診斷用X線管與高壓發(fā)生裝置

第三節(jié)診斷用X線管與高壓發(fā)生裝置X線的產(chǎn)生X線是在研究稀薄氣體放電和陰極射線的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的。實(shí)驗(yàn)表明，電子被加速后，當(dāng)它轟擊到物體上時(shí)就能產(chǎn)生X射線。后來(lái)，在研究X射線設(shè)備時(shí)發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)生X射線的規(guī)律，即高速帶電粒子在轟擊物質(zhì)而突然受阻減速時(shí)，就能產(chǎn)生X射線。X線產(chǎn)生的條件X線管之所以能產(chǎn)生X線，必須具備三個(gè)條件1、電子源鎢絲通過(guò)電流加熱后，即放射出電子。2、高速電子的產(chǎn)生燈絲發(fā)散出來(lái)的電子，能以高速?zèng)_擊陽(yáng)極，還必須有兩個(gè)條件。第一、必須在X線管的陰極和陽(yáng)極間加以高電壓，兩極間的電位差使電子向陽(yáng)極加速；第二、為防止電子與空氣分子沖擊而減速，X線管必須保持高度真空。3、電子的驟然減速高速電子的驟然減速，是陽(yáng)極阻止的結(jié)果。此時(shí)電子的一部分能量轉(zhuǎn)換為X射線。另一部分以熱能形式散發(fā)出來(lái)。X線管的焦點(diǎn)1、實(shí)際焦點(diǎn)和有效焦點(diǎn)實(shí)際焦點(diǎn)燈絲發(fā)射電子經(jīng)聚焦后在陽(yáng)極靶面上的沖擊面積，稱為實(shí)際焦點(diǎn)。通常，X線管燈絲都繞成螺管狀，所形成焦點(diǎn)為一長(zhǎng)方形，也稱線焦點(diǎn)。實(shí)際焦點(diǎn)大小取決于聚焦槽的形狀、寬度和深度。有效焦點(diǎn)實(shí)際焦點(diǎn)在X線管長(zhǎng)軸垂直方向上的投影面，稱為有效焦點(diǎn)。即X射線照射在膠片上的有效面積。有效焦點(diǎn)為正方形。§

