310 A, tienen una serie de desventajas, al menos en parte como resultado de la disposition de los electrodos de catodo y anodo y la aparicion de arco entre ellos. El arco entre los electrodos, y la consecuente erosion de los electrodos, conduce a una disminucion de la vida operativa del sistema. Tambien afecta a su

15 capacidad para producir rayos X estables, fiables y reproducibles homogeneamente sobre una gran section transversal de cabeza emisora, y para proporcionar una operacion continua y consistente.

[0012] Por lo tanto, las realizaciones de la presente invention buscan alcanzar uno o mas de los siguientes: (1) aumentar la vida operativa del sistema generador de rayos X; (2) para permitir que funcione sobre una gran

20 seccion transversal de la cabeza emisora de rayos X; (3) para mejorar la estabilidad y reproducibilidad (minimizando la variation de pulso a pulso de la energla generada) del dispositivo; y (4) evitar las inestabilidades de arco y descarga que reducen la fiabilidad del dispositivo cuando se utiliza en entornos industriales que requieren altos niveles de funcionamiento continuo y consistente.

25 [0013] La tecnica antecedente se proporciona en el documento EP 1 058 286 A1, que describe una fuente de

rayos X miniatura para el tratamiento intravascular de lesiones en el tejido corporal, comprendiendo la fuente de rayos X un primer miembro de soporte y un segundo miembro de soporte, en la que el primer y segundo miembros de soporte se unen entre si para formar una cavidad entre ellos y de tal forma que se alslan electricamente entre si. Un catodo y un anodo estan dispuestos dentro de la cavidad y opuestos entre si. El catodo esta fabricado 30 adecuadamente de material tipo diamante, y comprende al menos un elemento puntiagudo.

Resumen de la invencion

[0014] La presente invencion es una fuente de rayos X segun se define en la reivindicacion 1 de las 35 reivindicaciones adjuntas. Tambien se proporciona un metodo como se define en la reivindicacion 15.

[0015] Por lo tanto, de acuerdo con un primer aspecto de la invencion, se proporciona una fuente de rayos X para producir rayos X blandos para esterilizar un artlculo, comprendiendo la fuente de rayos X: un catodo que tiene una estructura emisora de electrones soportada por un estructura de soporte, siendo la estructura emisora de

40 electrones al menos parcialmente transparente a los rayos X dentro de una region delimitada por la estructura de soporte; un anodo que tiene una superficie emisora de rayos X paralela a la estructura emisora de electrones del catodo; y un separador electricamente aislante dispuesto entre el anodo y el catodo; en la que la estructura emisora de electrones del catodo y la superficie emisora de rayos X del anodo se disponen de tal forma que, en uso, la estructura emisora de electrones esta operativa para bombardear el anodo con electrones, haciendo que los rayos X 45 sean emitidos desde la superficie emisora de rayos Xy pasen a traves del catodo; y en la que el separador aislante esta dispuesto entre el anodo y la estructura de soporte del catodo y sobresale mas alla de la estructura de soporte, a traves de parte del anodo, en dicha region.

[0016] La expresion "region delimitada por la estructura de soporte" como se ha usado anteriormente y en el 50 presente documento debe interpretarse ampliamente, para incluir una disposicion en la que la estructura de soporte

esta presente solamente en dos lados opuestos de la region en cuestion, as! como disposiciones en que la estructura de soporte rodea sustancial o completamente la region en cuestion.

[0017] En virtud de que el separador aislante se proyecta mas alla de la estructura de soporte del catodo, en 55 dicha region, a traves de parte del anodo, esto evita, o al menos mitiga, la formacion de lugares en la proximidad del

catodo y el anodo donde la intensidad del campo electrico podrla aumentar sustancialmente. En efecto, el separador aislante "suaviza" la distribucion del campo electrico en la proximidad del anodo y el catodo. Esto reduce la probabilidad de rotura electrica entre los electrodos de catodo y anodo, reduciendo de este modo la probabilidad de arco entre los electrodos, y reduciendo la aparicion de erosion de los electrodos. Como consecuencia, esto aumenta

la vida operativa del sistema generador de rayos X, haciendole mas utiles para una operacion continua y consistente a niveles de potencia elevados, permitiendole entregar una descarga mas homogenea sobre una gran seccion transversal de la cabeza emisora de rayos X, y mejora la estabilidad general, la fiabilidad y la reproducibilidad del dispositivo.

5

[0018] En una realizacion actualmente preferida, la distancia de proyeccion del separador aislante mas alla

de la estructura de soporte del catodo, en dicha region, es de aproximadamente 15 mm. Se ha encontrado que esto proporciona resultados optimos.

10 [0019] Preferiblemente, la anchura de la superficie emisora de rayos X no cubierta por el separador aislante

esta en el intervalo de aproximadamente 3 cm a aproximadamente 10 cm.

[0020] Preferiblemente, el espesor del separador aislante es de aproximadamente 2 mm.

15 [0021] Preferiblemente, el separador aislante esta hecho de un material ceramico tal como alumina (Al2O3).

Sin embargo, pueden utilizarse otros materiales aislantes (en particular, otras ceramicas).

[0022] Preferiblemente, la estructura emisora de electrones del catodo tiene una estructura de rejilla o malla. Particularmente, preferiblemente la transparencia geometrica de la rejilla o estructura de malla es de

20 aproximadamente el 70 % al 80 %.

[0023] De acuerdo con la presente invencion, la fuente de rayos X comprende ademas una ventana transparente de rayos X en el lado opuesto del catodo desde el anodo, definiendo la ventana una camara entre la ventana y el anodo; en la que la camara contiene un gas a presion subatmosferica tal como para permitir una

25 descarga en el gas. El gas puede ser un gas inerte tal como helio o nitrogeno, o puede ser aire. Preferiblemente, se proporciona un tamiz molecular entre el suministro de gas y la camara, para evitar que la humedad o el polvo, etc., entren en la camara. Tambien puede proporcionarse una bomba de vaclo en comunicacion con la camara, para conseguir y mantener la presion subatmosferica dentro de la camara.

