RU2645749C2 - Microfocus x-ray tube - Google Patents

Abstract

FIELD: measuring equipment.

SUBSTANCE: axially-symmetrical microfocus X-ray source comprises a cathodic-modulated node, a focusing electrode and anode, ensuring emission of hollow electron stream from the cathode, acceleration of the stream and its focusing on the anode. A funnel-shaped channel is made in the anode, along the symmetry axis of the system, the channel consists of a conical socket and a cylindrical channel, whose conical socket, facing the cathode, reflects the accelerated electrons moving parallel to the axis and directs them to the entrance of the cylindrical channel, as a result of interaction with its wall the electrons subject to multiple elastic reflection move to the cylindrical channel opposite to the conical socket and are absorbed by the channel wall with a probability specific for concrete anode material in each act of interaction, emitting X-ray quanta.

EFFECT: increased power of X-ray radiation.

3 dwg

Description

Изобретение относится к прецизионной контрольно-измерительной технике нового поколения, и предназначено для улучшения аналитических, эксплуатационных и потребительских характеристик рентгеновского технологического и исследовательского оборудования, и может быть использовано в установках рентгеноскопии, рентгенографии и рентгеноструктурного анализа объектов микроэлектроники, биологии, медицины и т.д.The invention relates to precision new-generation precision measuring and control equipment, and is intended to improve the analytical, operational and consumer characteristics of X-ray technological and research equipment, and can be used in fluoroscopy, radiography, and X-ray diffraction analysis of microelectronics, biology, medicine, etc.

Для возбуждения рентгеновского излучения используют потоки электронов, ускоренные до энергий от нескольких кэВ до сотен кэВ и направленные на анод (антикатод). Часть энергии потока при торможении электронов в веществе анода идет на нагревание анода, а другая часть (около 1%) преобразуется в рентгеновское излучение.To excite x-ray radiation, electron streams are used, accelerated to energies from several keV to hundreds of keV and directed to the anode (anticathode). Part of the flow energy during electron braking in the anode material is used to heat the anode, and the other part (about 1%) is converted to x-ray radiation.

По диаметру сфокусированного на аноде электронного луча различают макрофокусные (диаметр более 1 мм), острофокусные (диаметр 0.01-1 мм) и микрофокусные (диаметр меньше 10 мкм) рентгеновские трубки.According to the diameter of the electron beam focused on the anode, macro-focusing (diameter greater than 1 mm), sharp-focusing (diameter 0.01-1 mm) and microfocusing (diameter less than 10 microns) X-ray tubes are distinguished.

Преимущества острофокусных/микрофокусных рентгеновских трубок наиболее отчетливо проявляются при использовании анодов прострельного типа, в отличие от анодов отражательного типа.The advantages of sharp / microfocus x-ray tubes are most pronounced when using anode-type anodes, in contrast to reflective anodes.

Известны острофокусные/микрофокусные рентгеновские трубки серии БС [1], содержащие анодную трубу, в торце которой размещается мишень прострельного типа, представляющую собой металлическую фольгу толщиной 50-500 мкм, изготовленную из материала с высокой теплопроводностью и покрытую пленкой металла с высоким атомным номером; магнитную или электростатическую систему фокусировки, обеспечивающую необходимый диаметр пятна электронного пучка на аноде, предварительно сформированного трехэлектродной электронной пушкой с прямонакальным вольфрамовым V-образным катодом. Характеристики рентгеновского источника: ускоряющее напряжение - до 50 кВ, максимальная мощность - 2.5 Вт, диаметр фокального пятна на аноде 10-100 мкм.Known sharp-focus / microfocus x-ray tubes of the BS series [1], containing an anode tube, in the end of which there is a shot-type target, which is a metal foil 50-500 μm thick made of a material with high thermal conductivity and coated with a metal film with a high atomic number; a magnetic or electrostatic focusing system that provides the necessary diameter of the spot of the electron beam at the anode, pre-formed by a three-electrode electron gun with a straight-burning tungsten V-shaped cathode. Characteristics of the x-ray source: accelerating voltage - up to 50 kV, maximum power - 2.5 W, diameter of the focal spot on the anode 10-100 microns.