а

實(shí)際焦點(diǎn)有效焦點(diǎn)Ll長(zhǎng)度l=L·sinа

一、診斷用X線管X線管是X線機(jī)的主要組成部分之一，其基本作用是將電能轉(zhuǎn)換成X線。在X線診斷技術(shù)不斷進(jìn)步與提高的同時(shí)，X線管也得到了很大的發(fā)展，先后出現(xiàn)了氣體電離式、固定陽(yáng)極、旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極以及各種特殊X線管。（一）固定陽(yáng)極X線管特點(diǎn)：真空度高、電子由熱陰極發(fā)射、X線的量與質(zhì)可任意調(diào)節(jié)。主要結(jié)構(gòu)：陽(yáng)極、陰極和玻璃殼。1、陽(yáng)極：陽(yáng)極頭、陽(yáng)極帽、玻璃圈、陽(yáng)極柄構(gòu)成。（1）陽(yáng)極頭：包括靶面和陽(yáng)極體（2）陽(yáng)極帽：由無(wú)氧銅制成，主要作用是吸收二次電子。（3）玻璃圈：是陽(yáng)極和玻璃殼的過(guò)渡連接部分。（4）陽(yáng)極柄：由紫銅制成，是陽(yáng)極引出管外的部分，可以傳導(dǎo)陽(yáng)極頭的熱量。2、陰極：陰極主要由燈絲、陰極頭、陰極套和玻璃芯組成。陰極的作用是發(fā)射電子，且對(duì)轟擊靶面的電子進(jìn)行聚焦，形成X線管的焦點(diǎn)。（1）燈絲：燈絲由鎢制成螺管狀，其作用是發(fā)射電子。為了提高X線管使用效率，絕大多數(shù)X線管的陰極裝有兩條燈絲，一條較長(zhǎng)，發(fā)射電流較大，形成大焦點(diǎn)；一條較短，發(fā)射電流較小，形成小焦點(diǎn)，所以稱為雙焦點(diǎn)X線管。（2）陰極頭：由鐵或鎳制成，燈絲裝在其中。且在陰極頭中放置燈絲的地方被加工成直槽，以形成一定的電位分布曲線，對(duì)電子進(jìn)行聚焦。3、玻璃殼：又稱管殼，是用來(lái)支撐陰、陽(yáng)兩極和保持管內(nèi)真空度，通常采用熔點(diǎn)高，絕緣強(qiáng)度大，膨脹系數(shù)小的鉬組硬質(zhì)玻璃制成。固定X線管的缺點(diǎn):由于X線管的效率很低，高速運(yùn)動(dòng)的電子撞擊到靶面上，只有不到0.2%的能量轉(zhuǎn)變?yōu)閄線，99.8%以上的能量將轉(zhuǎn)變?yōu)闊?，是靶面溫度急劇上升；而固定?yáng)極X線管的陽(yáng)極又是靜止不動(dòng)的，電子束總是轟擊靶面的固定位置，因此，受電子轟擊的單位面積上所承受的最大功率值很小，所以，固定陽(yáng)極X線管的缺點(diǎn)較多，在絕大部分醫(yī)用診斷領(lǐng)域中已被旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X線管所取代，然而，由于固定陽(yáng)極X線管散熱性能良好，適宜于連續(xù)負(fù)載，所以在一些裝置中仍被采用。（二）旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X線管旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X線管在負(fù)載時(shí)，靶面高速轉(zhuǎn)動(dòng)，從偏離管中心軸線的陰極頭發(fā)出電子，轟擊到轉(zhuǎn)動(dòng)靶面的環(huán)形面積上。由于它的熱量分布面積比固定陽(yáng)極X線管大得多，因此，旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X線管可以制成小焦點(diǎn)，且能加大瞬時(shí)負(fù)載功率,這是旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X線管的一大優(yōu)點(diǎn)。

旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X線管陽(yáng)極的主要由靶面、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)軸、軸承套座、玻璃圈等組成。1、靶面靶面中心固定在鉬桿上，鉬桿另一端與轉(zhuǎn)子相連，靶面具有一定的傾斜角。2、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子由無(wú)氧銅管制成，在轉(zhuǎn)子周圍加一旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后，轉(zhuǎn)子發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。3、軸承軸承由耐熱合金制成，以承受較高的工作溫度。（三）特殊X線管柵控X線管（又稱三極X線管）1、結(jié)構(gòu)：柵控X線管是在普通X線管的陰極和陽(yáng)極之間加上一個(gè)控制柵極?？刂圃恚寒?dāng)柵極上加一相對(duì)陰極燈絲而言一定大小的負(fù)電位或負(fù)脈沖電壓時(shí)，管電流被截止，不產(chǎn)生X線，當(dāng)負(fù)電位或負(fù)脈沖消失時(shí)，管電流導(dǎo)通，產(chǎn)生X線。所以，柵極X線管輻射X線的特性，不僅取決于燈絲加熱電流和管電壓，還取決于柵極電位的變化。（四）X線管的規(guī)格各種型號(hào)的X線管都有一定的規(guī)格，包括構(gòu)造參數(shù)、電參數(shù)及特性參數(shù)等；必須熟悉它們，才能正確使用X線管，發(fā)揮其應(yīng)有的效能，而不致造成損壞。1、構(gòu)造參數(shù)凡由X線管的結(jié)構(gòu)所決定的非電性能的規(guī)格數(shù)據(jù)。2、電參數(shù)是指X線管的電性能的規(guī)格數(shù)據(jù)。（1）最高管電壓：是指可加在X線管兩極之間的最高峰值電