30 [0024] Preferiblemente, la ventana transparente de rayos X comprende Kapton™ (RTM), ya que se ha

descubierto que tiene propiedades ventajosas (incluyendo volverse mas fuerte cuando se expone a rayos X, mientras que otros materiales pueden romperse o volverse fragiles con el tiempo).

[0025] Particularmente, preferiblemente la ventana esta formada por un material electricamente conductor, o

35 comprende ademas un revestimiento formado por un material electricamente conductor. Esto permite que la ventana se mantenga al mismo potencial electrico que la estructura emisora de electrones del catodo, impidiendo as! que las partlculas cargadas del catodo sean aceleradas hacia la ventana y se danen. Por consiguiente, la ventana ventajosamente puede estar conectada electricamente a la estructura emisora de electrones del catodo.

40 [0026] Preferiblemente, el anodo esta formado por un bloque metalico, al menos varios millmetros de

espesor.

[0027] Preferiblemente, el anodo comprende ademas medios de enfriamiento, tales como una o mas tuberlas de refrigeracion en comunicacion termica con el anodo.

45

[0028] Preferiblemente, la estructura emisora de electrones del catodo esta al menos parcialmente formada por cobre. Preferiblemente, el anodo esta tambien al menos parcialmente formado por cobre. Por ejemplo, puede estar formado por cobre a granel, o hierro revestido con cobre. Aunque el cobre es el material actualmente preferido para el catodo y el anodo, se pueden usar otros materiales, siempre que tengan llneas de emision caracterlsticas en

50 el intervalo espectral por debajo de 10-12 keV.

[0029] La fuente de rayos X puede comprender ademas un cable de alimentacion conectado electricamente al anodo.

55 [0030] Preferiblemente, la fuente de rayos X comprende ademas un material de aislamiento configurado para

adaptarse a la impedancia de onda del cable de alimentacion con la impedancia de onda del anodo. Esto reduce

ventajosamente las reflexiones de los impulsos de tension aplicados al cabezal del emisor.

[0031] Preferiblemente, la estructura emisora de electrones del catodo esta al potencial de tierra.

[0032] Preferiblemente, la estructura emisora de electrones del catodo esta conectada electricamente a la estructura de soporte del catodo, permitiendo que la estructura emisora de electrones y la estructura de soporte del catodo se mantengan a un potencial comun.

5

[0033] Preferiblemente, la estructura de soporte del catodo esta conectada a, o formada integralmente con, una estructura de alojamiento para la fuente de rayos X. La estructura de alojamiento puede estar dispuesta alrededor de al menos parte del anodo.

10 [0034] Preferiblemente, el separador aislante se extiende entre la estructura de alojamiento y el anodo.

[0035] Preferiblemente, la fuente de rayos X comprende ademas medios para generar una tension entre el

anodo y el catodo.

15 [0036] Particularmente, preferiblemente, los medios para generar una tension comprenden medios de

almacenamiento de energla inductiva. Con tal disposicion, la corriente ascendente da como resultado un aumento de tension en los inductores, reduciendo as! eficazmente la tension aplicada a cualquier chispa que se pueda crear dentro del generador de rayos X, funcionando eficazmente como un limitador de amortiguacion automatica. Esto mejora adicionalmente la estabilidad operativa y la longevidad del dispositivo de rayos X.

20

[0037] Preferiblemente, los medios para generar una tension estan configurados para suministrar impulsos de alta tension de corta duracion al anodo.

[0038] Preferiblemente, la fuente de rayos X esta configurada para emitir rayos X con energlas cuanticas en

25 el intervalo de 5 keV a 20 keV, aunque esta energla puede aumentarse si se requiere por una aplicacion particular.

[0039] La presente description tambien proporciona un aparato de esterilizacion que comprende una fuente de rayos X de acuerdo con el primer aspecto de la invention.

30 [0040] La presente divulgation tambien proporciona una llnea de production o una instalacion de fabrication

o envasado que comprende dicho aparato de esterilizacion.

[0041] De acuerdo con un segundo aspecto de la invencion, se proporciona un metodo de esterilizacion de un artlculo, comprendiendo el metodo la irradiation del artlculo con radiation de rayos X usando una fuente de rayos

35 X de acuerdo con el primer aspecto de la invencion.

[0042] El artlculo que se irradia puede ser, por ejemplo, un artlculo medico, un producto farmaceutico, un material de envasado para un producto alimenticio o de bebida, una pellcula de plastico, una muestra de sangre o un producto alimenticio o bebida.

40

[0043] La presente descripcion tambien proporciona una ventana de desacoplamiento para una fuente de rayos X, comprendiendo la ventana un material que es al menos parcialmente transparente a los rayos X; en la que la ventana esta formada por un material electricamente conductor o comprende ademas un revestimiento formado por un material electricamente conductor.

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Breve descripcion de los dibujos

[0044] A continuation se describiran realizaciones de la invencion, solo a modo de ejemplo, y con referencia a los dibujos en los que:

50

La Figura 1 es un diagrama esquematico en section transversal de un generador de rayos X de acuerdo con una realization de la presente invencion;

La Figura 2 ilustra datos de transmision de rayos X para una ventana Kapton™ del generador de rayos X (siendo los datos representados datos de transmision de rayos X con respecto a la pellcula de poliimida Kapton™ de 75 pm de 55 espesor);

la Figura 3 es un grafico del coeficiente de absorcion de energla-masica frente a energla fotonica para material de envasado plastico tlpico (de densidad 1 g cm-3);

la Figura 4 es un grafico de la eficacia de la dosis en funcion de la energla fotonica;

la Figura 5 ilustra la generation de rayos X por un haz de electrones que incide en un blanco metalico;

Las Figuras 6a, 6b y 6c proporcionan una comparacion de espectros bremsstrahlung teoricos y experimentales; la Figura 7 es una representacion grafica que muestra la intensidad de la radiacion caracterlstica de Cu Ka; la Figura 8 es un diagrama esquematico de un aparato de llnea de produccion en el que una pellcula de plastico se esteriliza con rayos X;

5 la Figura 9 es una representacion grafica que muestra la distribucion de la tasa de dosis especlfica a lo largo de una pellcula de plastico; y

la Figura 10 ilustra datos representativos para el area de dosis integral para una fuente de rayos X de anodo de cobre, calculada para diferentes distancias y tensiones.