Недостатками острофокусных/микрофокусных рентгеновских источников с плоскими анодами, в том числе серии БС является малая мощность излучения, ограниченная рассеиваемой тепловой мощностью на аноде, не превышающей 10 Вт при диаметре фокального пятна около 100 мкм. Превышение указанного предела рассеиваемой мощности приводит к разогреву и расплавлению материла анода и его разрушению.The disadvantages of sharp-focus / microfocus x-ray sources with flat anodes, including the BS series, are the low radiation power limited by the dissipated thermal power at the anode, not exceeding 10 W with a focal spot diameter of about 100 μm. Exceeding the specified limit of power dissipation leads to heating and melting of the anode material and its destruction.

Известна также микрофокусная трубка (прототип), состоящая из термокатода, цилиндра Венельта, фокусирующего электрода и анода с выполненным вдоль оси симметрии сквозным каналом в виде усеченного конуса с углом между образующими 5°-7°, большее входное основание которого обращено к катоду, а выходное меньшее основание герметично закрыто металлической фольгой и служит окном для вывода рентгеновского излучения [2]. Достоинство трубки заключается в увеличении площади поверхности, с которой происходит эмиссия рентгеновских квантов и рассеивается тепловая мощность, что позволяет многократно превысить мощность источников с плоскими анодами. Поверхностью, с которой при поглощении ускоренных в пространстве между катодом и анодом электронов происходит генерация рентгеновских квантов, является боковая поверхность конуса. Боковая поверхность конусообразного канала зависит от высоты усеченного конуса (толщины анода) и радиусов оснований и может быть сколь угодно большой. Эффективная область вылета рентгеновских квантов из трубки определяется площадью меньшего выходного основания усеченного конуса и, в принципе, может быть сколь угодно малой. Это связано с тем, что рентгеновское излучение, распространяющееся не в направлении выходного основания конуса, поглощается стенками анода.A microfocus tube (prototype) is also known, consisting of a thermal cathode, a Venelt cylinder, a focusing electrode and an anode with a through channel made along the axis of symmetry in the form of a truncated cone with an angle between the generators of 5 ° -7 °, the larger input base of which faces the cathode, and the output the smaller base is hermetically sealed with a metal foil and serves as a window for outputting x-ray radiation [2]. The advantage of the tube is to increase the surface area from which the emission of x-ray quanta occurs and the thermal power is dissipated, which allows many times to exceed the power of sources with flat anodes. The surface with which the absorption of electrons accelerated in space between the cathode and the anode takes place, the generation of x-ray quanta is the side surface of the cone. The lateral surface of the conical channel depends on the height of the truncated cone (anode thickness) and the radii of the bases and can be arbitrarily large. The effective region of emission of X-ray quanta from the tube is determined by the area of the smaller output base of the truncated cone and, in principle, can be arbitrarily small. This is due to the fact that X-ray radiation propagating not in the direction of the output base of the cone is absorbed by the walls of the anode.

К недостаткам прототипа относится непригодная для практических применений полая коническая форма выходного потока рентгеновского излучения. Такая форма потока связана с тем, что рентгеновское излучение, являющееся суперпозицией интенсивностей излучения всех точек поверхности конусообразного канала, распространяется и выводится наружу в основном вдоль его стенок. В других направлениях рентгеновское излучение поглощается стенками анода.The disadvantages of the prototype is unsuitable for practical applications, a hollow conical shape of the output stream of x-ray radiation. This form of flow is due to the fact that X-ray radiation, which is a superposition of the radiation intensities of all points on the surface of the conical channel, propagates and is brought out mainly along its walls. In other directions, x-ray radiation is absorbed by the walls of the anode.

Техническая задача предлагаемого изобретения состоит в создании расходящегося из малой области сплошного потока рентгеновского излучения высокой мощности, формируемого в процессе отражения и поглощения ускоренного полого цилиндрического электронного потока стенками канала, выполняемого в виде воронки в аноде, состоящей из конического раструба и цилиндрического канала. Конический раструб воронки служит для отражения распространяющегося вдоль оси симметрии полого потока электронов в цилиндрическую часть воронки под углом, чуть меньшим 90° по отношению к оси. Рентгеновское излучение генерируется в процессе каскада отражений и поглощений электронов стенками цилиндрической ступени воронки и выводится наружу через внешнее основание цилиндрического канала, герметично закрытое фольгой из металла с низким атомным номером, например бериллия.The technical task of the invention is to create a diverging from a small area of a continuous stream of x-ray radiation of high power, formed in the process of reflection and absorption of an accelerated hollow cylindrical electron stream by the walls of the channel, made in the form of a funnel in the anode, consisting of a conical socket and a cylindrical channel. The conical bell of the funnel serves to reflect the hollow electron flow propagating along the axis of symmetry into the cylindrical part of the funnel at an angle slightly less than 90 ° with respect to the axis. X-ray radiation is generated during a cascade of electron reflections and absorption by the walls of the cylindrical stage of the funnel and is brought out through the outer base of the cylindrical channel, hermetically sealed with a low atomic number metal foil, such as beryllium.

