第二章射线检测讲义设备及器材

阴极
电子束
外壳 靶
阳极
X射线管结构示意图
X射线
周向锥靶X射线管的结构
阴极
外壳 电子束
靶
阳极
X射线管结构示意图
X射线
周向平靶X射线管的结构
阴极
外壳 电子束
靶
阳极
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X射线管结构示意图
X射线
（2）阳极：由阳极靶、阳极体和阳极罩组成 阳极靶：
• 作用――接受高速电子的轰击，动能约1％转换为X射线 （产生效率η=KiZV），99％转化为热能。
（7）X射线管的寿命 定义:X射线管辐射剂量率降为初始值的80％的时限（由 于灯丝发射电子的能力降低）。 玻璃管 寿命~400小时 陶瓷管 寿命~1000小时 比利时ICMX光管的寿命达8000小时以上。
辐射剂量率
E0 80%E0
寿命T
时间（小时）
延长X射线管使用寿命的有效措施： （1）、送高压前灯丝预热活化 （2）、尽量避免长时间满负荷使用，最高管
表示方法： 园焦点――直径； 长方焦点――长×宽
X射线管的焦点：
（5）辐射场强度的分布 阴极侧强度比阳极侧强，30 °辐射角最强。
阴极侧软射线成分多，照相黑度和阳极侧差不多。
40 ° 30 ° 20 ° 10 ° 0 ° 95 104 100 80 31
角度 相对强度
不同角度上X射线的强度分布
（6）X射线管的真空度
精品
第二章射线检测设备及器材
第一章 射线检测设备及器材
• 第一节 X射线机 • 第二节 γ射线机 • 第三节 射线胶片 • 第四节 射线照相的辅助器材
第一节 X射线机
• 一、X射线机的分类和发展 • 二、X射线管 • 三、X射线机的电器原理 • 四、X射线机的使用注意事项
• 第一节 X射线机
• 一、X射线机的分类和发展 • X射线按能量高低分为： • ·普通X射线机――管电压≤500KV； • ·高能X射线机――能量≥1Mev
电压控制在90％以内 （3）、使用中保证阳极及时冷却，如采用1：
• 材料――钨 熔点高（3387 °C） 原子序数大（Z=74）转 换效率高，钼熔点（2600 ° C） 原子序数（Z=42） 标识 谱－软X射线（利用的是它的标识谱）
阳极体：
• 作用――支撑靶面、传送靶上的热量。 • 材料――无氧铜（导热率高）
阳极罩：
• 作用――吸收‘散乱射线’和‘二次电子’（轰击阳极靶 产生）
• 1、普通X射线机的分类： （1）按结构分
携带式X射线机：管电压≤300KV 电流≤5mA 结构简单，体积小、重量轻、适用高空和野外 作业。
移动式X射线机： 管电压可达500KV 电流较大可达数十mA 结构复杂，体积和重量大、适用固定或半固定 使用
（2）按辐射场分 定向X射线机：40°左右圆锥角定向辐射、 适用定向单张拍片。
• （3）按特殊使用性能分为微焦点管、棒阳极管、 软X射线管、脉冲X射线管、旋转阳极X射线管。
• 2、X射线管的结构 （1）阴极：由灯丝和阴极罩组成
灯丝： 作用――发射电子 材料――钨丝（发射效率高，不易损坏） 形状――园焦点（盘香形）；线焦点（螺管形）
阴极罩： 作用――聚集电子 材料――铜
定向X射线管的结构
• 4、X射线管的技术性能 （1）阴极特性：
定义：灯丝温度与管电流（饱和电流密度）的关系 特点：管电流随灯丝温度升高（发射电子的数量增多）而 增大。
管电流
阴极特性曲线
灯丝温度
（2）阳极特性：
定义：管电压与管电流的关系 特点：由于X射线管工作在饱和区，因此要改变管电流只 有改变灯丝的加热电流（即灯丝温度或灯丝两端的电压） 结论：X射线管的管电压和管电流可以独立进行调节
管电流mA
5A灯丝电流
3A灯丝电流
阳极特性曲线
管电压KV
（3）X射线管的管电压 定义――指峰值电压（KVp）表示 特点――穿透能力与管电压有近似直线关系
（4）X射线管的焦点 实际焦点――阳极靶被电子轰击的部分（焦点大， 散热好；焦点小，几何不清析度高。） 有效焦点――实际焦点垂直于管轴线上的正投影 说明书描述的是有效焦点。
（4）按工作频率分 • 工频（50－60Hz）―― 油绝缘X机 • 变频（170－400 Hz）―― 气绝缘X机 • 恒频（约200 Hz）―― 气绝缘X机 • 高频 （1～100KHZ） • 恒压 比利时ICM 德国依克斯朗 • 穿透能力：恒压 ＞高频 ＞变频、恒频>工频
（同管电压、管电流）
• 2、携带式X射线机的历史和发展方向 历史：… 发展方向： （1）机头小型化、轻量化 （2）向高频、恒压方向发展
106 ~107mmHg
训机目的：提高X管真空度，稳定工作。
训机方法：低mA ；从低KV逐渐升到高KV.
为什么训机能提高真空度？
X射线管工作时管内存在吸气和放气两个过程，一 是，高速运动的电子与X光管内的空气分子碰撞，使其 电离，电离形成的正、负离子在加速电场中分别向阴 阳极移动而被吸收，称为吸气过程；另一过程是，随 着温度的提高，管子内壁吸附的气体被逐步地释放出 来，称为放气过程。吸气过程使真空度提高，放气过 程使真空度降低，当两个过程达到平衡时，就决定了X 管的真空度。
周向X射线机：（平靶、锥靶） 360 °周向辐射、适用环焊缝周向曝光。
定向玻璃
定向陶瓷
周向X射线机
周向平靶
周向锥靶
（3）按绝缘介质分
油绝缘――主要在移动X射线机采用（一般 用25号或45号（指凝结温度25度）变压器 油，2.5mm标准间隙测试，耐 压50KV
气绝缘――主要在携带式X射线机采用(用 高纯度、压力在0.34～0.5Mpa SF6气体)
• 材料――通常用钢、钨（提高吸收散乱射线效率），安装 铍窗口（可透过更多的软X射线）
（3）阳极的冷却方式： 辐射散热加强制风冷：――用于携带式X射线机 冲油冷却：用于移动式X射线机 旋转阳极冷却――用于大电流医疗用X射线机
（4）外壳 作用――保持真空度 106 ~107mmHg 材料―― 耐高温的石英玻璃或陶瓷
• 3、高能X射线机的分类 • （1）电子感应加速器 • （2）电子直线加速器 • （3）电子回旋加速器
• 二、X射线管 • 1、X射线管的分类： • （1）按外壳材料分：玻璃管和陶瓷管； • （2）按射线辐射场分：
定向管（定向玻璃管、定向陶瓷管）
周向管（锥靶和平靶）
平靶散热效果好，拍片时焊缝投影倾斜，纵向 裂纹可能漏检。