10 Descripcion detallada de realizaciones especfficas

[0045] Las presentes realizaciones representan las mejores formas conocidas por los solicitantes de poner en practica la invencion. Sin embargo, no son las unicas maneras de conseguirlo.

15 Descripcion general de la realizacion actualmente preferida

[0046] La Figura 1 ilustra un generador de rayos X 12 que comprende un tubo de rayos X de descarga lleno de gas con almacenamiento de energla inductiva para la esterilizacion de productos tales como artlculos medicos de plastico. La cabeza emisora 13 del tubo de rayos X comprende un catodo frlo 1 hecho de una rejilla o malla metalica

20 altamente transparente, y un anodo 2 hecho de metal masivo alimentado por impulsos de alta tension de corta duracion. Los electrones emitidos por el catodo de rejilla 1 golpean el anodo 2 de metal y generan radiacion de rayos X caracterlstica y bremsstrahlung desde la superficie de emision 14 del anodo 2. La radiacion de rayos X pasa a traves de la rejilla de catodo 1 e irradia el artlculo o artlculos a esterilizar.

25 [0047] Un separador electricamente aislante (preferiblemente ceramico) 4 proporciona medios para evitar el

cortocircuito o el arco del espacio de descarga de anodo-catodo tras la aplicacion de potencia pulsada, logrando as! una vida util operativa aumentada y un funcionamiento mas estable y reproducible, creando tambien condiciones para generar un haz de rayos X sobre un area grande.

30 [0048] Ademas, en la realizacion actualmente preferida, se utiliza una fuente de alimentacion no basada en

almacenamiento de energla capacitiva sino en almacenamiento de energla inductiva.

[0049] Ha de apreciarse que el diagrama de la Figura 1 no esta a escala. Ademas, las mediciones incluidas en este diagrama se refieren solamente a una realizacion actualmente preferida, y son solamente a modo de

35 ejemplo; en realizaciones alternativas las caracterlsticas constituyentes pueden tener mediciones diferentes. Las regiones componentes en el lado izquierdo de la Figura 1 son especulares predominantemente a las de la derecha; para mayor claridad, cada componente se ha etiquetado solo una vez.

Descripcion detallada del generador de rayos X 40

[0050] La Figura 1 ilustra un generador de rayos X 12 de acuerdo con una realizacion actualmente preferida de la presente invencion. Un haz de rayos X homogeneo se genera a partir de un irradiador con una gran area de seccion transversal, en lugar de una fuente puntual. Es posible una amplia gama de formas y dimensiones de la cabeza emisora 13. Por ejemplo, puede ser larga y delgada (por ejemplo, extendiendose con seccion transversal

45 uniforme normal al plano de la Figura 1), redonda o cuadrada, o cualquier otra forma - dependiendo de los requisitos dictados por la forma del blanco que se esta irradiando.

[0051] Como se ha ilustrado, el sistema de electrodos del generador de rayos X 12 comprende un catodo 1 y un anodo 2. El catodo 1 tiene una estructura emisora de electrones de rejilla o malla (como se describe con mas

50 detalle a continuacion, una serie de metales diferentes que poseen buena conductividad termica y electrica). El catodo 1 esta conformado y configurado de tal manera que los rayos X pueden penetrar en la estructura con relativa libertad. En la realizacion actualmente preferida, la malla del catodo 1 tiene una transparencia geometrica de aproximadamente el 70 % al 80 % (por debajo de este intervalo funcionara menos eficientemente, reduciendo la conversion del rendimiento energetico a rayos X, mientras que por encima de este intervalo la malla puede ser 55 demasiado fragil y romperse).

[0052] El anodo 2 esta hecho de un bloque metalico de al menos varios millmetros de espesor, lo que proporciona la posibilidad de un mejor enfriamiento del anodo 2 y la eliminacion de calor a traves de tubos de refrigeracion 6. Esto es importante para el funcionamiento estable y continuo del dispositivo en un entorno operativo

real. El bloque metalico se puede enfriar utilizando una amplia gama de sistemas de refrigeracion que emplean un intercambio de calor. Por ejemplo, un sistema de enfriamiento basado en agua que funciona a una velocidad de 1 litro/segundo serla suficiente para disipar 200 kW de energla termica absorbida por el bloque metalico.

5 [0053] El material preferido para los electrodos 1, 2 es cobre, debido al hecho de que el cobre emite una llnea

fuerte de radiacion caracterlstica Cu K - la primera llnea de emision de K caracterlstica de cobre en una parte de baja energla (8 keV) del espectro de rayos X. Sin embargo, es posible fabricar los electrodos 1, 2 a partir de otros metales o materiales conductores, de los cuales su superficie puede estar cubierta con una fina capa de cobre para proporcionar propiedades de emision similares al cobre a granel. Es preferible que tanto el catodo 1 como el anodo 2

10 esten constituidos o tengan su superficie cubierta con un material similar con el fin de evitar un eventual cambio en las propiedades del espectro de emision debido a los cambios de la composicion de la superficie en el caso de salpicaduras, lo que puede ocurrir si los electrodos 1, 2 estan compuestos por materiales diferentes. El cobre es el material actualmente preferido para los electrodos 1, 2; sin embargo, se pueden usar otros materiales, siempre que tengan llneas de emision caracterlsticas en el intervalo espectral por debajo de 10-12 keV.

