W wielu zastosowaniach promieniowania rentgenowskiego dąży się uzyskania jak najmniejszego ogniska optycznego źródła. Niestety w ślad za tym idzie zmniejszenie mocy źródła, z czym związana jest bezpośrednio jasność źródła (ilość fotonów emitowanych z danej powierzchni). Dopuszczalne obciążenie mocą elektryczną anody stałej nie przekracza 1 W na 1 µm średnicy wiązki, bowiem w przeciwnym przypadku ulega ona stopieniu (W, Mo). Osiągalna obecnie gęstość mocy w lampach z wirującą anodą nie przekracza wartości 50÷150 kW/mm². Dla przykładu w angiografii lampa 10 kW, ognisko 0,3×0,3 mm, w mammografii lampa 1,5 kW, ognisko 0,1×0,1 mm. W przypadku lamp z mikroogniskiem (5 µm średnicy) gęstości mocy też nie przekraczają wartości 200 kW/mm². 
Rozwiązaniem tego problemu może być zastosowanie ciekłej anody, co zostało zaproponowane w pracy doktorskiej Tomi Tuohimaa z Królewskiego Instytutu Technologicznego w Sztokholmie. Tego rodzaju źródła są w stanie dostarczyć 100 do 1000 większych wydajności, niż źródła ze stałą anodą. Schemat działania urządzenia przedstawiono na rys. 1. Ciekła anoda w postaci strumienia cieczy o średnicy poniżej 100 µm jest wstrzeliwana za pomocą dyszy do komory próżniowej z dużą prędkością (50÷500 m/s), gdzie stanowi tarczę (anodę transmisyjną) dla zogniskowanej wiązki elektronów. 
Anodę stanowi ciekły metal lub jego stop, ze względu na wymaganą przewodność elektryczną niezbędną dla jego transportu. Ponadto metal ten winien charakteryzować się wysoką liczbą atomową Z (dla efektywnego generowania promieniowania rentgenowskiego), niskim ciśnieniem parowania jak również nie stwarzać problemów operowaniu nim w próżni. Spośród wielu przebadanych materiałów, najkorzystniejszym okazał się metal gal, charakteryzujący się niską temperaturą topnienia, tj. 29,8^oC. W praktyce stosuje się stop galu pod nazwą galinstan o składzie: 68,5% (gal), 21,5% (ind) i 10% (cyna); temperatura topnienia wynosi -19^oC. Do wytworzenia szybkiego strumienia ciekłego metalu wykorzystuje się azot sprężony do ciśnienia 200 barów. 
Jako źródło elektronów stosowany jest kryształ LaB₆, stąd też w komorze próżniowej należy utrzymywać próżnię na poziomie 10^-7 mbar, jakkolwiek dla samego procesu generowania promieniowania rentgenowskiego wystarczyłaby próżnia 10^-4 do 10^-5 mbara. Wskutek zderzenia wiązki elektronów ze strumieniem ciekłego metalu następuje generowanie promieniowania rentgenowskiego, przy czym powstają produkty odparowania ciekłej anody, które muszą być natychmiast usunięte z komory próżniowej. Uzyskiwana gęstość mocy dla tego typu źródła promieniowania rentgenowskiego wynosi ok. 1MW/cm².

Proponowane przez powstałą w 2007 r. szwedzką firmę Excillum AB urządzenie Open Type Jet-Anode charakteryzuje się następującymi parametrami:

• Materiał tarczowy: galinstan (stop Ga/In/Sn),
• Napięcie przyspieszające: 50÷100 kV,
• Natężenie prądu: <10 mA,
• Wielkość ogniska: <5 µm,
• Moc: <200 W,
• Odległość ognisko-obiekt: <30 mm,
• Charakter pracy urządzenia: pulsujący lub ciągły.

Głównym składnikiem anody jest gal (Z=31), który wytwarza widmo promieniowania K_α=9,25 keV podobne do widma z miedzi (Z=29, K_α=8,05 keV). Uzyskiwana jaskrawość źródła (brightness) wynosi ponad 2×10¹⁰ fotonów/(s×mm²×mrad²×0,1%×BW)

Literatura:
1. biox.kth.se/publications/2004-pdfs/Hemberg-2004-OE.pdf
2. excillum.com/excillum-metal-jet-anode-microfocus-x-ray-source.html
3. excillum.com/images/general/publications/otendal-rsi-08.pdf
4. kth.diva-portal.org/smash/get/diva2:10352/FULLTEXT01

 

Rys.1. Uproszczony schemat działania
źródła promieniowania rentgenowskiego z ciekłą anodą