X 선 튜브로 작동?

X 선이되는 상기 X 선관에서 발생 광자의 전자의 에너지를 변환하여 생성. 수량 (노출) 및 품질 (스펙트럼) 방사선 기기의 전류, 전압 및 시간을 변경하여 조정할 수있다.

작동 원리

X 선관 (문서에서 지정된 사진) 에너지 컨버터이다. 후자는 바람직하지 않은 부산물, 방사선 및 열을 관통 - 그들은 네트워크로부터 수신하고, 다른 형태로 전환. X 선은 광자의 생성을 최대화하고 가능한 한 신속하게 열을 발산하도록 튜브 장치.

캐소드와 애노드 - 튜브는 일반적으로 두 개의 기본 요소를 포함하는 비교적 단순한 장치이다. 전류가 양극에서 음극 흐르면, 전자는 X 레이의 발생에 이르게 에너지를 잃는다.

양극

애노드는 고 에너지 광자의 방출은 상기 생성 된 성분이다. 이 전기 회로의 양극에 접속되는 비교적 다량의 금속 원소이다. 그것은 두 가지 주요 기능이 있습니다 :

• 또한, X 선 조사로 전자 에너지로 변환
• 그것은 열을 발산.

양극의 재료는 이들 기능을 향상시키기 위해 선택된다.

이상적으로는, 대부분의 전자는 다소 열보다 높은 에너지의 광자를 형성한다. X 방사선 (COP)로 변환되고, 전체 에너지의 비율이 두 가지 요인에 따라 달라

• 음극 재료의 원자 번호 (Z)
• 전자 에너지.

원자 번호 애노드 사용 텅스텐의 재료로서 가장 엑스레이 튜브에 큰 Z 외에도 74과 동일하다,이 금속이 목적에 적합 할 어떤 다른 특성을 갖는다. 텅스텐 가열은, 고 융점이 낮은 증착 속도를 갖는 경우에 강도를 유지하는 능력에 고유하다.

몇 년 동안, 양극 순수한 텅스텐된다. 최근 몇 년 동안, 우리는하지만 표면에, 레늄과이 금속 합금을 사용하기 시작했다. 가벼운 소재 좋은 열 - 저장 이루어지는 텅스텐 - 레늄 코팅 하에서 자기 애노드. 두 이러한 물질은 몰리브덴 및 흑연이다.

유방에 사용 된 X 선관은, 몰리브덴 코팅 양극으로 이루어진다. 이 물질은 가슴을 기록하기에 적합한 특성을 가진 광자 에너지를 생성하는 중간 원자 번호 (Z = 42)을 갖는다. 일부 맘모 그래피 장치는 로듐 (Z가 = 45)로 형성되는 제 양극을 갖는다. 이것은 가능한 에너지를 증가시키고 고밀도 유방에 대한 더 큰 침투를 달성 할 수 있습니다.

순수한 텅스텐 애노드 시간 효율 장치 표면에 열 손상으로 인해 감소 - 텅스텐 - 레늄 합금의 사용은 장기간 방사선 출력을 개선한다.

애노드 대부분 테이퍼 디스크 형상을 가지며, X 레이의 발광시에 상대적으로 높은 속도로 그들을 회전 모터 축에 고정. 회전의 목적 - 열 제거.

초점 자리

X 선 발생 부 전체가 아니라 양극. 그것은 표면의 작은 영역에서 발생 - 초점 자리를. 치수 마지막 음극으로부터 나오는 전자빔의 크기가 결정된다. 그 대부분이 갖는 직사각형 형상이 0.1-2 mm 장치 내에 변한다.

초점 지점의 특정 크기를 가진 X 선 튜브 디자인. 그것이 작은, 적은 모션 블러와 높은 선명도, 어떤 더 나은 열 분산, 더 많은입니다.

초점 크기는 X 선 튜브를 선택할 때 고려해야 할 요소이다. 제조업체는 높은 해상도와 작은 충분한 방사선을 달성하기 위해 필요한 작은 초점 장소와 장치를 생산하고 있습니다. 예를 들면, 유방 촬영에서와 같이 신체의 작고 섬세한 부분의 연구가 필요합니다.