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[0054] El espacio entre el catodo 1 y el anodo 2 se llena con gas a presion subatmosferica (presion baja o intermedia). Puede ser un gas inerte especialmente seleccionado, tal como helio o nitrogeno, pero como alternativa, se puede usar aire normal para llenar el dispositivo. La presion del gas en el interior del dispositivo se puede controlar con una bomba de vaclo externa conectada al dispositivo a traves de una abertura 9. Para llenar el gas, se

20 utiliza una abertura desde el lado opuesto del recipiente, que proporciona una fuga de gas controlada a traves de una valvula 11. Para asegurar que no entra humedad, polvo, etc. en el irradiador, se coloca un tamiz molecular 10 despues de la valvula.

[0055] Se ha demostrado con exito un prototipo de trabajo utilizando una descarga en aire a una presion de 5

25 mbar. Sin embargo, como se ha mencionado anteriormente, se pueden usar otros gases, lo que permitira que las

formas de realizacion funcionen a diferentes presiones.

[0056] Otra parte importante del sistema es una ventana de desacoplamiento 3, que forma una camara entre el anodo 2 y la ventana 3 en la que esta contenido el gas anteriormente mencionado, y tambien encierra el catodo 1.

30 En la realizacion actualmente preferida esta ventana 3 esta hecha de una pellcula de poliimida, preferiblemente Kapton™. Aunque pueden utilizarse otros materiales, hasta la fecha, Kapton™ es el mejor que se ha encontrado, ya que demuestra algunas caracterlsticas particularmente atractivas en esta aplicacion, ya que se vuelve mas fuerte cuando se expone a los rayos X, mientras que otros materiales pueden romperse o volverse fragiles con el tiempo. Idealmente, la ventana 3 debe cumplir varios requisitos: debe soportar la diferencia de presion y no romperse, tener

35 bajas perdidas de absorcion para los rayos X (veanse datos de transmision en la Figura 2), y no debe perder su resistencia y transparencia bajo la influencia de intensidad una intensa irradiacion de rayos X. Pueden utilizarse materiales distintos de Kapton™ para la ventana de desacoplamiento 3, siempre que tengan propiedades del material y caracterlsticas de transmision similares a las de Kapton™, o mejor, aunque actualmente no se conoce tal material.

40

[0057] La ventana 3 esta formada preferiblemente por un material electricamente conductor, o la superficie interna de la ventana 3 puede estar cubierta con una capa delgada de material electricamente conductor. Por ejemplo, se puede depositar una capa de material conductor tal como grafito sobre la superficie interior de la ventana 3. En esta realizacion actualmente preferida, sin embargo, se usa una pellcula de poliimida conductora

45 electricamente disponible comercialmente, Kapton™ RS, para formar la ventana 3. Kapton™ RS comprende una pellcula de poliimida cargada con carbono conductor. Haciendo que la ventana 3 sea electricamente conductora, esto permite que la ventana 3 se mantenga al mismo potencial electrico que la rejilla o malla del catodo 1, impidiendo as! que un campo electrico "cuelgue" entre las celdas de la rejilla/malla de catodo la direccion de la ventana de desacoplamiento 3 (lo que darla lugar a un flujo constante de electrones acelerados hacia la ventana 3,

50 dando como resultado la pulverizacion catodica del material de la ventana y causando su dano).

[0058] El catodo 1 esta montado en, y esta conectado electricamente a, una estructura de soporte metalica 15 que se mantiene al potencial de tierra. Por lo tanto, el catodo 1 tiene un potencial similar. La estructura de soporte del catodo 15 esta conectada a, o formada integralmente con, una estructura de alojamiento 5 en la que al menos

55 parte del anodo 2 esta montada. La estructura de soporte del catodo 15 (y el resto de la estructura de alojamiento 5) esta aislada electricamente del anodo 2 por el separador aislante 4. La ventana de acoplamiento 3 esta tambien montada en la estructura de alojamiento 5, sobre el catodo 1. Si, la ventana de desacoplamiento 3 es electricamente conductora, entonces la ventana de desacoplamiento 3 esta conectada electricamente a la estructura de alojamiento

5 y a la estructura de soporte de catodo 15, de manera que la ventana 3 esta al mismo potencial electrico que el catodo 1.

[0059] La estructura de soporte del catodo 15 y/o la estructura de alojamiento 5 pueden estar formadas por 5 acero inoxidable, o cualquier otro material adecuado.

[0060] Los impulsos de alta tension se suministran por una fuente de alimentacion al irradiador a traves de un cable de alta tension 7. La fuente de alimentacion es preferiblemente un generador de alta tension con almacenamiento de energla inductiva. Esto ultimo es importante para el funcionamiento estable del dispositivo, y las

10 razones de esto se explican a continuacion.

[0061] Una pieza a granel de material de aislamiento 8 que coincide con la impedancia de onda del cable de alimentacion 7 con la impedancia de onda de la cabeza emisora 13 sirve eficazmente como transformador, que reduce las reflexiones de los impulsos de tension aplicados a la cabeza emisora 13.

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Separador aislante (por ejemplo, ceramico)

[0062] Aunque, en la realizacion actualmente preferida descrita a continuacion, el separador aislante 4 esta hecho de un material ceramico (por ejemplo, alumina), en realizaciones alternativas puede estar hecho de otros

20 materiales aislantes en su lugar.

