第三章诊断用X线管

1、第一节：第一节： 固定阳极固定阳极X线管线管第二节：第二节： 旋转阳极旋转阳极X线管线管第三节：第三节： 特殊特殊X线管线管第四节第四节 ： X线管的特性与线管的特性与参数参数第五节第五节 ：管套：管套第一节：第一节： 固定阳极固定阳极X线管线管w 一、结构一、结构w （一）阳极（一）阳极:w 阳极的主要作用是阻挡高速运动的电子流而产生阳极的主要作用是阻挡高速运动的电子流而产生X线，同线，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和散乱射线 w 1阳极头阳极头 ：靶面和阳极体组成。靶面的作用是承受高速运动的：靶面和阳

2、极体组成。靶面的作用是承受高速运动的电子流轰击，产生电子流轰击，产生X线（曝光）线（曝光）w 靶面材料一般都选用钨（靶面材料一般都选用钨（Z=74），），w 钨的特点钨的特点:：熔点高（：熔点高（3370），蒸发率低，原子序数大，），蒸发率低，原子序数大，又有一定的机械强度。又有一定的机械强度。w 钨的缺点：导热率小，受电子轰击后产生的热量不能很快钨的缺点：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。地传导出去，焊接到导热率较大的无氧铜制成的阳极体上。w 2阳极帽阳极帽 ：吸收二次电子，并可吸收部分散乱吸收二次电子，并可吸收部分散乱X线线 w 结

3、构：结构：头部圆口面对阴极，是高速运动的电子流轰头部圆口面对阴极，是高速运动的电子流轰击靶面的通道；侧下部圆口向外，是击靶面的通道；侧下部圆口向外，是X线的辐射通道，线的辐射通道， w 二次电子二次电子:高速运动的电子流轰击靶面时，会有少量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的电子从靶面反射和释放出来，这部分电子称为二次电子子 .w 危害：危害：其能量较大（约为原来的其能量较大（约为原来的99%），轰击到玻），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；内真空度或

4、使玻璃壳击穿；w 二次电子再次被阳极吸引轰击到靶面上时，由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于没有经过聚焦，将辐射出非焦点散射X线，使线，使X线影线影像质量降低；像质量降低；w 二次电子还会附着在玻璃壁上，造成整个管壁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。电位分布极不均匀，产生纵向应力，易致玻璃壁损坏。w 3玻璃圈玻璃圈 ：封接：封接 w 4阳极柄阳极柄 ：热量传导热量传导w （二）阴极：（二）阴极：w 其阴极一般有三根引线，一根为公用线，其余两其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

5、灯丝的引线根分别为大、小焦点灯丝的引线 w 1灯丝灯丝 ：发射电子：发射电子w 2阴极头（聚焦罩）：使电子流聚焦阴极头（聚焦罩）：使电子流聚焦 w 灯丝电压一般为交流灯丝电压一般为交流510V、50Hz，灯丝电，灯丝电流一般为流一般为29A，36A的占多数。的占多数。 w 调节灯丝的加热电压即可改变灯丝发射的电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非线性关系 w ，灯丝点燃时间越长，工作温度越高，钨的，灯丝点燃时间越长，工作温度越高，钨的蒸发越快，灯丝寿命越短蒸发越快，灯丝寿命越短 w （三）

6、玻璃壳：（三）玻璃壳：用来固定，支撑阴、阳两极并保持管用来固定，支撑阴、阳两极并保持管内的真空度内的真空度 w 为防止为防止X线管管内气体放电，保证阴极发射的电线管管内气体放电，保证阴极发射的电子能畅通无阻挡地高速飞向阳极，管内的真空度应保子能畅通无阻挡地高速飞向阳极，管内的真空度应保持在持在133.310-7Pa(10-7mmHg)以下以下 。w二、二、X线管的焦点线管的焦点w （一）实际焦点（一）实际焦点w 是指灯丝发射的电子经聚焦后在靶面上的是指灯丝发射的电子经聚焦后在靶面上的瞬间轰击面积。瞬间轰击面积。实际焦点的宽度实际焦点的宽度聚焦罩的形状、宽度和深度 w （二）有效焦点（二）有效焦

7、点w 指实际焦点在指实际焦点在X线投照方向上的投影。实线投照方向上的投影。实际焦点在垂直于际焦点在垂直于X线管长轴方向的投影线管长轴方向的投影 w 有效焦点有效焦点=实际焦点实际焦点sin w （三）有效焦点与成像质量（三）有效焦点与成像质量sinsinsinsin（三）有效焦点与成像质（三）有效焦点与成像质量量w 有效焦点尺寸越小，影像清晰度就越高 w 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 w （四）（四）w 焦点的方位性焦点的方位性（五）焦点增涨w 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