크고 작은 화상 형성 절차에 따라 작업자에 의해 선택 될 수있다 - X 선관은 주로 두 가지 크기와 초점 스팟을 생성한다.

음극

캐소드의 주된 기능은 - 전자를 생성하고 양극에 관한 빔로 수집한다. 그것은 일반적으로 컵 형상의 오목 부에 내장 된 작은 나선형 와이어 (필라멘트)로 구성된다.

회로를 통과하는 전자는 일반적으로 도체를 떠나 여유 공간을 떠날 수 없다. 그들이 충분한 에너지를 얻을 경우, 그들은 그것을 할 수 있습니다. 열 방출로 알려진 공정에서, 열은 음극으로부터 전자를 배출하기 위해 사용된다. 배기 된 X 선 관 내의 압력이 ^10-6 -10 도달 할 때 가능해진다 ^-7 토르. 예술. 얀은 전류를 통과하여 나선형 필라멘트 램프와 같은 동일한 방식으로 가열된다. 작업 음극선 관은 전자 그로부터 온도 발광 변위 열에너지 가열을 수반한다.

풍선

양극과 음극을 밀폐 된 하우징 내에 포함 된 - 실린더. 풍선 및 그 내용들은 제한된 수명을 갖는 교체 가능한 인서트라고 칭한다. 금속 및 세라믹 실린더는 일부 애플리케이션에 사용되지만, X 선 튜브는 일반적으로, 유리 벌브가있다.

주요 기능은 용기와 분리 지원하는 양극과 음극의 및 진공을 유지. 15 ° C에서 배기 엑스레이 튜브 내의 압력은 1.2 × 10 ^-3 파. 탱크 내의 가스의 존재는 전기가 아니라 전자 빔의 형태로 장치를 통해 자유롭게 유동 할 수있다.

주택

X 선관 장치는 인클로저 및 기타 성분의 지원 또한, 쉴드 체로서 기능하고 창을 통과하는 유효 광속을 제외하고 복사를 흡수 같은 것이다. 비교적 큰 외부 표면은 디바이스에서 발생 된 열의 대부분 소산. 쉘과 인서트 사이의 공간을 단열하고 냉각을 제공하는 오일로 채워진다.

체인

전기 회로는 발생기라고 전원에 전화기를 연결한다. 소스는 네트워크에서 전원을 공급하고 현재의 직접 교류 전류로 변환된다. 발전기는 또한 체인의 일부 매개 변수를 조정할 수 있습니다 :

• KV - 전압 또는 전위;
• MA - 전류 튜브 흐른다;
• S - 기간 또는 노출 시간, 두 번째의 분수입니다.

회로는 전자의 이동을 제공한다. 그들은 발전기를 통과, 에너지를 충전하고, 양극에 제공된다. 그들의 움직임으로이 변환을 발생합니다 :

• 전기 에너지가 운동 에너지로 변환;
• 운동, 차례로, X 레이 방사선 및 열로 변환됩니다.

가능성

전자들이 플라스크에 도착할 때, 양극과 음극 사이에 전압 KV의 양에 의해 결정되는 가능한 전기 에너지를 갖는다. X 선관 각 입자는 1 keV로 있어야 1 개 KV를 생성하는 전압으로 작동시켰다. KV를 조정함으로써, 작업자는 각각의 전자 에너지의 특정 양을 제공한다.

동력학

배기 된 X 선관에서 저압 배출 및 양극에 음극으로부터 방출 된 열전자 전기력선의 작용에 의해 입자를 허용 (15 ℃에서 그것이 ^10-6 -10 ^-7 토르. V.이다). 이 힘은 증가 속도와 운동 에너지와 잠재력 하강의 결과를 가속화합니다. 입자가 양극에 착륙 할 때, 잠재적 손실됩니다, 그 모든 에너지는 운동 에너지로 변환된다. 100 keV의 전자의 절반보다 큰 속도에 도달 할 빛의 속도. 입자의 표면에 눈에 띄는 것은 매우 빠르게 둔화하고 자신의 운동 에너지를 잃게된다. 그녀는 X 선 또는 열 변합니다.