[0063] El separador ceramico 4 sirve para aislar la superficie emisora del anodo 14 de la estructura de soporte de catodo 15 y la carcasa metalica 5, y mejora simultaneamente la estabilidad operativa del emisor. Con el fin de conseguir esta mejora en la estabilidad, se ha disminuido el tamano de la superficie emisora 14 haciendo que

25 la abertura proporcionada por el separador ceramico 4 sea ligeramente menor que la abertura proporcionada por la parte de soporte del catodo de la carcasa 15. En el ejemplo mostrado en la Figura 1, esta diferencia es de 15 mm de material ceramico adicional que sobresale a traves de la superficie del anodo 2. Con respecto a esta distancia por la cual el separador ceramico 4 se proyecta a traves del anodo 2, se ensayaron distancias menores de 15 mm con resultados insatisfactorios. Las distancias mayores de 15 mm daran como resultado un funcionamiento eficaz, pero 30 reduciran el area de emision de rayos X, y por lo tanto el rendimiento. Por lo tanto, en la realizacion actualmente preferida, la distancia por la cual el separador ceramico 4 sobresale a traves del anodo 2 es de aproximadamente 15 mm.

[0064] Al tener este separador ceramico 4 evitamos la formation de lugares en la proximidad de los 35 electrodos de catodo y anodo 1, 2 donde la intensidad del campo electrico podrla aumentar sustancialmente. En

efecto, el separador ceramico 4 "suaviza" la distribution del campo electrico en la proximidad de los electrodos 1, 2. En fuentes de rayos X conocidas en la tecnica, que tienen lugares en los que la intensidad del campo electrico puede aumentar sustancialmente, existe una posibilidad sustancial de que habra una interruption electrica corta entre los electrodos, dando como resultado un arco de la carga y una interrupcion de la generation de rayos X. El 40 resultado sera la erosion de los electrodos y el posterior deterioro del lado interno del dispositivo.

[0065] Como se ilustra, el separador ceramico aislante 4 tambien se extiende preferiblemente hacia abajo, entre la estructura de alojamiento 5 y los lados del anodo 2, as! como proyectandose a traves de la superficie del anodo 2. Por lo tanto, la estructura de alojamiento 5 esta aislada electricamente del anodo 2.

45

[0066] El espesor del separador ceramico 4 es preferiblemente de aproximadamente 3 mm, como se ilustra. El separador ceramico 4 se coloca preferiblemente en contacto con la superficie superior del anodo 2 y en contacto con el lado inferior de la estructura de soporte del catodo 15 y la superficie interior de al menos parte del alojamiento

5.

50

[0067] La anchura de la superficie emisora de de rayos X 14 del anodo 2 expuesta entre los bordes opuestos del separador de ceramica 4 esta preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 3 cm a aproximadamente 10 cm. El haz de rayos X producido a partir de la superficie emisora de rayos X expuesta 14 es homogeneo y bien dirigido.

55

[0068] Como se ha mencionado anteriormente, aunque el separador 4 de la realizacion actualmente preferida esta hecho de un material ceramico (por ejemplo, alumina), en realizaciones alternativas se pueden usar otros materiales aislantes.

[0069] Nuestra experiencia muestra que en el caso de un diseno regular del electrodo, cuando no hay separador aislante protector 4 (no necesariamente ceramico), una vez por cada 10.000 pulsos puede producirse una chispa debido a inestabilidades de descarga. A niveles de potencia superiores a varios kW, se utilizaran mas materiales termicamente estables; sin embargo, no un material tal como Teflon™, ya que es demasiado aislante de

5 la carga. Dado que nuestro dispositivo puede funcionar a una frecuencia de repetition de hasta 20 kHz, esto significara eficazmente que sin estos medios de protection el dispositivo puede ser adecuado para la investigation cientlfica a corto plazo, pero sera completamente inadecuado para el funcionamiento industrial de rutina. Sin embargo, el separador de aislamiento protector 4 permite que el presente generador de rayos X sea empleado en un funcionamiento continuo a largo plazo, tal como en una llnea de production en una instalacion de fabrication o 10 envasado.

[0070] Otra caracterlstica importante de nuestro sistema es una combination de dos medios protectores. Uno de ellos es el separador de ceramica especialmente conformado mencionado anteriormente 4, y el otro es el uso de una fuente de alimentation no basada en almacenamiento de energla capacitiva sino en almacenamiento de energla

15 inductiva. La diferencia aqul se produce debido a los siguientes efectos:

En un dispositivo de almacenamiento capacitivo, si se produce una averla accidental, no se ve afectado por la propia fuente de alimentacion, y puede desarrollar una chispa electrica completa que danarla la superficie de los electrodos y el propio dispositivo. Sin embargo, empleando una fuente de alimentacion de almacenamiento de energla 20 inductiva, la corriente ascendente da como resultado un aumento de tension en los inductores, reduciendo as! eficazmente la tension aplicada a una chispa. En efecto, funciona como un limitador de auto-amortiguacion. Junto con el protector de ceramica 4, esto mejora sustancialmente la estabilidad operativa y la longevidad del dispositivo.

[0071] Tambien hay un subproducto auxiliar pero beneficioso del presente sistema, concretamente, la 25 generation de radiation UV dentro de la camara entre el catodo 1 y el anodo 2, que asegura un entorno estable y

esteril dentro del dispositivo de rayos X.

Resumen de componentes en el aparato de la Figura 1, con especificaciones ejemplares 30 [0072]

1. Rejilla catodica (preferiblemente cobre) que tiene una transparencia geometrica de aproximadamente el 70-80 %

2. Anodo (preferiblemente cobre o hierro cubierto con cobre)

3. Ventana de salida (por ejemplo, Kapton™ 200RS100)

35 4. Separador aislante (por ejemplo, ceramica de alumina)

5. Carcasa (por ejemplo, acero inoxidable) al potencial de tierra

6. Tuberlas de refrigeration (los llquidos refrigerantes adecuados son, por ejemplo, aceite de transformador o aceite de silicona)

7. Cable de alta tension

40 8. Aislamiento que coincide con la impedancia de onda del cable con la cabeza del emisor

9. Puerto para bombear gases (por ejemplo, aire seco o nitrogeno, a 3-10 mbar)

10. Cartucho con tamiz molecular (por ejemplo, X13)

11. Valvula de fuga regulada

12. Generador de rayos X 45 13. Cabeza emisora

14. Superficie emisora

15. Estructura de soporte de catodo (por ejemplo, acero inoxidable)

Rayos X blandos en la region de rayos Grenz 50

[0073] La siguiente section proporciona mas detalles sobre los rayos X blandos generados por las realizaciones descritas anteriormente, y su uso en aplicaciones de esterilizacion.

