X線發(fā)生與物質(zhì)的作用

昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院楊青射線的產(chǎn)生與物質(zhì)的相互作用一X線發(fā)生

第一節(jié)X射線產(chǎn)生原理及性質(zhì)第二節(jié)X線管第三節(jié)高壓發(fā)生器第四節(jié)控制臺X射線的基本性質(zhì)波長很短的不可見電磁波穿透作用

能量大，能穿透一般光線不能穿透的物質(zhì)，包括人體熒光作用

熒光屏、增感屏、影像增強(qiáng)器的輸入屏感光作用電離作用

電離室、正比計(jì)數(shù)管、蓋革彌勒計(jì)數(shù)管X射線的本質(zhì)X線的本質(zhì)是電磁輻射，電磁波、光波與可見光、紅外線、紫外線、伽馬射線一樣波粒二相性X射線產(chǎn)生原理電子源；高壓電場及真空；適當(dāng)?shù)淖钃跷?金屬靶面)來承受高速電子的能量，使高速電子所帶的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成X線。X射線的質(zhì)

X射線的質(zhì)是指X射線能量的大小，可用X線管的管電壓來描述X射線的質(zhì)，單位為kV。不同質(zhì)的X射線的用途名稱最短波長管電壓(kV)用途濾過板材料極軟X射線2.5～0.625～40軟組織攝影、表皮治療膠紙板軟X射線0.62～0.1240～150透視和攝影鋁硬X射線0.12～0.05150～250較深組織治療銅超硬X射線0.05以下250以上深部組織治療錫、鉛X射線的量

X射線的量是指單位時(shí)間內(nèi)通過X射線入射方向的垂直的單位面積內(nèi)的X射線光子數(shù)的多少。通常用管電流I(mA)和曝光時(shí)間t(s)的乘積來描述。即毫安秒(mAs)。

X-Ray質(zhì)

---由KV決定，高KV質(zhì)高，低KV質(zhì)低，

代表X線的穿透力(對比度)。

X-Ray量

---由mA(X線量)和s(曝光時(shí)間)決定

表明曝光總量(黑化度)。質(zhì)和量對膠片曝光的影響X、射線與物質(zhì)的相互作用能量傳遞方式：X、射線是一種比紫外線的波長短得多的電磁波，它與物質(zhì)相互作用時(shí)，能產(chǎn)生次級帶電粒子（主要是電子）和次級光子，通過這些次級帶電粒子的電離、激發(fā)把能量傳遞給物質(zhì)；能量損失方式：X、射線與物質(zhì)相互作用，不是通過多次小能量的損失逐漸消耗其能量，而是在一次作用過程中就可能損失大部分或全部能量；作用過程：在0.110MeV能量范圍內(nèi)，主要的是光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)和電子對效應(yīng)；射程：X、射線在物質(zhì)中不存在射程的概念。光電效應(yīng)能量為h的光子通過物質(zhì)時(shí)，與原子的某一殼層中的一個(gè)軌道電子相互作用，把全部的能量傳遞給這個(gè)電子，獲得能量的電子擺脫原子核的束縛成為自由電子（光電子）。此效應(yīng)稱為光電效應(yīng)。