전자는 음극 재료의 개별 원자와 접촉. 오비탈 방사선 (X 선 광자)과의 상호 작용에 의해 발생하고, 코어 (제동 X)와.

결합 에너지

원자의 각 전자는 후자의 크기와 입자가 위치되는 레벨에 따라 소정의 결합 에너지를 갖는다. 결합 에너지의 특성 X 선의 발생에 중요한 역할을하고 원자로부터 전자를 제거하는데 필요하다.

제동 복사

제동 복사는 광자의 가장 큰 수를 생성합니다. 전자는 양극 재료에 침투하고, 핵에 가까운 연장 편향 중력 원자 감속. 이 회의 동안 손실 그들의 에너지는 X 선 광자의 형태로 나타납니다.

의 범위

불과 몇 광자는 전자 에너지로 에너지 가까이 있습니다. 그들 중 대부분은이 낮다. 상기 코어를 둘러싸는 공간 또는 필드, 상기 전자 경험 력 있다고 가정 "억제." 이 필드는 구역으로 나눌 수 있습니다. 이 중앙 타겟 원자의 필드 코어의 뷰를 제공한다. 대상 어디서나 떨어지는 전자는 감속 및 X 선 광자를 생성한다. 중앙에서 가장 가까운이 떨어지거나, 대부분의 노출 때문에 매우 고 에너지 광자를 생산, 대부분의 에너지를 잃게됩니다. 전자는 발생 외측 영역으로 들어가는 약한 상호 작용을 낮은 에너지의 광자를 생성한다. 영역 비록 그들이 핵으로부터의 거리에 따라 다른 영역을 가지고, 동일한 폭을 갖는다. 영역에서 입자 사건의 수는 총 면적에 따라 달라집니다 때문에, 외부 영역은 더 많은 전자를 캡처 더 많은 광자를 일으킬 것이 분명하다. 에너지 X 선 스펙트럼은이 모델에 의해 예측 될 수있다.

E _최대 전자에 대응하는 _최대 E 광자 메인 제동 복사 스펙트럼. 이 점 아래로는 광자 에너지를 감소 그들의 수를 증가시킨다.

낮은 에너지 광자의 상당수 흡수하거나 애노드 튜브 박스 필터의 표면을 통과하는 시도로서, 여과 하였다. 필터링은 광이 통과하는 물질의 조성 및 두께에 따라 달라진다, 이는 낮은 에너지 스펙트럼 곡선의 최종 형태를 결정한다.

영향 KV

스펙트럼의 고 에너지 부분 kV의 (킬로 볼트)의 전압을 X 선 튜브를 판정한다. 이 음극에 도달하는 전자의 에너지를 결정하기 때문이고, 광자는이보다 더 가능성이 없다. 어떤 전압 실행중인 X 선관에서? 최대 광자 에너지가 최대인가 전위에 대응한다. 이 전압은 교류 네트워크에 노출시 다를 수 있습니다. 이 경우, E _최대 피크 전압 광자 발진주기 KV _{p를 결정.}

또한 양자 전위는 _P KV의 _애노드에 도달하는 전자의 지정된 수에 의해 발생 된 방사선의 양을 결정한다. 제동 X 선 방사선의 총 효율 KV _{p를 결정하는} 입사 전자 에너지 증가에 의해 증가하기 _때문에, 이것은 KV _(P)가 장치의 효율에 영향을 미치는 것을 의미한다.

KV의 변경 _p를, 일반적으로 스펙트럼을 변경합니다. 에너지 곡선 아래의 총 면적은 광자 수를 나타낸다. 필터링되지 않은 스펙트럼은 삼각형과 사각형 KV에 비례하여 방사선의 양이다. 상기 필터의 존재도 필터링 된 방사선의 비율을 감소 광자 KV 증가 침투를 증가시킨다. 이 증가 방사선 수율로 이어집니다.

