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X線球管 球管是用來產(chǎn)生X線的組件  X 射線管的發(fā)展歷史 ·氣體 X 射線管 1895 年德國 Siemens 公司發(fā)明了氣體電離式 X 射線管。缺點(diǎn)是容量小，效率低，穿透力弱。管電壓只有 40～50kV。管電流為 1mA 左右。 ·固定陽極 X 射線管 1910 年美國物理學(xué)家 coolidge 發(fā)明了固定陽極 X 射線管。并與 1913 年開始使用。由于固定陽極 X射線管的功率較低，曝光過程中容易造成運(yùn)動模糊。而且焦點(diǎn)大又可以產(chǎn)生幾何失真，因此臨床使用中存在一定的局限性。 ·雙焦點(diǎn)固定 X 射線管 1923 年發(fā)明。 ·旋轉(zhuǎn)陽極 X 射線管 1927 年 Browers 研制成功了旋轉(zhuǎn)陽極 X 射線管。并于 1929 年由荷蘭 Philips 公司投入臨床使用。與固定陽極 X 射線管相比，它具有功率大，焦點(diǎn)小等優(yōu)點(diǎn)。 X線的產(chǎn)生條件 X線的產(chǎn)生是能量轉(zhuǎn)換的結(jié)果。  X線產(chǎn)生必須具備三個(gè)條件 1、電子源 X線管中的燈絲通過電流加熱，散出電子，這些電子在燈絲周圍形成空間電荷，即電子云 2、高速電子的產(chǎn)生 讓燈絲散出的電子產(chǎn)生高速，必須具備兩個(gè)條件： 其一，在X線管的陰極和陽極之間施以高電壓，兩極之間的電位差使電子向陽極加速； 其二，為了防止電子與空間分子沖擊而衰減，X線管必須是真空。 3、電子的驟然減速 高速電子的驟然減速是陽極阻止的結(jié)果。 電子撞擊陽極的范圍稱為靶面，靶面一般用高原子數(shù)、高熔點(diǎn)的鎢制成。 陽極作用有兩個(gè)，一是阻止高速電子產(chǎn)生X線；二是形成高壓電路的回路。 在X線管中，燈絲發(fā)散出的電子，經(jīng)過兩極的高壓場，以高速運(yùn)動沖向陽極。由于陽極的阻止，使電子驟然減速，約99%以上的動能產(chǎn)生熱量，不到1%動能轉(zhuǎn)換為X線。 旋轉(zhuǎn)陽極X線管結(jié)構(gòu) 旋轉(zhuǎn)陽極X線球管是主流，這里對該類型做簡要分析！ 球管分為兩部分：管套（Housing）、管芯（Insert）   管芯（Insert）  管芯用來產(chǎn)生X線，旋轉(zhuǎn)陽極、陰極、管芯殼組成。  管芯殼 管芯殼多用玻璃制成，玻璃管用于支撐陰、陽極。同時(shí)保證電子在真空電場下加速，真空度應(yīng)在133.3*10-7Pa。 X線出口處的玻璃壁較薄，以減少對X射線的吸收。  陽極 陽極由轉(zhuǎn)子、定子、靶面組成。  點(diǎn)擊播放 GIF 0.0M 靶面靶角通常為6°-17.5°，靶面直徑在55mm-100mm之間，高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)速可達(dá)10000轉(zhuǎn)/分，連續(xù)工作溫度在2000°。 鎢的熔點(diǎn)可高達(dá)3370℃，靶面之前采用純鎢，后來用錸鎢合金，再后來用鉬或石墨基錸鎢合金復(fù)合靶。 合金的加入能防止靶面龜裂，并提高熱容量。 鎢的導(dǎo)熱率小，銅的導(dǎo)熱系數(shù)大，采用真空焊接方法把無氧銅制成的陽極體與鎢靶焊接在一起，讓陽極具有良好的散熱特性。  靶面通過鉬桿與銅體轉(zhuǎn)子相連，從玻璃管外插入一銅體，通過這個(gè)銅體上的軸承機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)子固定其上，并高速旋轉(zhuǎn)。陽極側(cè)的高壓加在固定銅體上形成高壓電場。軸承的潤滑劑都是采用固體潤滑劑的材料，比如鉛粉。 定子由線圈組成，加入電壓，產(chǎn)生磁場，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。 陰極 陰極由燈絲和集射罩組成。 燈絲由鎢制成。 燈絲電壓一般在5-10V，電流為2-12A。 管電流的大小，通過調(diào)節(jié)燈絲電壓來改變。 燈絲一般為螺線管狀。 燈絲加熱時(shí)蒸發(fā)產(chǎn)生大量電子。產(chǎn)生電子的多少取決于燈絲的加熱溫度。  