光電效應(yīng)發(fā)生光電效應(yīng)的條件有二：（1）入射光子的能量必須大于某殼層電子的結(jié)合能；即：

E=h-Be>0（2）為了滿足能量守恒和動(dòng)量守恒，必須有第三者參加，即發(fā)射光電子后的整個(gè)原子參加。因此，自由電子不能吸收γ射線能量而成為光電子，γ射線只與受束縛電子才能發(fā)生光電效應(yīng)光電效應(yīng)束縛的越緊的軌道電子，發(fā)生光電效應(yīng)的幾率越大，所以K層和L層發(fā)生光電效應(yīng)的幾率最大；如果入射光子的能量大于K層電子的結(jié)合能，則K層電子發(fā)生光電效應(yīng)的幾率約為80%；發(fā)射光電子后留下的空穴被外殼層的電子填充時(shí)，將發(fā)射特征X射線、紫外可見光（熒光輻射），或發(fā)射俄歇電子（俄歇效應(yīng)）發(fā)生光電效應(yīng)的特點(diǎn)低能γ光子與高Z物質(zhì)相互作用時(shí)，發(fā)生光電效應(yīng)占優(yōu)勢。光電效應(yīng)光電子的發(fā)射呈角分布，且和入射光子的能量有關(guān)。當(dāng)光子能量很低時(shí)，光電子與入射光子成900角射出的概率最大。隨著入射光子能量的增加，光電子的發(fā)射角變小?？灯疹D效應(yīng)能量為h的光子與原子內(nèi)一個(gè)軌道電子相互作用時(shí)，光子交給軌道電子部分能量后，其頻率發(fā)生改變并與入射方向成角散射（康普頓散射光子），獲得足夠能量的軌道電子與光子入射角成角方向射出（康普頓反沖電子）。此種過程稱康普頓效應(yīng)。康普頓效應(yīng)受原子核束縛得愈弱的軌道電子發(fā)生康普頓效應(yīng)的幾率愈大，在實(shí)際處理時(shí)，忽略軌道電子的結(jié)合能，把康普頓效應(yīng)看成是入射光子和自由電子的彈性碰撞，在這種彈性碰撞過程中，入射光子與散射光子和反沖電子之間，遵循能量守恒和動(dòng)量守恒，并考慮相對論能量和動(dòng)量的關(guān)系，可以推得散射光子的能量為：上式中，Eg

和Eg

?分別為入射與散射光子的能量，q為散射角，mec2為電子的靜質(zhì)量能=0.511MeV?？灯疹D效應(yīng)由于入射光子的能量分配給散射光子和反沖電子，因此反沖電子的能量E等于入射光子的能量與散射光子的能量之差。當(dāng)θ＝180°時(shí)，反沖電子的能量最大，為：電子對效應(yīng)

