向于在徑向向外的方向?qū)㈦娮蛹铀俚侥撤N程度。而通常可使用校正透 鏡等來恢復(fù)電子束的焦點(diǎn)，平行場也可引入不可逆像差。在使用情況下，該可W是將反平行 電場的強(qiáng)度減到最小的原因。
[0057] 圖7是旨在作為用于在其中電場平行于電子照射系統(tǒng)的主軸線延伸的情況下標(biāo) 注偏置電壓的準(zhǔn)則的相位空間圖。橫軸表示沿主軸線的軸向位置，其中坐標(biāo)X = 0對應(yīng)于 照射部化且x = -L對應(yīng)于孔的位置?？v軸表示i：，速度矢量的標(biāo)記的軸向分量。在該圖 中，存在代表由3個帶電粒子占用的相位空間位置的S條曲線，帶電粒子從位置x = 0 W 不同的初始速度V3<V2<V1<O向上游行進(jìn)。假定只在X方向運(yùn)動，在它們返回朝向照射部位 之前，兩個較慢的粒子將到達(dá)位置X = Ii和X = I 2<Ii<0。假定=維運(yùn)動，粒子自由地在任 何地方移動到它們各自的曲線的右側(cè)（意味著，特別是具有初始速度V2的粒子可占據(jù)點(diǎn) (.、-，.、??）= (0，/,))，使得坐標(biāo)X = Ii和X = 12代表粒子可到達(dá)的最遠(yuǎn)上游的點(diǎn)。轉(zhuǎn)到更快的 粒子，其W速度V3離開照射區(qū)X = 0,此粒子攜帶足夠的能量W到達(dá)在X = -L的孔。與高 電壓陰極相關(guān)聯(lián)的強(qiáng)加速度場占據(jù)X<-L的區(qū)，其意味著粒子將經(jīng)受在朝向陰極的負(fù)X方向 的強(qiáng)大加速，且將W漸增的速度進(jìn)入陰極區(qū)。
[0化引如圖7中W簡化形式示出，平行電場將防止粒子向上達(dá)到一定動能進(jìn)入陰極區(qū)， 但將允許更快的粒子通過。可闡述設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；從照射部位通過電場到達(dá)孔的單電荷陽離子 的位移需要比所述最大能量更大的功，W該種方式選擇偏置電壓。在實(shí)際使用情況下，例 如，平均能量（速度快于特定闊值速度的粒子的份額），關(guān)于速度分布的至少部分信息通常 是可用的。如何從宏觀數(shù)量（諸如電子束能量分布、照射部位的溫度等）推導(dǎo)此類信息在 本領(lǐng)域中是本身已知的。應(yīng)當(dāng)相信的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠使用該些信息來確定合適 的偏置電壓，例如，產(chǎn)生足W防止在照射部位的至少99%的帶電粒子進(jìn)入孔的電場的偏置 電壓。在圖7的背景下，至多1 %的粒子將與具有初始速度V3的粒子一樣快或更快，且從而 能夠離開照射區(qū)。作為該種方法的替代方案，技術(shù)人員可采取常規(guī)實(shí)驗(yàn)，其包括使得能夠估 計(jì)陰極退化速率的測量結(jié)果，該測量結(jié)果用于偏置電壓值的選擇。
[0059] 在其中利用橫向電場的實(shí)施方案中的考慮是不同的。首先，垂直電場可用通常更 容易糾正的方式影響電子束；事實(shí)上，影響主要包含在來自不受干擾軌跡的偏轉(zhuǎn)，且類似散 焦和像差的影響通常將更不明顯。由偏轉(zhuǎn)場所施加的橫向沖量設(shè)及帶電粒子在場中的停留 時間（或通過場的通過時間）。首先，其中高能量電子W顯著高于在照射區(qū)產(chǎn)生的帶電粒子 的速度的速度移動，使得在電子照射系統(tǒng)的正常運(yùn)行中橫向偏轉(zhuǎn)將擾亂電子束到非常小的 程度，該個事實(shí)是有利的。其次，為了使偏轉(zhuǎn)場能夠加速帶電粒子遠(yuǎn)離進(jìn)入孔的路徑（且優(yōu) 選地通過碰撞導(dǎo)電壁來捕獲它們），該偏轉(zhuǎn)場的強(qiáng)度和帶電粒子的速度是反比關(guān)系。也就是 說，捕獲更快帶電粒子需要更強(qiáng)的場。通過利用已知的、估計(jì)的或假定的W下參數(shù)的值，計(jì) 算是簡單的；最低預(yù)期電荷-質(zhì)量（q/m)的商、最大速度和所需總的橫向加速度。
[0060] 該領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)意識到，本發(fā)明絕不限制為上面描述的示例實(shí)施方案。與此 相反，在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)，許多修改和變化是可能的。例如，第一導(dǎo)電元件和第二 導(dǎo)電元件可布置在其它幾何位置中。所得電場不需要是純軸向的或純橫向的，而可W是W 提供的不同方式取向的，其在限制碎片粒子的移動中是有效的，尤其通過加速它們遠(yuǎn)離孔， 或通過電中和或吸附將它們固定到表面上。特別地，可實(shí)現(xiàn)隨時間變化的電場，其提供從不 安全區(qū)（例如，孔的附近）轉(zhuǎn)移碎片粒子到其中它們是無害的區(qū)中的更復(fù)雜的方法。隨時 間變化的電場也可用于更徹底地W周期性的間隔清楚照射區(qū)的自由地移動的碎片。
[0061] 此外，根據(jù)研究附圖、公開內(nèi)容和所附權(quán)利要求，公開的實(shí)施方案的變體可在實(shí)踐 要求保護(hù)發(fā)明時由技術(shù)人員理解和實(shí)現(xiàn)。在權(quán)利要求中，詞"包括（comprising)"不排除其 它元件或步驟，且不定冠詞"一（a)"或"一個（an)"不排除多個。