На фиг. 1 показана электронно-оптическая схема микрофокусной рентгеновской трубки, электроды которой помещены в керамический цилиндр 1 и содержат катодно-модуляторный узел, состоящий из полого косвенно подогреваемого катода 2 с нагревателем 3, размещаемого внутри электрода Венельта 4 с выходным отверстием 5, предназначенным для вывода электронов 6, эмиттированных с поверхности нагретого катода 2 в диапазоне начальных углов от -90° до +90°; фокусирующий электрод 7; анод 8 со сквозным воронкообразным каналом 9, через внешнее основание 10 которого выводится наружу рентгеновское излучение 11. Окно 10 вывода рентгеновского излучения 11 герметично закрыто металлической фольгой 12. Для удобства эксплуатации и создания оптимальных условий охлаждения анода металлический корпус источника со стороны анода 8 выполняется конусообразным.In FIG. 1 shows an electron-optical circuit of a microfocus x-ray tube, the electrodes of which are placed in a ceramic cylinder 1 and contain a cathode-modulator assembly consisting of a hollow indirectly heated cathode 2 with a heater 3, placed inside the Venelta electrode 4 with an outlet 5 intended for electron output 6 emitted from the surface of the heated cathode 2 in the range of initial angles from -90 ° to + 90 °; focusing electrode 7; the anode 8 with a through funnel-shaped channel 9, through the external base 10 of which the x-ray radiation is output 11. The x-ray output window 10 is hermetically closed by a metal foil 12. For ease of operation and creation of optimal conditions for cooling the anode, the metal source casing from the anode 8 is conical.

На фиг. 2 представлены схематичное изображение анода 8 с воронкообразным каналом 9, и траектория электрона 6, влетевшего в канал параллельно оси на некотором расстоянии от нее и испытавшего три отражения (k=1, k=2 и k=3) от конусообразного раструба 9,а, и каскад отражений от стенок цилиндрического канала 9,б воронки. Угол раствора раструба α определяет угол входа относительно оси β=2mα<90° электрона в цилиндрический канал, где m - число предварительных столкновений со стенками раструба. Угол β задает число N=L⋅tgβ/D столкновений электрона со стенками цилиндрического канала длиной L и диаметром D в процессе отражений при его перемещении от входа к выходу. При каждом столкновении существует определенная вероятность поглощения электрона и генерации рентгеновского кванта. Параметры D, α и m фиксируют необходимую величину диаметра d влетающего в воронкообразный канал полого электронного потока:

, где

. Угол β не может сильно отличаться от 90°, т.к. его величина определяет количество N столкновений, а значит и вероятность генерации рентгеновского кванта при поглощении электрона на ограниченной длине L цилиндрического канала 9,б. С помощью изменения параметра m можно варьировать диаметр d полого электронного потока и, тем самым, задавать входной диаметр раструба 9,а воронки 9. На практике возможно допустить с учетом потерь электронов на поглощение 2≤m≤5 столкновений со стенками конического раструба. Фиг. 3 демонстрирует суть изобретения, которая заключается в увеличении площади поверхности, с которой происходит эмиссия рентгеновских квантов, при использовании анода с воронкообразным каналом, что позволяет многократно превысить мощность источников с плоскими анодами. Эффективная область излучения (вывода наружу) квантов в предлагаемом варианте определяется площадью основания 10 цилиндрического канала 9,б с диаметром D и, в принципе, может быть сколь угодно малой. Это связано с тем, что рентгеновское излучение 11, распространяющееся не в направлении внешнего основания цилиндра 10, поглощается стенками анода 8. На Фиг. 3, в качестве примера, показаны два произвольно выбранных точечных излучателя с и d, расположенных на поверхности цилиндрического канала 9,б. Если принять диаметр фокального электронного пятна стандартной рентгеновской трубки с плоским анодом, равным D, то выигрыш по площади эмиссии рентгена, а значит и мощности в предлагаемой схеме может быть вычислен как отношение боковой поверхности цилиндрического канала 9,а к площади его основания, т.е. будет равен 4L/D.In FIG. 2 shows a schematic representation of the anode 8 with a funnel-shaped channel 9, and the trajectory of the electron 6, flying into the channel parallel to the axis at some distance from it and experiencing three reflections (k = 1, k = 2 and k = 3) from the cone-shaped socket 9, a, and a cascade of reflections from the walls of the cylindrical channel 9, b of the funnel. The angle of the bell mouth α determines the angle of entry relative to the axis β = 2mα <90 ° of the electron in the cylindrical channel, where m is the number of preliminary collisions with the walls of the bell. The angle β determines the number N = L⋅tgβ / D of electron collisions with the walls of a cylindrical channel of length L and diameter D in the process of reflections as it moves from input to output. In each collision, there is a certain probability of electron absorption and the generation of an x-ray quantum. Parameters D, α, and m fix the required value of the diameter d of a hollow electron stream entering a funnel-shaped channel:

where

. The angle β cannot be very different from 90 °, because its value determines the number N of collisions, and therefore the probability of generating an X-ray quantum when an electron is absorbed over a limited length L of a cylindrical channel 9, b. By changing the parameter m, it is possible to vary the diameter d of the hollow electron flux and, thus, set the input diameter of the bell 9 and the funnel 9. In practice, it is possible to allow for collisions with the walls of the conical bellows taking into account the electron loss on absorption 2≤m≤5. FIG. 3 shows the essence of the invention, which consists in increasing the surface area with which the emission of x-ray quanta occurs when using an anode with a funnel-shaped channel, which allows many times to exceed the power of sources with flat anodes. The effective region of radiation (outward) of quanta in the proposed embodiment is determined by the area of the base 10 of the cylindrical channel 9, b with diameter D and, in principle, can be arbitrarily small. This is due to the fact that X-ray radiation 11, propagating not in the direction of the outer base of the cylinder 10, is absorbed by the walls of the anode 8. In FIG. 3, as an example, two arbitrarily selected point emitters c and d are shown located on the surface of the cylindrical channel 9, b. If we take the diameter of the focal electron spot of a standard x-ray tube with a flat anode equal to D, then the gain in the area of x-ray emission, and hence the power in the proposed scheme can be calculated as the ratio of the lateral surface of the cylindrical channel 9, and to the area of its base, i.e. . will be equal to 4L / D.

Таким образом, решение технической задачи достигается тем, что аксиально-симметричный микрофокусный рентгеновский источник содержит катодно-модуляторный узел, фокусирующий электрод и анод, обеспечивающие эмиссию полого электронного потока с катода, ускорение потока и его фокусировку на аноде, при этом в аноде вдоль оси симметрии системы выполнен воронкообразный канал, состоящий из конического раструба и цилиндрического канала, конический раструб которого, обращенный к катоду, отражает ускоренные и движущиеся параллельно оси электроны и направляет их на вход цилиндрического канала, в результате взаимодействия со стенкой которого электроны, испытывающие многократные упругие отражения, продвигаются к противоположному от конического раструба выходу цилиндрического канала и с определенной для конкретного материала анода вероятностью в каждом акте взаимодействия поглощаются стенкой канала, излучая рентгеновские кванты, при этом угол α=β/2m раствора конического раструба воронки выбран из условий 2≤m≤5 для числа m последовательных столкновений электронов со стенками конического раструба перед входом в цилиндрический канал и 80°<β<90° для измеряемого по отношению к оси симметрии угла β входа электронов в цилиндрический канал, а диаметр d влетающего в воронкообразный канал полого ускоренного электронного потока выбран из соотношения

с диаметром D цилиндрического канала.Thus, the solution of the technical problem is achieved by the fact that the axially symmetric microfocus x-ray source contains a cathode-modulator assembly, a focusing electrode and an anode, which provide emission of a hollow electron flow from the cathode, acceleration of the flow and its focusing on the anode, while in the anode along the axis of symmetry the system has a funnel-shaped channel, consisting of a conical bell and a cylindrical channel, the conical bell of which, facing the cathode, reflects accelerated and moving parallel to the axis of the electric s and directs them to the entrance of the cylindrical channel, as a result of interaction with the wall of which electrons experiencing multiple elastic reflections advance to the opposite exit of the cylindrical channel and with a probability determined for a particular anode material in each interaction event are absorbed by the channel wall, emitting x-ray quanta while the angle α = β / 2m of the solution of the conical funnel of the funnel is selected from the conditions 2≤m≤5 for the number m of successive collisions of electrons with the walls to an onic bell before entering the cylindrical channel and 80 ° <β <90 ° for the angle β of electrons entering the cylindrical channel, measured with respect to the axis of symmetry, and the diameter d of the hollow accelerated electron stream entering the funnel channel is selected from the relation

with a diameter D of the cylindrical channel.