在原子核場或原子的電子場中，一個(gè)光子轉(zhuǎn)化成一對正、負(fù)電子，稱為電子對效應(yīng)電子對效應(yīng)發(fā)生電子對效應(yīng)的條件是：1.在原子核場中，要求入射光子的能量h?≥2mec2（1.02MeV），在原子的電子場中，要求入射光子的能量hv≥4mec2（2.04MeV）。2.為了滿足電子對效應(yīng)過程中的能量守恒和動(dòng)量守恒，必須有原子核或殼層電子參加。電子對效應(yīng)在原子核場中發(fā)生的幾率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在原子的電子場中發(fā)生的幾率。射線三種主要相互作用與光子能量、吸收物質(zhì)原子序數(shù)的關(guān)系γ射線在物質(zhì)中的減弱γ光子束穿過一定厚度的物質(zhì)后，由于光子與物質(zhì)的核外電子或原子核的庫侖場發(fā)生各種相互作用后，有的被散射離開了原來的入射束，有的光子經(jīng)過多次相互作用，其全部能量轉(zhuǎn)移給了電子，本身不存在了，從而使原來入射束中的光子數(shù)被減少，這叫做γ射線在物質(zhì)中的減弱，也稱之為“吸收”。這里所說的“吸收”與帶電粒子耗盡其能量后停留在物質(zhì)中所稱的吸收不同，這里的“吸收”是指γ光子把它的能量最終轉(zhuǎn)化為電子的動(dòng)能后，光子本身不存了中子與物質(zhì)的相互作用輕元素（氫）可以作為快中子的良好減速劑；在中子的防護(hù)中，常用含氫物質(zhì)和原子量小的物質(zhì)（水、聚乙烯、石蠟、石墨、氫化鋰）作為快中子的減速劑。一個(gè)好的中子慢化劑（亦稱減速劑）除了要大以外，其彈性散射的截面也要大，而對中子的吸收截面必須很小。因此，在反應(yīng)堆中常用輕水、重水或石墨作慢化劑。在對快中子的屏蔽防護(hù)中，常選用含氫材料如水，石蠟等和石墨作為快中子的減速劑。輻射俘獲輻射俘獲又稱為（n,γ）反應(yīng)。中子射入靶核后，與靶核形成激發(fā)態(tài)的復(fù)合核，然后復(fù)合核通過放出一個(gè)或幾個(gè)光子而回到基態(tài)，不再發(fā)射其他粒子，中子被靶核吸收，此過程叫輻射俘獲對于慢中子和中能中子，主要的反應(yīng)是彈性散射和輻射俘獲，其他的反應(yīng)很少發(fā)生。對于輕核和中量核主要是彈性散射，對于重核（非幻數(shù)核）主要是輻射俘獲，重核對慢中子的俘獲截面很大1.帶電粒子與物質(zhì)相互作用輻射生物學(xué)效應(yīng)輻射生物學(xué)效應(yīng)（ionizingradiationbiologicaleffect）是指在一定條件下,射線作用于生物機(jī)體,從機(jī)體吸收輻射能量開始,引起機(jī)體電離或激發(fā)，引發(fā)體內(nèi)的各種變化及其轉(zhuǎn)歸，使人體中生物大分子(如蛋白質(zhì)分子，DNA分子和酶)的結(jié)構(gòu)破壞，進(jìn)一步影響組織或器官的正常功能，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致機(jī)體死亡。復(fù)雜的過程最初的物理階段：只持續(xù)很短的時(shí)間（10-13秒），在這一瞬間能量沉積在細(xì)胞內(nèi)并引起電離或激發(fā)。物理－化學(xué)階段：大約持續(xù)10-10秒。在這段時(shí)間中，離子與其他水分子相互作用形成一些新產(chǎn)物。化學(xué)階段：持續(xù)10-8秒至幾秒鐘，在此期間，反應(yīng)產(chǎn)物與細(xì)胞的重要有機(jī)分子相互作用,自由基和氧化劑可能破壞構(gòu)成染色體的復(fù)雜分子。生物階段：在這個(gè)階段，時(shí)間長短從幾秒到幾十年，這要看特定的癥狀而定,可能導(dǎo)致細(xì)胞早期死亡；阻止細(xì)胞分裂或延遲細(xì)胞分裂；細(xì)胞永久性的變形，一直可持續(xù)到子代細(xì)胞。X射線與人體相互作用X射線強(qiáng)度隨入射深度呈指數(shù)衰減；與物質(zhì)密度有關(guān)，密度越大，對X射線衰減越多，如骨骼中的鈣和磷等，對X射線吸收較多，而肌肉中含有的氫、碳和氧等對X射線吸收較少。碘、鋇通常用作造影劑。與X射線能量有關(guān)，能量越大，被吸收和散射的越少，穿透力越強(qiáng)。能量不同70,000V110,000V當(dāng)X射線穿出人體。。。拍胸片時(shí)，只有約1%的X射線穿出人體；散射射線的危害：形成噪聲并顯著降低圖像對比度；膠片感光，為什么到達(dá)膠片的射線越多，沖洗之后的膠片越黑？加與不加濾線柵返回什么使膠片發(fā)黑？X射線對人體X射線撞擊原子，使其電離，被轟電子又有可能撞擊其他原子，單個(gè)光子可能造成成百上千個(gè)生物分子電離；被電離的分子，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；DNA是細(xì)胞增殖、遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)，是引起細(xì)胞生化、生理改變的關(guān)鍵性物質(zhì)；若受損DNA還能自我復(fù)制，則可能形成腫瘤或白血病；若卵細(xì)胞或精子受損，則他們的后代可能異常；若胎兒的DNA受損，則發(fā)育畸形。二X線管固定陽極X線管旋轉(zhuǎn)陽極X線管特殊X線管球管參數(shù)管套陽極柄陰極燈絲真空玻璃管焦點(diǎn)固定陽極X線管陽極靶面

