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X线管原理 1 X线发生装置 用于产生X线的装置称为X线发生装置 它由X线管 高压发生器和控制台三部分组成 它是X线机 X线CT的主要组成部分一直 X线管 它的作用就是产生X线 自1895年伦琴发现X线以来 X线管逐步向大功率 小焦点和专用化方向发展 其结构不断改进 先后出现了固定阳极X线管 旋转阳极X线管以及各种特殊X线管 2 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 2020 1 9 3 2020 1 9 4 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 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 453 钼靶Z 42 用40KV以下电压 窗口材料 铍Z 4 5 X线管分类 1 固定阳极X线管2 旋转阳极X线管3 特殊X线管4 特性与参数5 管套 6 第一节 固定阳极X线管 一 结构 阳极 阴极 玻璃壳 2020 1 9 7 第一节 固定阳极X线管 一 阳极 阳极的主要作用 阻挡高速运动的电子流而产生X线 同时将曝光时产生的热量辐射或传导出去 其次是吸收二次电子和散乱射线 1 阳极头 靶面和阳极体组成 1 靶面 作用是承受高速运动的电子流轰击 产生X线 曝光 靶面材料一般都选用钨 Z 74 辐射 线的强度与靶面材料的原子序数有关 钨的特点 熔点高 3370 蒸发率低 原子序数大 又有一定的机械强度 钨的缺点 导热率小 受电子轰击后产生的热量不能很快地传导出去 焊接到导热率较大的无氧铜制成的阳极体上 转化效率低 2 阳极体 导热率大的无氧铜 把靶面的热量传导出去 2020 1 9 8 2 阳极帽 吸收二次电子 并可吸收部分散乱X线 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 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 危害 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 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 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 2020 1 9 9 3 玻璃圈 封接4 阳极柄 热量传导 无氧铜 2020 1 9 10 2020 1 9 11 二 阴极 1 灯丝 钨 发射电子 诊断用 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 调节灯丝的加热电压即可改变灯丝发射的电子数量 灯丝温度与发射电子的数量关系是呈指数的非线性关系 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 2020 1 9 12 2020 1 9 13 2020 1 9 14 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 阴极套 玻璃芯 2020 1 9 15 2020 1 9 16 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向阳极 管内的真空度应保持在133 3 10 7Pa 10 7mmHg 以下 2020 1 9 17 X线管寿命影像因素 灯丝 变细真空度 阻力靶面 粗糙 2020 1 9 18 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 2020 1 9 19 2020 1 9 20 2020 1 9 21 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 sin 靶角 X线投照方向与X线管长轴方向垂直时的 不能太小 否则投照方向的 大量减少 一般15 20 2020 1