【北大成果】片上微型X射線源

發(fā)布時間：2020-12-21　　　來源:北大科技成果

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微信號：北大科技成果

P1項目簡介

X射線廣泛應用于健康檢查、癌癥放療、安全檢查、工業(yè)探傷、材料分析等領域。目前，X射線主要是通過熱陰極X射線管產(chǎn)生，其主要包括一個熱發(fā)射陰極和陽極，電子從熱陰極發(fā)射后被加速，高能電子轟擊到陽極并在陽極發(fā)生韌致輻射和原子內殼層電子躍遷，從而產(chǎn)生X射線。由于熱發(fā)射陰極具有體積大、功耗高、開關延遲時間長等特點，熱陰極X射線管一般也具有較大的體積、較高的功耗和較長的開關響應時間。這些問題限制了傳統(tǒng)熱發(fā)射陰極X射線管在很多場景的應用。另一方面，X射線動態(tài)成像系統(tǒng)、輕小型X射線醫(yī)學成像系統(tǒng)、近距離電學X射線放療設備、便攜式X射線檢測和分析裝置等新型X射線儀器的應用需求越來越大，這些儀器的關鍵核心部件就是微型X射線源，因此，微型X射線源是一種重要的、需求越來越大的電子元器件。

微型X射線源的研究始于2000年左右，目前已研制成功了基于熱發(fā)射電子源和納米材料場發(fā)射電子源的小型或微型X射線源。其中，基于熱發(fā)射電子源的小型X射線源的技術比較成熟，其雖然具有更小巧緊湊的尺寸，但由于仍使用熱發(fā)射電子源且具有和傳統(tǒng)X射線管非常相似的結構，基于熱發(fā)射電子源的小型X射線源仍具有開關響應時間長的問題，難以應用在移動對象的動態(tài)X射線成像等場合。相比于基于熱發(fā)射電子源的小型X射線源，基于碳納米管、氧化鋅納米線等納米材料場發(fā)射電子源的微型X射線源具有更小的尺寸、更低的功耗、更短的開關響應時間，被認為是一種非常有前景的微型X射線源技術。然而，目前所有片上的微型X射線源均具有尺寸難以進一步減小、批量制備成本高等問題。

本項目提出了一種片上微型X射線源。該X射線基于一種新型的微型電子源，可以用微納加工技術加工得到，因此可以減小尺寸、降低制備成本。同時，該片上微型X射線源具有X射線劑量穩(wěn)定可控、工作真空要求低、開關響應快、可集成、可批量生產(chǎn)等優(yōu)點，可應用于小型便攜的各類X射線檢測分析和醫(yī)療設備。

P2應用范圍

健康檢查、癌癥放療、安全檢查、工業(yè)探傷、材料分析等領域。

P3項目階段

本項目已在北京大學信息科學技術學院與天津市濱海新區(qū)共同組建的北京大學（天津濱海）新一代信息技術研究院立項，目前處于產(chǎn)業(yè)化的早期階段。

P4知識產(chǎn)權

目前已經(jīng)申請國內專利2項，授權1項；申請PCT專利1項。

P5合作方式

共同開發(fā)、技術許可、技術轉讓。

P6聯(lián)系方式

北京大學科技開發(fā)部

電子信箱：kjkfb@pku.edu.cn

項目編號：DZXX-2020-10