一般用鎢制成。

優(yōu)點(diǎn)：熔點(diǎn)高—3370度；高溫下，蒸汽壓低，蒸發(fā)少，可延長X線管的使用壽命。

缺點(diǎn)：導(dǎo)熱率小，熱量不能很快傳導(dǎo)。需通過真空熔焊把鎢靶焊接在無氧銅體上，以增強(qiáng)靶面的散熱。

固定陽極X線管的靶面靜止不動(dòng)，高速運(yùn)動(dòng)的電子流總是轟擊在靶面固定的同一位置上。由于單位面積上所承受的最大功率是一定的（200W/mm2），所以固定陽極Ｘ線管的功率是有限的。二次電子高速運(yùn)動(dòng)的電子流轟擊靶面時(shí)，會有少量的電子從靶面反射和釋放出來，這部分電子稱為二次電子。二次電子有害無益，其能量較大（約為原能量的99%），轟擊到玻璃殼內(nèi)壁上，將使玻璃殼溫度升高而釋放氣體，降低管內(nèi)真空度或使玻璃殼擊穿；二次電子再次被陽極吸引轟擊到靶面上時(shí)，由于沒有經(jīng)過聚焦，將輻射出非焦點(diǎn)散射Ｘ線，使Ｘ線影像質(zhì)量下降。陽極帽

陽極帽固定在陽極上，并罩在靶面的四周，與陽極同電位，故可吸收50%~60%的二次電子，并可吸收一部分散射Ｘ線，從而保護(hù)Ｘ線管并提高影像質(zhì)量。陽極柄

陽極柄固定Ｘ線管并將曝光時(shí)產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)出去。它與陽極頭的銅體相連，其管外部分浸在油中，通過與油之間的熱傳導(dǎo)，將靶面的熱量傳導(dǎo)出去。陰極固定陽極X線管的陰極結(jié)構(gòu)燈絲由鎢制成（發(fā)射電子能力強(qiáng)、高溫下不易蒸發(fā)、良好的延展性、容易加工成細(xì)絲），其作用是輻射熱電子。燈絲通電后，溫度逐漸升高，到一定溫度（約2100K）后開始輻射熱電子。燈絲發(fā)射電流與溫度有關(guān)，溫度低于2400K時(shí)，隨著溫度升高，發(fā)射電流增加較慢；溫度高于2400K時(shí)，燈絲溫度稍提高一點(diǎn)，發(fā)射電流即增加很多。

燈絲點(diǎn)燃時(shí)間越長，工作溫度越高，鎢的蒸發(fā)越快，燈絲壽命越短?？s短燈絲的點(diǎn)燃時(shí)間可延長燈絲的壽命。如果燈絲電流比額定值升高5%，燈絲壽命縮短一半，所以燈絲加熱電流應(yīng)嚴(yán)格限制在額定值以下，同時(shí)應(yīng)盡量縮短高溫點(diǎn)燃時(shí)間。陰極頭

對燈絲發(fā)射電子進(jìn)行聚焦。將燈絲裝入一個(gè)用鎳或鐵鎳合金等制成的長方形罩中，該罩稱集射罩。集射罩具有與燈絲相同的負(fù)電位，并借其幾何形狀，達(dá)到聚焦目的。實(shí)際焦點(diǎn)與有效焦點(diǎn)對X線成像質(zhì)量影響最大的因素之一就是X線管的焦點(diǎn)。實(shí)際焦點(diǎn)---燈絲輻射的熱電子在靶面上的轟擊面積。有效焦點(diǎn)---實(shí)際焦點(diǎn)在X線投照方向上的投影。實(shí)際焦點(diǎn)與有效焦點(diǎn)的關(guān)系

設(shè)實(shí)際焦點(diǎn)寬為a，長為b，則投影后寬度不變，長度為bsin，即有效焦點(diǎn)＝實(shí)際焦點(diǎn)＊sin

表示陽極靶面與Ｘ線投照方向的夾角。

一般固定陽極Ｘ線管的靶角為15～20度減小有效焦點(diǎn)面積可通過減小靶角來實(shí)現(xiàn)，但靶角太小，由于Ｘ線輻射強(qiáng)度分布的變化，投照方向的Ｘ線量將大大減少。焦點(diǎn)大小對影像清晰度的影響X-Ray焦點(diǎn)---有效焦點(diǎn)愈小,影像清晰度越高，圖像銳利度越好。有效焦點(diǎn)與成像質(zhì)量