[0074] La idea principal en este enfoque con respecto a la esterilizacion de la materia organica reside en el 55 uso de rayos X blandos con energlas cuanticas predominantemente en el intervalo 5 a 20 keV en lugar de

esterilizacion gamma de alta energla usando Co60. Las posibles ventajas y desventajas de este enfoque se pueden observar en la Figura 3, donde se presenta el coeficiente de absorcion de energla masica para un plastico tlpico utilizado en envases (de densidad 1 g cm-3), junto con el coeficiente de atenuacion de masa. En el grafico, la llnea

superior es el coeficiente de atenuacion de masa, y la llnea inferior es el coeficiente de absorcion de energla masica.

[0075] En el grafico se han marcado expllcitamente dos regiones energeticas diferentes. Una region

corresponde a los rayos gamma de alta energla (rayos X "duros") producidos por Co60 y se encuentra cerca de 1 5 MeV, mientras que la otra region (tambien denominada region de rayos Grenz) esta limitada entre 5 y 20 keV y corresponde a rayos X "blandos". El llmite inferior de la region de rayos Grenz se debe a un rango de fotones pequenos (<1 mm) para energlas inferiores a ~5 keV. Los fotones con menor energla no pueden escapar de un tubo de rayos X tradicional debido a la fuerte absorcion en la ventana de vaclo. El llmite superior de la region de rayos Grenz esta determinado por el cambio de mecanismo por el cual los rayos X interaction con la materia. A una 10 energla de menos de ~20 keV fotones interaction con la materia predominantemente a traves de la absorcion fotoelectrica, mientras que la dispersion desempena un papel menor. A energlas mas altas, el mecanismo cambia a la dispersion de Compton mientras que la absorcion fotoelectrica no tiene ninguna importancia.

[0076] El parametro principal que determina la eficacia de la esterilizacion es la dosis. La dosis es la energla

15 de los rayos X absorbidos por una masa unitaria de materia. Es instructivo comparar las dosis producidas por los rayos X con diferentes energias. La tasa de dosis, producida por el flujo F [ph cnr2s'1] de fotones con energia E, es

FE

igual al producto los fotones con

Mei

(Pe,

^ P

energlas

Se supone que se generan flujos iguales de fotones con diferentes energlas. Entonces diferentes Ebaja y Ealta tendran la misma "eficiencia de dosis" si los productos

dbajo = j Ebajo y dlto =

20 en la Figura 4.

Me

P

I Ealto son iguales. Los datos para 5 frente a energla fotonica se representan

alto

[0077] Sorprendentemente, existe una correspondencia de tipo espejo en la eficacia de la dosis entre las

regiones de energla baja y alta (rayos X "blandos" y "duros"). Por ejemplo, un foton con energla cuantica de 8 keV tiene exactamente la misma eficacia de dosis que un foton con una energla de 1 MeV. Es interesante observar que 25 los fotones con energla cercana a 50 keV son inutiles para el proposito de la esterilizacion. Esto se debe al pozo profundo en la curva de eficiencia de dosis en esta region de energla, como se muestra en la Figura 4.

[0078] Por lo tanto, se llega a la conclusion de que los rayos X en la region de rayos X Grenz cerca de 10 keV

tienen la misma eficacia de dosis que los fotones 1 MeV mas energicos. La ventaja de la esterilizacion con rayos X 30 de baja energla se hace mas clara si se compara la energla requerida para producir la misma dosis con rayos X de energla baja y alta.

[0079] Como las eficiencias de dosis son iguales para energlas de 8 y 1000 keV, los flujos de fotones

deberlan ser iguales tambien para producir la misma tasa de dosis. Esto significa que la potencia requerida P = 35 EbajaF de los rayos X de baja energla comprende solo 8/1000 de la potencia de la radiacion gamma de alta energla. Se supone que se generan rayos X de baja energla con una eficiencia del 0,8 % (relacion de la potencia de salida de los rayos X y la energla electrica de entrada). Entonces se conseguira el mismo efecto de esterilizacion que con los rayos gamma de 1 MeV si se generaron con un 100 % de eficiencia.

40 [0080] Sin embargo, la esterilizacion con rayos X de baja energla tiene un inconveniente potencial. La gama

de fotones de baja energla es relativamente pequena: aproximadamente 1-20 mm en plasticos y agua en la region de rayos Grenz. Ha de apreciarse que, con plasticos, puede haber varias capas, y el alcance total de penetracion de los rayos X en la region de rayos X Grenz puede ser mayor de 20 mm si la estructura que se irradia no es un plastico solido sino que contiene aire (por ejemplo, como en espumas, tubos o jeringas). Por supuesto, el rango de fotones 45 en el aire atmosferico es mayor de 1 metro, incluso en el llmite inferior de la region de rayos Grenz, debido a la muy pequena densidad de aire. Se deduce que existe un nicho natural para la esterilizacion de rayos X de baja energla: materiales finos de baja densidad, como dispositivos medicos, envases de plastico o muestras de sangre, lechuga y hamburguesas.

50 Generacion de rayosX por electrones de kilo-electron voltios (keV)

[0081] En esta seccion se describe un modelo para la generacion de rayos X por haces de electrones que

inciden sobre objetivos metalicos y se comprueban los resultados teoricos frente a los datos experimentales disponibles. El resultado practico mas importante es el calculo de la tasa de dosis a diversas distancias desde el

objetivo, que puede ser util cuando se configura una implementation de una realization de un generador de rayos X como se ha descrito anteriormente. Esto tambien muestra la ventaja directa de este esquema de irradiation para la esterilizacion por radiation, en comparacion con otros procesos de esterilizacion.