某些措施被列舉在相互 不同的從屬權(quán)利要求中的單純事實(shí)并不表示該些措施的組合不能被加W利用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電子照射系統(tǒng)（1、201)，包括： 第一導(dǎo)電元件（31、231、331、431、531); 氣密外殼化0、560)，其包括所述第一導(dǎo)電元件且圍繞陰極區(qū)（10、210、310、410、510) 和與所述陰極區(qū)相通的照射區(qū)（20、220、320、420、520); 高電壓陰極（11、211、311)，其布置在所述陰極區(qū)中且可操作^發(fā)射電子束； 照射部位（21、221、321)，其布置在所述照射區(qū)中；和 孔（22、222、322、422、522)，其連接所述陰極區(qū)和所述照射區(qū)，且圍繞從所述陰極到所 述照射部位的電子軌跡， 其特征在于第二導(dǎo)電元件（32、232、332、432、532)和電壓源（40、240、340、440、540)， 所述電壓源用于在所述第一導(dǎo)電元件和第二導(dǎo)電元件之間施加非零偏置電壓，從而生成電 場巧），所述電場防止帶正電粒子經(jīng)由所述孔進(jìn)入所述陰極區(qū)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第二導(dǎo)電元件與所述第一導(dǎo)電元件絕緣，且 通過部分地為所述陰極區(qū)遮擋所述照射部位來對所述照射區(qū)與所述陰極區(qū)進(jìn)行劃界。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述第二導(dǎo)電元件布置在所述孔的附近并且是排 斥的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述第二導(dǎo)電元件是圍繞所述孔的虛陽極。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的系統(tǒng)，其中，為了捕獲在所述照射部位產(chǎn)生且具有低于最 大能量（Wk)的動能的陽離子，所述偏置電壓被選擇為使得單電荷陽離子從所述照射部位通 過所述電場到所述孔的位移需要比所述最大能量更大的功。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第二導(dǎo)電元件布置在所述孔的內(nèi)部或在所述 照射區(qū)中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，還包括與有吸引力的所述第二導(dǎo)電元件串聯(lián)布置的電 流表。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的系統(tǒng)，其中所述第二導(dǎo)電元件是有吸引力的，被布置在所 述孔的附近并且包括通道，所述通道圍繞由所述孔圍繞的所述電子軌跡。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的系統(tǒng)，其中所述第二導(dǎo)電元件適于產(chǎn)生橫向于所述孔圍 繞的所述電子軌跡取向的偏轉(zhuǎn)場。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，還包括第=導(dǎo)電元件巧33)，其中所述偏轉(zhuǎn)場位于所 述第二導(dǎo)電元件和第=導(dǎo)電元件之間。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述第二導(dǎo)電元件和第=導(dǎo)電元件是平行于由 所述孔圍繞的所述電子軌跡延伸的導(dǎo)電板。
12. -種X射線源，包括： 前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電子照射系統(tǒng)； 電子祀（250、350)，所述電子束聚焦在所述電子祀上，且所述電子束在所述照射部位與 所述電子祀相互作用W產(chǎn)生X射線；和 窗口（239)，其允許X射線離開所述外殼。
13. -種用于照射包圍在氣密外殼內(nèi)的照射區(qū)（20、220、320、420、520)的照射部位 (21、221、321)中的目標(biāo)的方法，所述氣密外殼包括第一導(dǎo)電元件（31、231、331、431、531)， 所述方法包括： 使用在陰極區(qū)（1〇、210、310、410、510)中的高電壓陰極發(fā)射電子束，所述陰極區(qū)被包 圍在所述外殼中且與所述照射區(qū)連通；和 引導(dǎo)所述電子束通過孔（22、222、322、422、522)，所述孔連接所述陰極區(qū)和所述照射 區(qū)，由此在所述照射區(qū)中產(chǎn)生帶正電的粒子， 所述方法的特征在于，借助于電位與所述第一導(dǎo)電元件的電位不同的第二導(dǎo)電元件 (32、232、332、432、532)產(chǎn)生電場，所述電場防止所述帶正電的粒子經(jīng)由所述孔進(jìn)入所述陰 極區(qū)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述電場平行于所述電子束。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述電場是橫向于所述電子束取向的偏轉(zhuǎn)場。
【專利摘要】在電子照射系統(tǒng)(1)中，氣密外殼(60)包圍陰極區(qū)(10)和照射區(qū)(20)，其通過至少一個孔(22)連通。在陰極區(qū)中，布置有用于發(fā)射電子束的高電壓陰極(11)。在照射區(qū)中，存在布置以容納靜止的或移動的待被照射的目標(biāo)的照射部位(21)。借助于電場(E)限制陰極退化碎片的遷移，該電場被設(shè)計(jì)以防止帶正電的粒子經(jīng)由孔進(jìn)入陰極區(qū)。本發(fā)明可用軸向電場或橫向場體現(xiàn)，軸向電場實(shí)現(xiàn)能量閾值，橫向場使帶電粒子偏轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離引入陰極區(qū)的軌跡。
【IPC分類】G21K5-04, H01J35-04
【公開號】CN104541332
【申請?zhí)枴緾N201280075230
【發(fā)明人】奧斯卡·漢伯格, 湯米·圖希瑪, 波爾·塔克曼
【申請人】伊克斯拉姆公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2012年6月14日
【公告號】EP2862182A1, US20150179388, WO2013185829A1