有效焦點(diǎn)尺寸越小，影像清晰度越高。減小有效焦點(diǎn)，勢必減小實(shí)際焦點(diǎn)，Ｘ線管的功率隨之減小，要達(dá)到相同的曝光程度，則曝光時(shí)間需增加，這將會引起運(yùn)動(dòng)模糊?？梢姡瑢τ诠潭枠OＸ線管，減小焦點(diǎn)面積以提高清晰度和增大Ｘ線管功率以縮短曝光時(shí)間、減小運(yùn)動(dòng)模糊是一對矛盾。小焦點(diǎn)---影像清晰。但是焦點(diǎn)越小，在焦點(diǎn)上集聚的能量越高，產(chǎn)生的熱量也就越高。因?yàn)橹挥屑s１%的電能轉(zhuǎn)化為X射線的能量，99%以上的能量轉(zhuǎn)化為熱能。最終將導(dǎo)致焦點(diǎn)面熔化。解決辦法：

雙焦點(diǎn)技術(shù)、旋轉(zhuǎn)陽極技術(shù)和水或油循環(huán)冷卻技術(shù)焦點(diǎn)小會產(chǎn)生什么問題？雙焦點(diǎn)技術(shù)

功率較大的Ｘ線管為了協(xié)調(diào)不同功率與焦點(diǎn)的關(guān)系，陰極裝有兩根長短和粗細(xì)都不同的燈絲，長的燈絲加熱電壓高，輻射熱電子多，形成大焦點(diǎn)；短的燈絲加熱電壓低，輻射熱電子少，形成小焦點(diǎn)，這種Ｘ線管稱為雙焦點(diǎn)Ｘ線管。在透視時(shí)使用小焦點(diǎn)在攝影時(shí)使用大焦點(diǎn)高壓正KV負(fù)KV大焦燈絲小焦燈絲大焦燈絲變壓器小焦燈絲變壓器CLCCS陽極雙焦點(diǎn)技術(shù)透視

管電流小，＜5mA，時(shí)間長（幾分鐘），圖像追求動(dòng)態(tài)特性，觀察活動(dòng)臟器，對圖像分辨率要求低攝影

管電流30~1000mA，時(shí)間短，<1S固定陽極Ｘ線管優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)

結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低缺點(diǎn)

焦點(diǎn)尺寸大、瞬時(shí)負(fù)載功率小在小型Ｘ線發(fā)生裝置中仍被采用旋轉(zhuǎn)陽極技術(shù)

通過陽極旋轉(zhuǎn)來擴(kuò)大焦點(diǎn)面積，提高球管的散熱率，從而提高球管的功率。旋轉(zhuǎn)陽極球管旋轉(zhuǎn)陽極球管的靶面旋轉(zhuǎn)速率有2700rpm、8500rpm(3倍頻)，甚至16000rpm(6倍頻)。

旋轉(zhuǎn)陽極Ｘ線管較好地解決了提高功率和縮小焦點(diǎn)之間的矛盾，其最大優(yōu)點(diǎn)是瞬時(shí)負(fù)載功率大、焦點(diǎn)小。功率多為20~50kW，高者可達(dá)150kW，是固定陽極Ｘ線管的5~9倍。有效焦點(diǎn)為1~2mm，從而大大提高了影像清晰度。旋轉(zhuǎn)陽極實(shí)驗(yàn)裝置金屬殼旋轉(zhuǎn)陽極球管靶面與靶盤靶盤直徑70~150mm鎢制成——表面龜裂、粗糙，輻射Ｘ線能力下降