5 [0082] Por definition, el numero de fotones de rayos X, emitidos durante el intervalo de tiempo unitario dentro

del angulo solido unitario y del intervalo de energfa unitaria, es el siguiente:

} ph

(f,E,x) = \dnedEej(x,Ee,fe)d G(Te’Ee’T’E) v ’ J e e v e e/ dQdE

N„

(1)

10 [0083] Aquf, J(x, Ee, re) es la densidad espectral de los electrones encontrados a partir de la solucion de la

d2(y(fe,Ee,f,E)

ecuacion de transporte, introducida anteriormente, y dQdE es e| diferencial en seccion transversal bremsstrahlung de campo atomico en la energfa fotonica y el angulo de emision [1].

[0084] Considerar el haz de electrones que fndice normalmente sobre un objetivo de metal como se muestra

15 en la Figura 5. El numero de fotones emitidos desde el area unitaria del objetivo en la direction del angulo de salida 0 dentro de la energfa unitaria y los intervalos de angulo solido - brillo espectral - se da por la siguiente relation:

imagen1

20 donde p(E) es el coeficiente de atenuacion de rayos X del metal objetivo.

dD

[0085] Finalmente, la distribucion de la tasa de dosis ^ producida por una fuente extendida de rayos X

en el punto de observation x, es como se indica a continuation:

25

dD

d

- J dQ fuente J

dE

daire ( E ) Paire

EB(t, E ) exp- daire (E )L

(3)

[0086] Aquf, la integral se toma sobre el angulo solido en el que se ve la fuente desde el punto de observation y L es la distancia entre el punto de observation y el area superficial en la fuente.

30 Comparacion del modelo teorico con datos experimentales

[0087] Se calculo el brillo espectral de rayos X B(t,E) con el uso de la relation (2). Los resultados del calculo se presentan en las Figuras 6a-6c en comparacion con los datos experimentales disponibles [2-4]. Los parametros utilizados en las Figuras 6a-6c son los siguientes:

35

Figura 6a: Ehaz = 15 keV, incidencia normal, angulo de salida = 40°.

Figura 6b: Ehaz = 20 keV, incidencia normal, angulo de salida = 40°.

Figura 6c: Ehaz = 20 keV, incidencia normal, angulo de salida = 40°.

40 [0088] Se observa que la discrepancia entre datos calculados y medidos es menor que el error experimental.

Las curvas teoricas se encuentran entre los datos de diferentes autores.

[0089] Se calculo la intensidad de la radiation K caracterfstica con el uso de una seccion transversal experimental [5]. El resultado del calculo se presenta en la Figura 7.

45

[0090] Tambien existe un buen acuerdo con el experimento [6]. Por lo tanto, el modelo desarrollado en el

transcurso del presente trabajo proporciona espectros fiables de rayos X generados por la detention de haces de

electrones de kilo-electron voltios en blancos metalicos y puede utilizarse para la ingenierfa de fuentes de

esterilizacion de rayos X.

Ejemplo practico - esterilizacion de un articulo de plastico utilizando una fuente extendida de rayos X

[0091] En la Figura 8 se muestra un ejemplo esquematico de un sistema de esterilizacion de rayos X. Un

articulo a esterilizar (en este caso, una pellcula de plastico 22) se mueve (por los rodillos 21 y 23) con una velocidad 5 U en un irradiador de rayos X 20 que comprende una fuente de rayos X rectangular con un anodo de cobre. Para los fines de este ejemplo, tomamos la anchura de la fuente de rayos X para que sea de 1 cm y su longitud sea de 50 cm. La distancia entre la unidad de irradiacion 20 y la pellcula de plastico 22 se denomina h. El eje de coordenadas x esta dirigido a lo largo de la pellcula.

10 [0092] La tasa de dosis se puede calcular con el uso de la ecuacion (3). La distribucion especifica de la tasa

de dosis a diferentes distancias h se presenta en la Figura 9 para el caso particular de la fuente que opera a 60 kV. Los graficos se basan en una distribucion de tasa de dosis para una fuente rectangular, con L = 50 cm, w = 1 cm, U = 60 kV y un anodo de cobre. "h" representa la distancia al anodo. En el grafico, la linea mas alta se refiere a h = 0,5 cm, la linea intermedia a h = 1,0 cm, y la linea mas baja a h = 2,0 cm.

15

[0093] Los graficos en la Figura 9 presentan la dosis recibida por el articulo a esterilizar durante un segundo con una fuente de rayos X impulsada por el haz de electrones con una densidad de corriente de 1 mA cm'2. Es importante senalar que las tasas de dosis maximas alcanzan valores muy altos de LI kGy s-1 con parametros muy modestos de la fuente de rayos X.

20

[0094] Para ilustrar este enfoque, se presentan los calculos de la dosificacion entregada a una muestra de plastico plano durante el paso de la zona de irradiacion. El calculo de la dosificacion recibida por el articulo durante el paso del area de irradiacion se realiza con el uso de la siguiente relacion:

25

Dosificacion

dxD --J

U

(4)

donde J es la densidad de corriente del haz de electrones, U es la velocidad de la cinta transportadora, y la integral del area de dosis jdxD se toma sobre la longitud del objeto. En la Figura 10 se presentan los datos representativos de la integral del area de dosis, calculados para diferentes distancias y tensiones.