특성 조사

특성 방사선을 생성하는 상호 작용의 타입은 궤도 전자 고속 충돌을 포함한다. _입자의 파트 E는 원자의 결합 에너지보다 큰 상호 작용이있는 경우에만 일어날 수있다. 이 때의 조건이 충족되고, 충돌이 전자가 탈락되어있다. 이 입자 높은 에너지 레벨로 채워 개방 위치를 떠난다. 우리가 이동할 때, 전자가 X 선 광자의 형태로 방출되는 에너지를 제공한다. E는 양극 제조되는 광자 특성 화학 소자이기 때문에, 상기 방사 특성이라고한다. 예를 들면, E = 69.5 keV의 전자와 노크되어 K 텅스텐 층 _접속이 공석은 E = 10.2 keV로 함께 L 레벨의 _통신에서 전자로 채워진다. 특성 X 선 광자는 두 레벨 또는 59.3 keV의 차이와 동일한 에너지를 갖는다.

사실, 양극 재료는 특성 X 선 에너지의 숫자로 이끈다. 다양한 에너지 레벨들에서 전자 (K, L, 등)의 입자 포격 노크 될 수 있고, 공극은 에너지 수준의 다양한 충전 될 수 있기 때문에 일어난다. 공석의 L 레벨은 광자를 생성하고 그 에너지는 진단 영상에서 사용하기에 너무 작은 동안. 각 에너지 특성은 궤도를 나타내는 명칭이 부여되는 것을 특징으로 요구되는 전자 원을 도시 인덱스와 공석. 알파 (α)는 L 레벨에서 채우는 전자의 인덱스를 나타내고, 베타 (β)가 M 또는 N의 충전 레벨을 표시

• 스펙트럼 텅스텐. 금속의 방사 특성은 여러 개별 에너지 이루어진 선형 스펙트럼을 생성하고 제동 연속 분포를 생성한다. 각 특성의 에너지에 의해 생성 된 광자의 수는 공석 K 수준 충전 확률 궤도에 의존하는 것을 특징으로한다.
• 스펙트럼 몰리브덴. 17.9 keV의 19.5 keV로의 K-K에 베타 - 알파 : 유방에 사용되는 금속이 양극 두 충분히 강한 특성 X 선 에너지를 생산한다. 콘트라스트의 최적 균형있게 달성하는 X 선 관의 최적 범위 조사량 E를 _p = 20 keV로 달성 평균 가슴 사이즈를. 그러나 제동 복사는 더 많은 에너지를 생산하고 있습니다. 스펙트럼 이용 몰리브덴 필터의 불필요한 부분을 제거하기위한 유방 장비. 이 필터는 K-가장자리«의 원리로 작동합니다. " 이는 K 레벨 몰리브덴 원자에 결합 에너지를 초과하는 전자 방사선을 흡수한다.
• 로듐의 스펙트럼. 로듐은 원자 번호 45, 및 몰리브덴을 갖는다 - 42 따라서, 로듐 양극의 특성 X 선이 관통 몰리브덴 등의 것보다 약간 더 높은 에너지를 가질 것이다. 그것은 조밀 가슴 이미징에 사용됩니다.

이중 표면적, 몰리브덴, 로듐과 양극은 다른 크기와 밀도의 가슴에 최적화 된 분포를 선택하는 조작을 가능하게한다.

스펙트럼 KV의 효과

KV 값이 대단히 적은 경우 KV-K 에너지 준위 전자를 제조 할 수없는 것, 즉. K.을 방사 특성에 영향을 미친다. KV이 임계 값을 초과하면, 방사선 량의 차이와 상기 임계 KV 튜브 KV에 대체로 비례한다.

장치로부터 방출 된 X 선 빔의 광자의 에너지 스펙트럼은 여러 가지 요인에 의해 결정된다. 원칙적으로, 그것은 제동 복사 및 특성의 상호 작용으로 구성되어 있습니다.