表面與內(nèi)層間溫差產(chǎn)生熱應(yīng)力，靶面產(chǎn)生裂紋；鎢在1100度以上發(fā)生再結(jié)晶，表面龜裂錸鎢合金靶面，鉬或石墨靶基——表面龜裂、粗糙減輕，熱容量大，有效提高Ｘ線管連續(xù)負(fù)荷能力（50kW，1*1mm焦點(diǎn)）

錸鎢合金靶面晶粒變細(xì)，抗熱脹性提高，再結(jié)晶溫度上升靶面上開細(xì)膨脹縫，消除機(jī)械應(yīng)力，減輕龜裂散熱與溫度保護(hù)

旋轉(zhuǎn)陽極Ｘ線管與固定陽極Ｘ線管的散熱方式不同，靶面受高速運(yùn)動(dòng)電子流轟擊所產(chǎn)生的巨大熱量主要依靠熱輻射進(jìn)行散熱，散熱效率低，連續(xù)負(fù)載后陽極熱量急劇增加，靶盤溫度不斷上升。為防止由此造成的Ｘ線管損壞，有些Ｘ線機(jī)的Ｘ線管裝置內(nèi)設(shè)有溫度限制保護(hù)裝置，以保護(hù)Ｘ線管。水或油循環(huán)冷卻技術(shù)真空油在CT中使用油循環(huán)X線管在心血管造影X線機(jī)中使用水循環(huán)X線球管特殊Ｘ線管金屬陶瓷大功率Ｘ線管三極Ｘ線管軟Ｘ線管ＣＴ用Ｘ線管金屬陶瓷大功率Ｘ線管玻璃球殼Ｘ線管缺點(diǎn)

用硬質(zhì)玻璃制成的Ｘ線管，隨著Ｘ線管使用時(shí)間增長，由于燈絲蒸發(fā)和陽極靶面龜裂處鎢蒸發(fā)，會使玻璃殼內(nèi)壁附著一層金屬鎢的沉積物，沉積層與陽極相連形成第二陽極，致使一部分高速運(yùn)動(dòng)電子轟擊玻璃殼使其侵蝕，最終導(dǎo)致玻璃殼擊穿，Ｘ線管損壞。

金屬陶瓷大功率Ｘ線管將玻璃殼改為由金屬和陶瓷組合而成。金屬部分位于Ｘ線管中間并接地，以吸收二次電子，焦點(diǎn)處開有鈹窗以使Ｘ線通過。金屬靠近陰極一端嵌入陶瓷內(nèi)，金屬靠近陽極一端嵌入玻璃殼中。玻璃與陶瓷部分起絕緣作用．解決了普通Ｘ線管由于管壁擊穿而損壞的問題，可將燈絲加熱到較高溫度，以提高Ｘ線管的負(fù)荷。柵控Ｘ線管柵控Ｘ線管是在普通Ｘ線管的陽極和陰極之間加了一個(gè)控制柵極。柵控X線管的陰極結(jié)構(gòu)柵控X線管控制原理

當(dāng)柵極對陰極加一個(gè)負(fù)電壓（-2~-5kV）或負(fù)脈沖電壓時(shí)，陰極發(fā)射的熱電子完全飛不到陽極上，不產(chǎn)生Ｘ線。負(fù)電壓或負(fù)脈沖電壓消失時(shí)，產(chǎn)生Ｘ線。由于脈沖電壓信號無機(jī)械慣性延時(shí)，控制靈敏，因此可實(shí)現(xiàn)快速連續(xù)Ｘ線攝影，攝影頻率可達(dá)200幀/秒。柵控X線管可制成沒有實(shí)體柵極而有特殊形狀的聚焦杯。負(fù)偏壓較低時(shí)，一部分電子飛向陽極，聚焦形成窄電子流，獲得很小的焦點(diǎn)，即微焦點(diǎn)（可獲得0.1*0.1mm的微焦點(diǎn)）。微焦點(diǎn)Ｘ線管常用于放大Ｘ線攝影。柵控X線管瞬時(shí)曝光時(shí)間臨界值為1ms，燈絲發(fā)射特性差，不能產(chǎn)生大的管電流，不適用于大功率Ｘ線機(jī)，主要應(yīng)用于Ｘ線電影攝影、Ｘ線電視。0.2mm焦點(diǎn)，腹部血管造影放大2倍；0.1mm焦點(diǎn)，手、足血管造影放大3倍軟Ｘ線管對乳房等軟組織Ｘ線攝影時(shí)，普通Ｘ線管得不到滿意效果。為提高Ｘ線影像的對比度，須用大劑量軟Ｘ線。軟組織攝影最適宜波長為0.06~0.09nm，軟Ｘ線管可輻射出波長為0.063nm和0.07nm的特征Ｘ線。攝影時(shí)主要利用鉬靶輻射的特征Ｘ線。鉬靶輻射Ｘ線波譜軟Ｘ線管特點(diǎn)Ｘ線輸出窗的固有過濾?。ㄢ敶埃?；低管電壓時(shí)能產(chǎn)生大管電流；焦點(diǎn)小0.03mm鉬片過濾