8、涨大小的影响远较管电流的变化影响小， 第二节第二节 旋转阳极旋转阳极X线管线管w （一）特点（一）特点w 瞬时负载功率大、焦点小瞬时负载功率大、焦点小 w （二）结构：（二）结构：由阳极、阴极和玻璃壳三部分组成由阳极、阴极和玻璃壳三部分组成 w 1靶盘与靶面靶盘与靶面 ：主要由靶面、转子、转轴和轴承：主要由靶面、转子、转轴和轴承 w 钨靶的缺点：钨靶的缺点： 由于表面与内层之间温差所产生的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；热应力，容易使靶面产生裂纹；w 另外，钨在另外，钨在1100以上会发生再结晶，将使靶面以上会发生再结晶，将使靶面使用不久就会出现表面龟裂、粗糙现象，致

9、使使用不久就会出现表面龟裂、粗糙现象，致使X线管线管辐射辐射X线的能力下降。线的能力下降。w 铼铼 钨合金优点：钨合金优点： 靶面晶粒细，在相同使用条件靶面晶粒细，在相同使用条件下，曝光下，曝光2万次，铼钨合金靶与纯钨靶进行比较，输万次，铼钨合金靶与纯钨靶进行比较，输出剂量分别下降出剂量分别下降13%和和45%。 w 2转子转子 w 转速：转速：N=60F/Pw 旋转阳极旋转阳极X线管的线管的X线机均设有旋转阳极启线机均设有旋转阳极启 动、延时、保护电路。动、延时、保护电路。 w 3轴承与轴承的润滑轴承与轴承的润滑 w 少量由阳极靶面传导过来的热量则大部分通少量由阳极靶面传导过来的热量则大部分

10、通过转子表面辐射出去。过转子表面辐射出去。w 旋转阳极旋转阳极X线管，依靠热辐射进行散热，散线管，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，先进盘温度不断上升，先进X线机的线机的X线管装置内线管装置内设有温度限制保护装置，对设有温度限制保护装置，对X线管给予相应的线管给予相应的保护。保护。w 固定阳极固定阳极X线管的散热方式：热传导。线管的散热方式：热传导。第三节第三节 特殊特殊X线管线管w 一、金属陶瓷大功率一、金属陶瓷大功率X线管线管w 二、三极二、三极X线管线管w 三、软三、软X线管线管w 四、四、CT用用X线管

11、线管第四节第四节 X线管的特性与参数线管的特性与参数w 一、特性一、特性w （一）阳极特性曲线（一）阳极特性曲线w 阳极特性曲线（阳极特性曲线（IaUa）是在一定的灯丝加热电流）是在一定的灯丝加热电流下，管电压（下，管电压（Ua）与管电流（）与管电流（Ia）之间的关系）之间的关系w w 灯丝前端发射出来的电子，它们在静电场作用下灯丝前端发射出来的电子，它们在静电场作用下飞往阳极，这部分电子的运动不受阻力；飞往阳极，这部分电子的运动不受阻力；w 灯丝侧面发射出来的电子，这部分电子的运动特灯丝侧面发射出来的电子，这部分电子的运动特点是在空间发生交叉后飞向阳极，因此它们的运动要受点是在空间发生交叉后

12、飞向阳极，因此它们的运动要受到一定的阻力；到一定的阻力；w 灯丝后端发射出来的电子，由于电子之间相互排灯丝后端发射出来的电子，由于电子之间相互排斥和灯丝的屏蔽作用，致使电场作用力很微弱，因此这斥和灯丝的屏蔽作用，致使电场作用力很微弱，因此这部分电子滞留在灯丝后面的空间，形成部分电子滞留在灯丝后面的空间，形成“空间电荷空间电荷”，空间电荷只能随着管电压的升高而逐渐飞向阳极。空间电荷只能随着管电压的升高而逐渐飞向阳极。w （二）灯丝发射特性曲线（二）灯丝发射特性曲线w 灯丝发射特性曲线（灯丝发射特性曲线（IaIf）是在一定）是在一定的管电压下，管电流（的管电压下，管电流（Ia）与灯丝加热电流）与灯丝加热电流（If）的关系）的关系 w 补偿的原则是：当管电压变高时，适当补偿的原则是：当管电压变高时，适当减小灯丝加热电流，以使管电流不随管电压减小灯丝加热电流，以使管电流不随管电压的变化而变化。反之，当管电压变低时，则的变化而变化。反之，当管电压变低时，则适当增加灯丝加热电流。适当增加灯丝加热电流。二、电参数二、电参数w （一）最高管电压与最大管电流（一）最高管电压与最大管电流w （二）（二）X线管的容量线