X-ray borular kimi işləmək?

X-şüaları olunur X-ray tube baş fotonların üçün elektron enerji konvertasiya tərəfindən. Miqdarı (ifşa) və keyfiyyət (spektri) radiasiya alətin cari, gərginlik və zaman dəyişən düzəlişlər edilə bilər.

Əməliyyat prinsipi

X-ray borular (məqalədə verilmiş şəkil) enerji çeviriciləri var. sonuncu bir arzuolunmaz byproduct edir, radiasiya və istilik nüfuz - Onlar şəbəkə qəbul və digər formaları çevrilir. X-ray Bu fotonların istehsalı artırır və mümkün qədər tez istilik dissipates ki, belə boru cihaz.

bir cathode və anod - boru adətən iki əsas elementləri ibarət nisbətən sadə cihaz edir. cari anod üçün katod axır zaman, elektron X-şüaları nəsil gətirib çıxarır enerji, itirirlər.

anod

anod yüksək enerji fotonların emissiya istehsal orada bir komponenti var. Bu elektrik dövrəsinin müsbət qütb bağlı nisbətən böyük metal elementidir. Bu iki əsas funksiyaları vardır:

• Bu, X-ray radiasiya daxil elektron enerji çevirir
• Bu istilik dissipates.

anod üçün material bu funksiyaları artırmaq üçün seçilir.

İdeal, elektronların ən çox istilik daha yüksək enerji, fotonlar təşkil etməlidir. X-radiasiya (ÇNL) çevrilir ümumi enerji, nisbəti iki amildən asılıdır:

• anod maddi atom sayı (Z),
• elektron enerji.

atom nömrəsi anod istifadə volfram, bir material kimi ən x-ray borular böyük Z əlavə 74 bərabər, bu metal bunun üçün əlverişli etmək müəyyən digər xüsusiyyətlərinə malikdir. Volfram qızğın, yüksək ərimə nöqtəsi və aşağı buxarlanma dərəcəsi zaman gücünü qorumaq qabiliyyəti ilə unikaldır.

Uzun illərdir ki, anod saf volfram edilir. Son illərdə biz ancaq səthində, renium ilə bu metal ərintisi istifadə etməyə başladı. yüngül material, yaxşı istilik saxlama hazırlanmış volfram-renium örtük altında Self anod. İki cür maddələrin molibden və qrafit var.

mamografi üçün istifadə X-ray tube, molibden örtülmüş anod ilə edilir. Bu material sinə qeyd üçün uyğun xarakterik enerji ilə fotonlar yaradır aralıq atom sayı (Z = 42) var. Bəzi mamografi cihazlar da rodium (Z = 45) əmələ ikinci anod var. Bu mümkün enerji artırmaq və sıx döş üçün böyük nüfuz əldə edir.

saf volfram hazırlanmış anod vaxt səmərəliliyi cihazlar ilə səthə istilik zərər səbəbiylə azalır - volfram-renium xəlitəli istifadə uzunmüddətli radiasiya çıxış yaxşılaşdırır.

anod ən quşburun disklər forma var və X-şüaları emissiya zamanı nisbətən yüksək sürətlə onları qaytarır motor mil, müəyyən. fırlanma məqsədi - istilik aradan qaldırılması.

fokus spot

X-ray nəsil üzvü deyil bütün anod. Onun səthi kiçik bir sahədə baş verir - fokus spot. Dimensions son katod gələn elektron şüa ölçüsünü təyin etdi. Bunun əksəriyyəti var bir düzbucaqlı formalı 0.1-2 mm cihazlar ərzində dəyişir.

fokus spot müəyyən ölçüsü x-ray tube dizayn. bu kiçik, az hərəkət blur və ali itilik və nə yaxşı istilik israf, çoxdur.

Əlaqələndirici spot ölçüsü X-ray tube seçerken hesab etmək lazımdır ki, bir amildir. Manufacturers yüksək qətnamə və kiçik kifayət qədər radiasiya nail olmaq lazımdır kiçik fokus spot ilə cihazlar istehsal edir. Məsələn, mamografi kimi bədənin kiçik və incə parçaları öyrənilməsi tələb olunur.

böyük və kiçik, image təşkil qaydada operator tərəfindən seçilə bilər - X-ray tube əsasən iki ölçülü mərkəz ləkələr istehsal edir.

katod

katod əsas funksiyası - elektron yaratmaq və anod yönəlmiş bir şüa onları toplanması. Bu, ümumiyyətlə bir fincan formalı fasilə əlaqədar kiçik bir spiral tel (lif) ibarətdir.

dövrə keçən elektronların adətən dirijor tərk və pulsuz yer tərk edə bilməz. Onlar kifayət qədər enerji almaq Lakin, onlar bunu edə bilərsiniz. istilik emissiya kimi tanınan bir müddətdə istilik katod olan elektron xaric üçün istifadə olunur. bir evakuasiya x-ray tube təzyiq 10 ^-6 -10 çatdıqda Bu mümkün olur ^-7 Torr. Art. iplik cari therethrough keçən bir spiral lif lampa kimi eyni qaydada qızdırılır. İş cathode ray tube elektron oradan temperatur lüminessensiya kənar istilik enerji istilik ilə müşayiət olunur.