Рентгеновский источник работает следующим образом.X-ray source works as follows.

Электроны 6, эмиттированные с основания полого цилиндрического катода 2, разогреваемого пропусканием электрического тока через нагреватель 3, попадают в ускоряющее электрическое поле между катодом 2 с отрицательным потенциалом V_c и заземленным анодом 8, в торце которого выполнен воронкообразный канал 9, и фокусируются электрическим полем, созданным потенциалом V_ν на электроде Венельта 4 с выходным отверстием 5, а также потенциалом V_ƒ на фокусирующем электроде 7 и нулевым потенциалом на аноде, на входе воронкообразного канала 9, образуя на стенках канала 9 кольцевое изображение полого катода 2 (Фиг. 1). После нескольких отражений от стенок раструба 9,а воронкообразного канала 9 электроны под большим углом по отношению к оси попадают на вход цилиндрического канала 9,б, где на всей длине канала испытывают каскад отражений и поглощений (Фиг. 2). Генерация рентгеновского излучения 11 происходит при поглощении электронов стенками канала 9,б (Фиг. 3). Вывод наружу сплошного расходящегося потока рентгеновского излучения 11 осуществляется через основание 10 цилиндрического канала 9,б, затянутое металлической фольгой 12 (Фиг. 1, Фиг. 3).Electrons 6 emitted from the base of the hollow cylindrical cathode 2, heated by passing electric current through the heater 3, fall into the accelerating electric field between the cathode 2 with negative potential V _c and the grounded anode 8, in the end of which a funnel-shaped channel 9 is made, and are focused by the electric field, the created potential V _ν on the Venelta electrode 4 with the outlet 5, as well as the potential V _ƒ on the focusing electrode 7 and the zero potential on the anode, at the input of the funnel-shaped channel 9, forming on In the channels 9, an annular image of the hollow cathode 2 (Fig. 1). After several reflections from the walls of the socket 9, and the funnel-shaped channel 9, the electrons at a large angle with respect to the axis enter the inlet of the cylindrical channel 9, b, where a cascade of reflections and absorption is experienced along the entire length of the channel (Fig. 2). The generation of x-ray radiation 11 occurs during the absorption of electrons by the walls of channel 9, b (Fig. 3). The output of a continuous divergent stream of x-ray radiation 11 is carried out through the base 10 of the cylindrical channel 9, b, tightened with a metal foil 12 (Fig. 1, Fig. 3).

