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球管原理培训资料;X射线的产生装置主要包括三部分:X射线管、高压电源及低压电源,如图所示;;X线是一种波长很短的电磁波。
波长范围为0.0006~50nm。
目前X线诊断常用的X线波长范围为0.008~0.031nm
(相当于40~150kV时)。
在电磁辐射谱中,居γ射线与紫外线之间,比可见光的波长要短得多,肉眼看不见。
靶面材料:
1、钨靶 Z=74(40-150kv电压)
2、铑靶 Z=45
3、钼靶 Z=42(用40KV以下电压)
窗口材料:铍 Z=4;X线管分类;第一节: 固定阳极X线管;第一节: 固定阳极X线管;2.阳极帽 :吸收二次电子,并可吸收部分散乱X线
⑴结构:头部圆口面对阴极,是高速运动的电子流轰击靶面的通道;侧下部圆口向外,是X线的辐射通道,
⑵二次电子:高速运动的电子流轰击靶面时,会有少量的电子从靶面反射和释放出来,这部分电子称为二次电子 .
⑶危害:①其能量较大(约为原来的99%),轰击到玻璃壳内壁上,将使玻璃壳温度升高而释放气体,降低管内真空度或使玻璃壳击穿;
②二次电子再次被阳极吸引轰击到靶面上时,由于没有经过聚焦,将辐射出非焦点散射X线,使X线影像质量降低;
③二次电子还会附着在玻璃壁上,造成整个管壁电位分布极不均匀,产生纵向应力,易致玻璃壁损坏。;3.玻璃圈 :封接
4.阳极柄 :热量传导(无氧铜)
;(二)阴极:
1.灯丝(钨) :发射电子,诊断用X线管的灯丝绕成螺旋管状.
(1)灯丝电压一般为交流5~10V、50Hz,
(2)灯丝电流一般为2~9A,3~6A的占多数。
(3)灯丝寿命:
①调节灯丝的加热电压即可改变灯丝发射的电子数量;
②灯丝温度与发射电子的数量关系是呈指数的非线性关系
③灯丝点燃时间越长,工作温度越高,钨的蒸发越快,灯丝寿命越短 ;2.阴极头(聚焦罩:带负电):借其形状使电子流聚焦 。
阴极一般有三根引线,一根为公用线,其余两根分别为大、小焦点灯丝的引线。
3.阴极套
4.玻璃芯
;(三)玻璃壳:用来固定,支撑阴、阳两极并保持管内的真空度
为防止X线管管内气体放电,保证阴极发射的电子能畅通无阻挡地高速飞??阳极,管内的真空度应保持在133.3×10-7Pa(10-7mmHg)以下 。
;X线管寿命影像因素:
灯丝:变细
真空度:阻力
靶面:粗糙;二、X线管的焦点
(一)实际焦点
是指灯丝发射的电子经聚焦后在靶面上的瞬间轰击面积。
实际焦点的大小:宽度与聚焦罩的形状、宽度和深度 有关。
实际焦点与X线管的容量关系:实际焦点大,可承受功率大,容量就大,可以缩短曝光时间。
;(二)有效焦点
有效焦点:指实际焦点在X线投照方向上的投影。(不止一个)
标称焦点:实际焦点在垂直于X线管长轴方向的投影, (例2.0mm× 2.0mm)
符合: 有效焦点=实际焦点×sinθ
靶角:X线投照方向与X线管长轴方向垂直时的θ.
θ不能太小,否则投照方向的X大量减少.(一般15°~20°)
;(三)有效焦点与成像质量
1、有效焦点尺寸越小,影像清晰度就越高
2、减小有效焦点,势必减小实际焦点,X线管的功率随之减小,曝光时间需增加,这将会引起运动模糊、几何模糊 .;(四)焦点的方位性;(五)焦点增涨
管电压(kV)一定时,随着管电流的增大、焦点增涨的程度变大。
管电压的变化对焦点增涨大小的影响远较管电流的变化影响小, ;总结:
固定阳极X线管的缺点:靶面静止不动,所以功率小,焦点大。
;第二节 旋转阳极X线管;;焦点;1.靶盘与靶面 :
钨靶的缺点:
①由于表面与内层之间温差所产生的热应力,容易使靶面产生裂纹;
②另外,钨在1100℃以上会发生再结晶,将使靶面使用不久就会出现表面龟裂、粗糙现象,致使X线管辐射X线的能力下降。
铼 钨合金优点: 靶面晶粒细,在相同使用条件下,曝光2万次,铼钨合金靶与纯钨靶进行比较,输出剂量分别下降13%和45%。
;2.转子
①转速:(单相异步电动机原理:旋转磁场) N=60F/P
② 额定转速暴光:旋转阳极X线管的X线机均设有旋转阳极启 动、延时、保护电路。
④制动:惯性导致净转,磨损,缩短X线管的寿命。;3.轴承与轴承的润滑
少量由阳极靶面传导过来的热量则大部分通过转子表面辐射出去。
旋转阳极X线管,依靠热辐射进行散热,散热效率低,连续负荷后阳极热量急剧增加,靶盘温度不断上升,先进X线机的X线管装置内设有温度限制保护装置,对X线管给予相应的保护。
固定阳极X线管的散热
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