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CT 球管基础知识 2011-03-05 14:31:47| 分类: 专业交流| 举报| 字号订阅自从十九世纪第一个球管诞生以来, 球管的家族也迅速地发展壮大。根据其医学用途,我们通常把他们分成诊断用 X 线球管和治疗用 X 线球管两大类。一、诊断用 X 射线管诊断用X 射线管用于透视和摄影。虽然两种工作状态的功率相差很大, 但摄影时曝光时间极为短促, 能耗很小, 所以管子的阳极在两种工作状态下的总能量是相近的。因此,现代诊断用 X 射线管通常只用散热器冷却。为了能获得清晰的 X 射线影像,对诊断用 X 射线管的基本要求是:它应具有小的焦点和大的功率。焦点小可以减小几何模糊度, 而输出功率大, 曝光时间可以缩短,减小了移动模糊度。当然, 由于受阳极靶面所能承受的最大容许热量的限制, 要同时满足焦点小、功率大的要求是较为困能的。旋转阳极 X 射线管能较好的解决这一矛盾,因而得到广泛的使用。(一) 诊断 X 射线管的类型 1 .固定阳极 X 射线这种 X 射线的阳极是固定不动的。其功率较小,焦点较大,一般用于小型诊断 X 射线机。(北京医用射线机厂生产的诊断 X 线机球管) (1) 阴极:X 射线管几乎都是由灯丝、聚焦罩等组在, 它的作用是发射电子,并使电子聚焦去轰击阳极。①灯丝: 目前 X 射线管几乎都是选用钨作为灯丝材料。因为钨在高温下有一定的发射能力;具有较高的熔点( 3370 ℃) ,在高温下也不易蒸发成气体; 其延展性和抗张性较好, 便于加工, 能拉成细丝而制成一定形状; 在强电场吸引下不易变形。由于受阳极靶面的比容量( 1mm2 的焦点面积上所散耗的功率)的限制,灯丝不能做得过小,因为固定阳极的 X 射线管的实际焦点面积很小, 焦点过小会使发射的 X 射线量减少。为了获得大量的 X 射线, 灯丝必须加粗。这样虽然焦点增大, 使几何模糊度提高,但X 射线量增大强缩短曝光时间,避免因投照物的移动,而引的模糊度。目前很多X 射线管在同一阴极上配制大小不同的两上灯丝而获得大小焦点,称为双焦点 X 射线管。其灯丝有三根引线,一根为公用引线,其余二根分别为大、小焦点灯丝引线。灯丝温度上升至一定值后, 开始发射电子、发射电子的数量取决于灯丝温度的高低。从图中可以看出: 灯丝温度较低时, 发射电子流密度较少, 但当温度升至一定值( 2600 °K )以后,发射电流密度增加极快,故在调整 X 射线管电流时应特别注意这一特点, 即当灯丝电压增至接近最大值时, 稍微改变灯丝电压,管电流将得到很大的变化。②聚焦罩: 当灯丝发射电子后, 如阳极接通高压, 在正电场的作用下电子高速飞向阳极。但由于电子之间的相互排斥作用, 致使电子呈散射状, 特别在阳极电压较低时, 散射更为显著。为了能使电子集中成束状飞向阳极,因此将灯丝装入一个用镍或铁镍合金制成提长方形槽中,称聚焦罩。聚焦罩除了形成电子束外,还可防止二次电子造成的危害。二次电子是指从阳极靶面反射邮来的电子。在自整流电路或阳极过热时, 都会产生这种二次电子。它将会使灯丝被轰击而断开;或玻璃被轰而造成孔洞,以至破裂。有了聚焦罩就能将大部分二次电子吸引到槽上,以保护灯丝和玻璃壳的安全。(二) 阳极: 阳极靶的作用接受电子轰击辐射 X 射线, 同时将热量散发出去。一般采用钨作为阳极靶面的材料,它具的原子序数高、熔点高、高温时蒸汽压力低等优点。钨靶面一般为正方形或长方形,厚度为 ~3mm ,镶在导热性能良好的无氧铜柱上。这样不仅有较高的辐射性能, 而且又能将热量及时传导出去。阳极靶被电子束轰击的面积叫实际焦点。为了减小几何模糊度以便获得清晰的图像, 要求缩小 X 射线的有效焦点, 这可通过减小阳极靶面倾角达到这一目的。当然,从投照需要的角度出发要求有效焦点面越小越好, 这样必然要求实际焦点面积缩小。但在一定的阳极负载功率情况下, 提高了靶面的比容量,不利于热量扩散,因此倾角不宜小太。但也不能过大,阳极倾角过大将会增大有效焦点面积,使图像模糊不清。阳极靶面产生的二次电子,除对灯丝和玻壳造成危害外,还向各方散射, 使阳极靶面外的地方产生 X 射线,这种非焦点 X 射线会影响影像的清晰度。因此在阳极端加上一个用无氧铜制成的金属罩,称为反跳罩。罩的轴向有一开口是让阴极电子速通过的;侧面上的开口是X 射线出口。这样就使阳极的钨靶面铜柱体、反跳罩组成一体, 通过与玻璃膨胀系数相近的铁镍钻合金和玻壳封接后通至管外。(3) 玻璃外壳:X 射线玻璃外壳是用来支撑阴、阳极和保持管内真空度的。通常多采用能耐高温、绝缘强度高、膨胀系数小的以硅作为主要成分的硼酸硬质玻璃。 X 射线管内的真空度应保持在 × 10-7Pa ( 10-7mmHg )以下,以保证灯丝的正常加热和电子飞向阳极的速度。 2 .旋转阳