При внешнем диаметре корпуса источника порядка 60 мм длина устройства составляет около 120 мм, внутренний и внешний диаметры полого цилиндрического катода приблизительно равны 3 и 5 мм соответственно, внутренний диаметр электрода Венельта составляет около 7 мм, наименьшее расстояние между катодом и электродом Венельта приблизительно равно 1 мм, внутренний диаметр фокусирующего электрода приблизительно 15 мм, наименьшее расстояние между электродом Венельта и анодом примерно равно 15 мм, протяженность всего анода вдоль оси симметрии примерно составляет 45 мм, протяженность цилиндрической части анода приблизительно равна 25 мм, внутренний диаметр цилиндрической части анода приблизительно равен 20 мм, угол наклона конической составляющей анода примерно равен 30°, длина керамического цилиндра, в который помещены электроды рентгеновской трубки, составляет около 90 мм, осевая протяженность раструба воронкообразного канала составляет около 2.5 мм, угол раствора раструба находится вблизи 20°, цилиндрическая ступень воронкообразного канала выполняется диаметром в несколько десятков мкм и длиной не меньше 2 мм. Напряжение V_c между катодом и анодом может регулироваться в пределах 10-100 кВ, напряжение V_f на фокусирующем электроде составляет около 5% от напряжения V_c между катодом и анодом. Потенциал электрода Венельта регулируется в пределах от -1% до +1% относительно напряжения V_c между катодом и анодом.With an external diameter of the source housing of the order of 60 mm, the length of the device is about 120 mm, the inner and outer diameters of the hollow cylindrical cathode are approximately 3 and 5 mm, respectively, the inner diameter of the Venelt electrode is about 7 mm, the smallest distance between the cathode and Venelt electrode is approximately 1 mm , the inner diameter of the focusing electrode is approximately 15 mm, the smallest distance between the Venelt electrode and the anode is approximately 15 mm, the length of the entire anode along the axis of symmetry is approximately is 45 mm, the length of the cylindrical part of the anode is approximately 25 mm, the inner diameter of the cylindrical part of the anode is approximately 20 mm, the angle of inclination of the conical component of the anode is approximately 30 °, the length of the ceramic cylinder in which the electrodes of the x-ray tube are placed is about 90 mm, axial the length of the funnel-shaped channel bell is about 2.5 mm, the angle of the bell solution is close to 20 °, the cylindrical step of the funnel-shaped channel is several tens of meters in diameter km and a length of at least 2 mm. The voltage V _c between the cathode and the anode can be adjusted within 10-100 kV, the voltage V _f on the focusing electrode is about 5% of the voltage V _c between the cathode and the anode. The potential of the Venelt electrode is regulated in the range from -1% to + 1% relative to the voltage V _c between the cathode and the anode.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Тейлор А., Рентгеновская металлография, пер. с англ., М., 1965.1. Taylor A., X-ray metallography, trans. from English., M., 1965.

2. Heribert K. Hergiotz, Charles D. Reilly, X-ray Generator Having an Anode Formed by a Solid Block with a Conical Bore Closed by a Target Toil. US Patent 3,584,219. Patented 2. Heribert K. Hergiotz, Charles D. Reilly, X-ray Generator Having an Anode Formed by a Solid Block with a Conical Bore Closed by a Target Toil. US Patent 3,584,219. Patented

Claims (1)

Аксиально-симметричный микрофокусный рентгеновский источник, содержащий катодно-модуляторный узел, фокусирующий электрод и анод, обеспечивающие эмиссию полого электронного потока с катода, ускорение потока и его фокусировку на аноде, отличающийся тем, что в аноде вдоль оси симметрии системы выполнен воронкообразный канал, состоящий из конического раструба и цилиндрического канала, конический раструб которого, обращенный к катоду, отражает ускоренные и движущиеся параллельно оси электроны и направляет их на вход цилиндрического канала, в результате взаимодействия со стенкой которого электроны, испытывающие многократные упругие отражения, продвигаются к противоположному от конического раструба выходу цилиндрического канала и с определенной для конкретного материала анода вероятностью в каждом акте взаимодействия поглощаются стенкой канала, излучая рентгеновские кванты, при этом угол α=β/2m раствора конического раструба воронки выбран из условий 2≤m≤5 для числа m последовательных столкновений электронов со стенками конического раструба перед входом в цилиндрический канал и 80°≤β≤90° для измеряемого по отношению к оси симметрии угла β входа электронов в цилиндрический канал, а диаметр d влетающего в воронкообразный канал полого ускоренного электронного потока выбран из соотношения

с диаметром D цилиндрического канала.An axially symmetric microfocus x-ray source containing a cathode-modulator assembly, a focusing electrode and an anode providing emission of a hollow electron stream from the cathode, accelerating the flow and focusing it on the anode, characterized in that a funnel-shaped channel is made along the axis of symmetry of the system, consisting of conical bell and cylindrical channel, the conical bell of which, facing the cathode, reflects electrons accelerated and moving parallel to the axis and directs them to the input of the cylindrical channel a, as a result of interaction with the wall of which electrons experiencing multiple elastic reflections advance to the opposite exit of the cylindrical channel and with a probability determined for a particular anode material in each interaction event, they are absorbed by the channel wall, emitting x-ray quanta, with the angle α = β / 2m funnel conical bell solution is selected from the conditions 2≤m≤5 for the number m of successive collisions of electrons with the walls of the conical bell before entering the cylindrical channel and 80 ° ≤β≤90 ° for the entry of electrons into the cylindrical channel, measured with respect to the axis of symmetry, of the angle β, and the diameter d of the hollow accelerated electron beam entering the funnel channel is selected from

with a diameter D of the cylindrical channel.

Images