스펙트럼의 상대적 조성은 애노드 재료, KV 필터에 의존한다. 텅스텐 애노드 발광 특성을 갖는 튜브에서 KV <69,5 keV로 형성되지 않는다. 진단 연구에서 사용 된 HF의 높은 값으로, 방사선 특성은 25 %의 총 방사선을 증가시킨다. 몰리브덴 장치는 총 발전 용량의 큰 부분에 도달 할 수있다.

능률

오직 전자에 의해 전달되는 에너지의 작은 부분은 방사선으로 변환된다. 주요 부분은 흡수되어 열로 변환된다. 제너럴 일렉트릭 애노드를 부여에서의 총 분획은 방사 전력으로 방사 효율이 정의된다. X 선관의 효율을 결정하는 요인은 전압 KV 및 원자 번호 (Z)는 다음의 대략적인 비율을 적용된다 :

• 효율 = KV의 Z의 X X ^10-6.

KV 효율 사이의 관계는 X 선 기기의 실제 사용에 대한 특정 효과를 갖는다. 때문에 튜브의 발열에 그들이 발산 할 수 전력의 수에 제한이 있습니다. 이것은 장치의 한계 용량에 부과한다. 열 중 하나가 크게 증가하여 KV 증가함에 따라, 그러나, 방사선의 양은 제조.

대부분의 장치는 텅스텐을 사용하기 때문에 양극의 구성에 X 선 발생의 효율성의 의존성은 학문적 관심이다. 예외가 유방 X 선 사진에 이용 몰리브덴 및 로듐이다. 이러한 장치의 효율성 때문에 낮은 원자 번호의 텅스텐 상당히 낮다.

유효성

효율 X 선 관이 장치를 통과 한 각 매스 전자의 초점 지점에서 1m의 거리에서 유효 빔의 중앙 지점에 전달 millirentgenah 조사량으로 정의된다. 이 값은 X 선 조사에 대전 된 입자들의 에너지로 변환하는 장치의 능력을 나타낸다. 그것은 당신이 환자의 노출, 스냅 샷을 확인할 수 있습니다. 효율성 장치의 효율 KV의 전압 파형, 음극 재료 및 필터 장치에 표면 손상의 정도 및 사용 시간 등 여러 가지 요인에 따라 달라진다.

KV-관리

전압 KV X 선관 효과적으로 방사 출력을 제어한다. 원칙적으로, 이는 출력이 KV의 제곱에 비례하는 것으로한다. KV 노출을 배로은 4 배 증가합니다.

파형

파형으로 인해 전력의 주기적 성질 KV 방사선의 생성 중에 시간에 따라 변화하는 방법을 설명한다. 중고 여러 가지 파형. 일반적인 원칙은 : KV 형상의 작은 변화가 상기 X 선 방사가 효율적으로 제조된다. 현대 장비는 상대적으로 일정 KV와 발전기를 사용했다.

X 선 튜브 : 제조사

옥스포드 인스트루먼트 회사는 유리, 전력 250 W로, 4-80 kV의 전위, 초점 스폿 10 미크론과 음극 활물질의 광범위한 t을 포함하는 다양한 디바이스를 제조한다. H.의 Ag, Au로, CO, CR, 구리, 철, 몰리브덴을 PD, Rh를, 티타늄, W.

바리는 의료 및 산업용 X 선 튜브의 400 개 이상의 서로 다른 유형을 제공합니다. 다른 공지 생산자 Kailong 등 Dunlee, GE, 필립스, 시마즈, 지멘스, 도시바 IAE, 항 Wandong이다.

러시아에서 X 선 튜브 "스베틀라나-X 선"을 생산했다. 회전 및 고정 양극 회사 전통적인 장치 외에 제어 냉 음극 광속의 장치를 생산하고있다. 다음 장치의 장점 :

• 연속 및 펄스 모드에서 작동;
• 관성 부재;
• LED 전류의 세기를 조절;
• 스펙트럼 퓨리티;
• 다양한 강도의 X 선 방사의 가능성.