高功率,大电流密度,细聚焦X射线源在工业无损探伤、医学成像、安全技术等领域具有广泛的应用。随着 X射线成像系统的发展,对于小型化,低能耗,高性能X射线源的需求越来越突出。同步辐射法、激光等离子体源、电子束离子阱等方法能够产生高密度X射线,但其设备复杂,造价昂贵,维护费用高,难以实现实用化。因此,利用传统电子束打靶产生X射线的方法设计一种具有大电流密度、小体积、低功耗的X射线源,对于提高成像空间分辨率、降低设备成本等方面意义重大。本文设计并试制了一种用于移动式CT扫描的X射线管,并根据设计要求进行以下几个方面的研究:　　1、为实现高功率X射线管的小型化,采用固定阳极结构代替旋转阳极对 X射线管进行设计。并采用静电自聚焦方式,设计了具有梯形聚焦槽的单圆筒电极电子束聚焦结构,避免聚焦电极的引出。　　2、为解决固定阳极结构的阳极散热问题,采用具有优异电子发射能力的六硼化镧阴极代替传统钨阴极。在脉冲工作方式下,对X射线管的阴极发射体结构进行设计。设计了发射面尺寸为4.5mm×0.8mm的平面阴极发射体结构,并对其进行热发射性能测试。测试结果表明,在1500℃,2500V阳极电压下,阴极发射体能产生65mA的发射电流,且发射稳定性良好。　　3、为提高电子束轰击阳极的均匀性和利用率,并产生设计要求的1mm×1mmX射线束。采用EBS电子束模拟软件对X射线管进行结构仿真。给出了以出射X射线光斑尺寸以及阳极电流分布均匀性为设计依据的阴极、聚焦极、以及阳极结构参数。在120kV阳极电压下,阳极电流达97.76mA,出射X射线光斑大小0.997mm×0.988mm,并具有均匀电流分布。　　4、根据仿真结果对X射线源电子发射系统进行设计。设计了石墨热子加热的夹持式阴极结构;并完成阴极罩、阴极筒以及陶瓷芯柱等阴极组件设计。完成X射线源阴极电子枪的总装与X射线源样管的试制。　　5、对X射线源样管的性能进行测试,结果表明:当阴极温度为1150℃,在20kV阳极电压下,样管的阳极电流达到10mA,出射X射线束斑1.2mm×1.1mm。样管在60kV与120kV下的开关特性测试显示:在120kV工作电压下,管电流对管电压变化的响应几乎没有时间迟滞,X射线管开关性能良好。