所謂冷陰極，是指電子管中不用加熱的方式發(fā)射電子的陰極，一般利用碳納米這種具有高導(dǎo)電率的場(chǎng)發(fā)射優(yōu)良材料做為冷陰極來(lái)制作冷陰極X射線管，由于其具有體積小、重量輕、輻射劑量小等優(yōu)點(diǎn)，在核電射線檢測(cè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

冷陰極技術(shù)原理：

“冷陰極” 是指電子管中不用加熱的方式而發(fā)射電子的陰極，利用高導(dǎo)電率的場(chǎng)發(fā)射優(yōu)良材料(碳納米)作為冷陰極來(lái)制作冷陰極X射線管。冷陰極X射線機(jī)是利用尖端放電原理研制的針葉樹型碳納米結(jié)構(gòu)冷陰極管。

與傳統(tǒng)熱陰極相比，碳納米冷陰極X射線管具有非常突出的優(yōu)勢(shì)，在相對(duì)小的真空度下，基于碳納米管發(fā)射的X射線管能快速地進(jìn)行數(shù)字化處理且功耗低，同時(shí)具備體積小、重量輕、無(wú)須預(yù)熱、不需要冷卻、功耗小、壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)。

冷陰極數(shù)字射線成像系統(tǒng)

冷陰極數(shù)字射線成像系統(tǒng)由冷陰極X射線儀(發(fā)射模塊)、數(shù)字射線探測(cè)器(采集模塊)、成像軟件(操作模塊)、電池模塊等組成。其中數(shù)字射線平板探測(cè)器采用Leading Sight/S755，相元尺寸為120 μm，適用于X/γ射線;成像軟件采用Leading Sight Analysis 1.0，操作簡(jiǎn)單，集圖像采集與處理于一體;采用配套設(shè)計(jì)的鋰電池模塊，續(xù)航時(shí)間久。

冷陰極數(shù)字射線成像技術(shù)安全性高，環(huán)境劑量率小，測(cè)試中在155kV電壓情況下，冷陰極射線發(fā)射端正對(duì)面6m處測(cè)得的劑量率為1.34μSv/h，環(huán)境劑量率變化滿足核電站對(duì)射線探傷中劑量邊界小于2.5μSv/h的要求，即冷陰極數(shù)字射線成像技術(shù)使用中邊界范圍可大幅度縮小，甚至可實(shí)現(xiàn)白天探傷。

冷陰極X射線數(shù)字成像技術(shù)在核電現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用具有以下幾方面的優(yōu)勢(shì)：

(1)冷陰極X射線數(shù)字成像技術(shù)具有足夠的標(biāo)準(zhǔn)支撐。標(biāo)準(zhǔn)方面可以執(zhí)行ENISO 17636-2《X射線和伽馬射線的數(shù)字檢測(cè)技術(shù)》，也可以參照NB/T 47013.11-2015《X射線數(shù)字成像檢測(cè)》。

(2)可以滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的γ放射源透照厚度范圍的下限。核電站由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜、管道交錯(cuò)，常用Ir192等γ放射源，而根據(jù)核電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，Ir192放射源透照厚度的下限通常為10mm，對(duì)于透照厚度小于10mm的管道焊縫，使用Ir192放射源在標(biāo)準(zhǔn)方面缺少依據(jù)，冷陰極X射線數(shù)字成像技術(shù)是對(duì)Ir192放射源透照厚度下限的有效補(bǔ)充。

(3)冷陰極X射線數(shù)字成像技術(shù)可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)，冷陰極X射線有效焦點(diǎn)尺寸小，一般可達(dá)1mm，檢測(cè)靈敏度高，可實(shí)現(xiàn)小焦距、短時(shí)間的檢測(cè)，檢測(cè)所得數(shù)字圖像便于評(píng)定和存檔。

(4)冷陰極X射線數(shù)字成像實(shí)施中環(huán)境劑量率低，大大降低了人員誤照射的幾率，極大地提高了射線檢測(cè)的安全性。