對0.063nm以下Ｘ線強(qiáng)烈選擇吸收，吸收0.07nm以上較軟Ｘ線ＣＴ用Ｘ線管管電流100~600mA管電壓100~140kV掃描時(shí)間0.5~7S主要參數(shù)通常ＣＴ掃描一層圖像需數(shù)百mAS，為了滿足診斷需要，要連續(xù)數(shù)十層掃描，故ＣＴ用Ｘ線管要有大的熱容量。所以ＣＴ管結(jié)構(gòu)、靶面材料、燈絲熱變形系數(shù)、旋轉(zhuǎn)軸承的自由膨脹系數(shù)、高溫下的真空保持等，都要求有特殊的工藝措施才能保證在上述嚴(yán)格條件下正常運(yùn)轉(zhuǎn)。靶面采用新型復(fù)合靶結(jié)構(gòu)，大體積石墨基以增大熱容量，外殼多為金屬或陶瓷材料，配有油循環(huán)系統(tǒng)以盡快散熱。管電壓(KV)管電流(mA)曝光時(shí)間(S)熱容量X射線陽極陰極燈絲變壓器高壓變壓器管電壓管電流X線管的參數(shù)熱容量

曝光時(shí)陽極靶面產(chǎn)生大量的熱，同時(shí)伴隨冷卻，如果生熱快，散熱慢，則陽極將積累熱量。陽極積累的熱量越多，冷卻速度越大。X線管處于最大冷卻率時(shí)，允許承受的最大熱量稱為熱容量。熱容量的單位除了焦耳（J）外，還使用熱單位（heatunit,HU）。

1J=1kV(有效值)*1mA(有效值)*1s1HU=1kV(峰值)*1mA(平均值)*1s單相全波整流情況下，換算關(guān)系：1HU=0.77J熱容量1功率熱量熱容量散熱率熱容量2功率每次曝光產(chǎn)生的熱量熱容量散熱率球管參數(shù)舉例Ｘ線管真空度檢驗(yàn)冷高壓試驗(yàn)－Ｘ線管燈絲不加熱，兩極間加高壓如有輝光，且強(qiáng)度隨管電壓增加而增強(qiáng)，說明該Ｘ線管的真空度不良；如在較低千伏試驗(yàn)時(shí)，管內(nèi)就充滿輝光，說明此管已嚴(yán)重含氣，不能使用。影響Ｘ線管壽命的因素?zé)艚z燈絲電壓升高5%，發(fā)射量增大50%，壽命減少一半；電壓降低5%，壽命延長一倍。當(dāng)燈絲截面積由于蒸發(fā)減少10%，燈絲就有燒斷可能。陽極靶面被打得凹凸不平或局部融化均會造成輸出量急劇下降，即報(bào)廢。超負(fù)荷使用會縮短Ｘ線管的壽命。負(fù)荷為正常的110%時(shí)，Ｘ線管壽命只有60%，如果負(fù)荷只用到80%，Ｘ線管壽命可能達(dá)到300%。圖像質(zhì)量受X線管的管電壓影響，電壓越高，X射線能量越大，對比度越低；受濾線柵影響，不加濾線柵，則對比度低；受膠片盒里熒光物質(zhì)厚度影響，越厚，則分辨率越低；病人移動(dòng)，則（分辨率低）圖像模糊；X射線焦點(diǎn)越大，則（分辨率低）圖像越模糊。三大權(quán)衡（trade-off）X線管電壓低，則對比度好，但病人吃線多；高，則對比度差，病人吃線少；使用濾線柵，則去除散射，圖像對比度高，但病人吃線多；不使用，則圖像對比度差，病人吃線少；膠片盒中熒光物質(zhì)越厚，則吸收的X射線越多，需要的劑量越少，但對比度越差；越薄，則吸收的X射線越少，需要的劑量多，但對比度好；在允許的條件下，以降低劑量為優(yōu)先。第三節(jié)高壓發(fā)生器高壓變壓器燈絲變壓器高壓整流器高壓電纜、高壓插頭及插座高壓交換閘高壓發(fā)生器高壓發(fā)生器外形高壓發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu)高壓變壓器結(jié)構(gòu)燈絲變壓器結(jié)構(gòu)高壓整流器