管套（Housing） 產(chǎn)生X線過程中，產(chǎn)生了大量的熱，需要散掉，所以在球管加入高壓油冷循環(huán)系統(tǒng)； X射線安全保護(hù)電路 容量保護(hù) 根據(jù)負(fù)載特性曲線，當(dāng)kV、mA選定后限制球管可以曝光的最大時(shí)間量。 管內(nèi)溫度保護(hù) 安裝溫控開關(guān)，防止溫度過高。 過電壓保護(hù) 設(shè)置管電壓檢測電路，防止陰陽兩端電壓過大。 過電流保護(hù) 設(shè)置管電流檢測電路，防止管電流過大。 冷高壓保護(hù) 防止燈絲斷路時(shí)，高壓仍能加到球管兩端。 旋轉(zhuǎn)陽極延時(shí)保護(hù) 只有當(dāng)旋轉(zhuǎn)陽極啟動，并達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，方可進(jìn)行曝光。 特殊X線管 柵控X線管 柵控X線管是在普通X線管的陰極和陽極之間加一個(gè)控制柵極。當(dāng)柵極加一個(gè)相對陰極而言一定大小的負(fù)點(diǎn)位或負(fù)脈沖電壓時(shí)，管電流被截止；當(dāng)負(fù)脈沖或負(fù)電位消失時(shí)，管電流流過。用于電影攝影。 軟X線管 為了提高攝像的反差度，必須使用大劑量的軟X線。特點(diǎn)是X線輸出窗固有過濾小、焦點(diǎn)小、低管電壓就能產(chǎn)生較大的管電流，用于乳腺攝影。 金屬X線管 鎢絲的蒸發(fā)不僅使燈絲變細(xì)，而且玻璃管殼上的鎢層形成第三極，使玻璃管殼受到電子轟擊而損壞。金屬X線管中間部分是鋼制管殼，陽極端是玻璃管殼，陰極端是陶瓷。玻璃和陶瓷部分起絕緣作用，金屬部分接地，以吸收二次電子。這樣可以使燈絲加熱到很高溫度，提高球管的功率，又不易損壞球管。 延長球管使用壽命 選擇低管電流 大的管電流需要大的燈絲電流，會導(dǎo)致鎢的大量蒸發(fā)，縮短燈絲壽命，同時(shí)蒸發(fā)的鎢沉著在管壁上，會使球管的真空度下降，嚴(yán)重是會使玻璃壁被擊穿，縮短球管的使用壽命。 單次曝光，最好選擇最大額定值的80%。 即使大容量的曝光是容許的，但是適當(dāng)降低使用條件，可以延長燈絲的使用壽命。 嚴(yán)格遵守球管的生熱/冷卻曲線圖表 如果球管曝光時(shí)的條件超出表中規(guī)定的額定值，可能會過早地使陽極靶面受損。輕者使輻射量輸出不足，重者使靶面融化，并從陽極產(chǎn)生氣體，使球管真空度下降。另外，從靶面?zhèn)鞒龅姐~體的大量熱會使轉(zhuǎn)軸受損，使轉(zhuǎn)速下降。加速了靶面的損壞。 球管長時(shí)間沒有使用時(shí)，不可進(jìn)行大負(fù)荷的曝光 即使陽極設(shè)計(jì)時(shí)考慮了熱膨脹效應(yīng)，但是過大負(fù)荷的曝光也會使靶面產(chǎn)生龜裂，因此要嚴(yán)格遵守球管預(yù)熱程序。間隔時(shí)間過長，就要訓(xùn)管。 嚴(yán)禁過度頻繁啟動旋轉(zhuǎn)陽極 頻繁啟動陽極，會使定子線圈內(nèi)產(chǎn)生大量的熱，這樣可能會損壞定子，每次啟動應(yīng)間隔30-40秒，帶有散熱器的球管對這種情況反應(yīng)較慢，油循環(huán)只能有助于防止定子線圈上的某點(diǎn)過熱。 設(shè)置陽極剎車機(jī)構(gòu)和保護(hù)電路 軸承不能使用普通潤滑劑，因?yàn)樗鼤绊懝軆?nèi)真空度和球管的高壓特性，通常采用軟金屬如鉛或銀粉作潤滑劑，但這種潤滑劑會使軸承使用壽命減少1000小時(shí)左右，因此應(yīng)盡量減少運(yùn)行時(shí)間。曝光指令發(fā)出后，陽極啟動。啟動時(shí)間取決于陽極啟動裝置，只有在陽極達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后才容許曝光。曝光結(jié)束后，立即給陽極加一個(gè)反向制動電壓。 X線球管的故障現(xiàn)象 陽極靶面損壞 靶面出現(xiàn)裂紋、靶面擊穿、表面凹凸不平。 管內(nèi)真空度不良 管壁有裂紋造成氣體進(jìn)入管內(nèi)、金屬在高溫下有氣體逸出等造成真空度下降。若出現(xiàn)真空度不良時(shí)，加高壓后，陽極玻璃壁上有紫藍(lán)色輝光出現(xiàn)。 燈絲斷開 燒斷、漏氣燒斷、電場拉斷。 陽極轉(zhuǎn)子故障 轉(zhuǎn)速降低：軸承磨損變形，轉(zhuǎn)速降低后容易使靶面受損。 陽極機(jī)械卡死：瞬間加1-2倍的額定啟動電壓可能恢復(fù)，如還不行，即為報(bào)廢。 |
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