30

[0095] La energia electrica W requerida para la esterilizacion del area superficial unitaria del articulo que se

esteriliza esta dada por la siguiente relacion:

W — EhazDosificacionesima (5)

J dxD 35

[0096] Aqui, Ehaz es la energia del haz de electrones en keV, Dosificacionesima = 2500 Gy es la dosis minima

requerida para la reduction log6 de la biocarga, y el producto del area de dosis esta en Gy cm2 mA'V1. Se supone que la fuente de rayos X funciona a 60 kV y la separation fuente-objeto es de 2 cm. Entonces, como se deduce a partir de los datos de la Figura 10, la energia requerida es:

40

60x2500

1300

— 115,4Jcm“2

(6)

Referencias

45 [1] L. Kissel, C.A. Quarles, R.H. Pratt. Shape functions for atomic-field bremsstrahlung from electrons of kinetic energy 1-500 keV on selected neutral atoms 1 <Z<92. Atomic data and nuclear data tables 28, 381-460n (1983)

[2] Z.J. Ding, R. Shimizu, K. Obori. Monte Carlo simulation of X-ray spectra in electron probe microanalysis: Comparison of continuum with experiment. J. Appl. Phys. 76, 7180-7187 (1994)

[3] F. Salvat, J.M. Fernandez-Varea, J. Sempau et. al. Monte Carlo simulation of bremsstrahlung emission by 50 electrons. Rad. Phys. Chem. 75, 1201-1219 (2006)

[4] E. Acosta, X. Llovet, E. Coleoni et. al. Monte Carlo simulation of X-ray emission by kilovolt electron bombardment. J. Appl. Phys. 83, 6038-6049 (1998)

[5] X. Llovet, C. Merlet, F. Salvat. Measurements of K-shell ionization cross-sections of Cr, Ni and Cu by impact of 6.5-40 keV electrons. J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 3761-3772 (2000)

[6] V. Metchnik, S.G. Tomlin. On the absolute intensity of characteristic radiation. Proc. Phys. Soc. 81, 956-964 (1963)

5

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una fuente de rayos X (12) para producir rayos X blandos para esterilizar un artlcuio, comprendiendo la fuente (12) de rayos X:

5

un catodo (1) que tiene una estructura emisora de electrones soportada por una estructura de soporte (15), siendo la estructura emisora de electrones al menos parcialmente transparente a los rayos X dentro de una region delimitada por la estructura de soporte (15);

un anodo (2) que tiene una superficie emisora de rayos X (14) paralela a la estructura emisora de electrones del 10 catodo (1); y

un separador electricamente aislante (4) dispuesto entre el anodo (2) y la estructura de soporte (15) del catodo (1); en la que la estructura emisora de electrones del catodo (1) y la superficie emisora de rayos X (14) del anodo (2) se disponen de tal forma que, durante el uso, la estructura emisora de electrones es operable para bombardear el anodo (2) con electrones, haciendo que los rayos X sean emitidos desde la superficie emisora de rayos X (14) y 15 pasen a traves del catodo (1);

en la que la fuente de rayos X (12) comprende ademas una ventana transparente de rayos X (3) en el lado opuesto del catodo (1) del anodo (2), definiendo la ventana (3) una camara entre la ventana (3) y el anodo (2); y en la que la camara contiene un gas a presion subatmosferica tal como para permitir una descarga en el gas, caracterizado por que el separador aislante (4) sobresale de la estructura de soporte (15), a traves de parte del 20 anodo (2), en dicha region.
2. Una fuente de rayos X segun la reivindicacion 1, que comprende ademas medios de suministro de gas en comunicacion con la camara;

en la que el gas es un gas inerte tal como helio o nitrogeno, o en la que el gas es aire.

25
3. Una fuente de rayos X segun la reivindicacion 2, que comprende ademas un tamiz molecular (10) entre los medios de suministro de gas y la camara.
4. Una fuente de rayos X segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas 30 una bomba de vaclo en comunicacion con la camara.
5. Una fuente de rayos X segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la ventana (3) esta formada por un material electricamente conductor, o la ventana (3) comprende ademas un revestimiento formado por un material electricamente conductor;

35 y en la que la ventana (3) esta conectada electricamente a la estructura emisora de electrones del catodo (1).
6. Una fuente de rayos X segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la distancia de proyeccion del separador aislante (4) mas alla de la estructura de soporte (15), en dicha region, es de aproximadamente 15 mm.

40
7. Una fuente de rayos X segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la anchura de la superficie emisora de rayos X (14) no cubierta por el separador aislante (4) esta en el intervalo de aproximadamente 3 cm a aproximadamente 10 cm.

45 8. Una fuente de rayos X segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el espesor del

separador aislante (4) es de aproximadamente 2 mm.
9. Una fuente de rayos X segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores emisora de electrones del catodo (1) tiene una estructura de rejilla o malla.

50
10. Una fuente de rayos X segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores comprende ademas medios de enfriamiento.
11. Una fuente de rayos X segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la estructura de 55 soporte (15) esta conectada a, o formada integralmente por, una estructura de alojamiento (5) para la fuente de

rayos X; y

en la que la estructura de alojamiento (5) se dispone alrededor de al menos parte del anodo (2).
12. Una fuente de rayos X segun la reivindicacion 11, en la que la estructura de soporte (15) esta

, en la que la estructura , en la que el anodo (2)

conectada electricamente a la estructura de alojamiento (5); y

en la que el separador aislante (4) se extiende entre la estructura de alojamiento (5) y el anodo (2).
13. Una fuente de rayos X segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende ademas 5 medios para generar una tension entre el anodo (2) y el catodo (1), en la que los medios para generar una tension

comprenden medios de almacenamiento de energla inductiva configurados para suministrar pulsos de alta-tension de corta duracion al anodo (2).
14. Una fuente de rayos X segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, configurada para emitir 10 rayos X con energlas cuanticas en el intervalo de 5 keV a 20 keV.
15. Un metodo de esterilizacion de un artlculo, comprendiendo el metodo la irradiacion del artlculo con radiacion de rayos X usando una fuente de rayos X (12) segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, y produciendo de este modo un artlculo esterilizado.

15
16. Metodo segun la reivindicacion 15, en el que el artlculo se selecciona de un grupo que comprende: un artlculo medico; un producto farmaceutico; material de embalaje para un producto alimenticio o de bebida; una pellcula de plastico; una muestra de sangre; un producto alimenticio o una bebida.