將高壓變壓器輸出的交流高壓變?yōu)橹绷鞲邏旱碾娮釉，F(xiàn)代Ｘ線機(jī)的高壓整流器都采用半導(dǎo)體整流器，應(yīng)用最廣泛的是高壓硅堆。由許多單晶硅做成的二極管用銀絲串聯(lián)而成。它具有體積小、機(jī)械強(qiáng)度高、絕緣性好、壽命長、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。使用時(shí)要浸入油中，油溫不超過70度。高壓電纜的構(gòu)造高壓電纜的構(gòu)造高壓電纜的插頭、插座高壓交換閘

在大、中型診斷Ｘ線機(jī)中，多備有兩個(gè)或兩個(gè)以上Ｘ線管，以一機(jī)多用。多個(gè)Ｘ線管共用一個(gè)高壓發(fā)生器，需高壓交換閘切換。繼電器式、電動(dòng)機(jī)式第四節(jié)控制臺控制臺必須滿足Ｘ線管產(chǎn)生Ｘ線的下列基本要求可調(diào)管電流（調(diào)節(jié)燈絲加熱電壓）可調(diào)管電壓（控制Ｘ線質(zhì)）可調(diào)曝光時(shí)間X線管空間電荷補(bǔ)償燈絲發(fā)射的部分熱電子滯留于燈絲表面，稱空間電荷。隨管電壓增加，由于空間電荷管電流也增加，稱為空間電荷效應(yīng)。

P81圖為保證管電流的準(zhǔn)確性，隨著管電壓增加，適當(dāng)降低燈絲加熱電壓，使管電流保持不變，稱X線管空間電荷補(bǔ)償。自動(dòng)曝光控時(shí)

在Ｘ線通過被照物體后，以達(dá)到膠片上所需的感光劑量來決定曝光時(shí)間。感光劑量滿足后，自動(dòng)切斷高壓，結(jié)束曝光。分光電和電離室自動(dòng)曝光控時(shí)。電離室自動(dòng)曝光控時(shí)

電離室在兩個(gè)金屬板平行電極上加直流高壓，中間為氣體。Ｘ線照射時(shí)，氣體被電離，離子在強(qiáng)電場作用下形成電流，電流大小與Ｘ線輻射強(qiáng)度成正比。當(dāng)Ｘ線輻射強(qiáng)度大時(shí)，電離電流大，曝光時(shí)間短；Ｘ線輻射強(qiáng)度小時(shí)，電離電流小，曝光時(shí)間自動(dòng)延長。旋轉(zhuǎn)陽極啟動(dòng)、延時(shí)與保護(hù)

旋轉(zhuǎn)陽極Ｘ線管的功率是基于陽極轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值時(shí)的功率。如在未達(dá)到轉(zhuǎn)速時(shí)