şar

anod və katod möhürlənmiş mənzil əks olunur - silindr. şar və onun məzmunu tez-tez məhdud həyat var və əvəz edilə bilər bir daxil, kimi istinad edilir. metal və keramika silindrlər bir applications üçün istifadə baxmayaraq x-ray tube ümumiyyətlə, bir şüşə ampul var.

əsas funksiyası konteyner və təcrid dəstəkləməkdir anod və katod olan və saxlanılması vakuum. 15 ° C evakuasiya x-ray tube təzyiq 1.2 × 10 ^-3 Pa. tank qaz olması elektrik yalnız elektron şüa şəklində sərbəst cihaz vasitəsilə axını imkan verir.

mənzil

X-ray tube aparat əlavə və digər komponentləri dəstəyi ilə yanaşı, bir qalxan orqanı kimi xidmət edir və pəncərədən keçən faydalı şüa istisna olmaqla, radiasiya udur belə ki. Onun nisbətən böyük xarici səth cihaz yaradılan istilik ən dissipates. shell və daxil arasında kosmik izolyasiya və soyutma yağ ilə doldurulur.

zəncir

elektrik circuit bir generator adlanır bir güc mənbəyi, telefon birləşdirir. Source şəbəkə powered və cari yönəltmək alternativ cari çevirir edir. generator da siz zəncir bəzi parametrləri tənzimləmək üçün imkan verir:

• KV - gərginlik və ya elektrik potensial;
• MA - Cari boru axır;
• S - müddəti və ya ifşa vaxt, ikinci fraksiyaları.

circuit elektronların hərəkəti təmin edir. Onlar generator keçən enerji ilə hesablanır və anod vermək olunur. onların hərəkəti iki dəyişikliklər baş verir:

• elektrik potensial enerji kinetik enerji çevrilir;
• kinetik, öz növbəsində, X-ray radiasiya və istilik çevrilir.

potensial

elektron şarın gəldiyi zaman, onlar anod və katod arasında KV gərginlik miqdarı ilə müəyyən edilir potensial elektrik enerji vardır. X-ray tube hər hissəcik 1 Kev olmalıdır 1 KV yaratmaq üçün bir gərginlik əməliyyat edildi. KV düzəliş, operator hər elektron enerji müəyyən məbləği verir.

kinetika

bir evakuasiya x-ray tube aşağı təzyiq emissiya və anod üçün katod yayılan thermionic elektrik güc təsiri altında hissəciklər verir (15 ° C 10 ^-6 -10 ^-7 Torr. V. deyil). Bu qüvvə artan sürəti və kinetik enerji və potensial enən, nəticədə onları sürətləndirir. bir hissəcik anod torpaqları, onun potensial itirilmiş və onun enerji bütün kinetik enerji çevrilir. 100 Kev elektron yarım sürət böyük çatır işıq sürəti. hissəcik səthi təəccüblü çox tez aşağı yavaşlatan və kinetik enerji itirmək olunur. O, X-şüaları və ya istilik çevrilir.

Elektronlar anod maddi fərdi atomları ilə əlaqə minir. Radiasiya orbitals (X-ray fotonlar) ilə qarşılıqlı tərəfindən və əsas (bremsstrahlung) ilə.

məcburi enerji

bir atom hər elektron sonuncu ölçüsü və hissəcik yerləşir olan səviyyəsindən asılıdır müəyyən məcburi enerji var. məcburi enerji xarakterik X-şüalarının nəsil mühüm rol oynayır və bir atom bir elektron aradan qaldırılması üçün tələb olunur.

bremsstrahlung

Bremsstrahlung fotonların ən çox istehsal edir. elektronlar anod maddi nüfuz və nüvə yaxın uzanan, deflected və qravitasiya qüvvəsi atom decelerated. Bu görüş zamanı itirilmiş enerji X-ray foton şəklində görünür.

sıra

Yalnız bir neçə fotonlar elektron enerji enerji yaxın var. Onların əksəriyyəti aşağıdır. əsas ətraf yer və ya sahə, buradakı elektron təcrübə güc olduğunu daşımır "inhibe." Bu sahədə zonaya bölmək olar. Bu mərkəzdə hədəf atom sahəsində əsas bir görünüşü verir. hədəf hər hansı düşən Elektron decelerated və X-ray foton yaradır olunur. mərkəzinə yaxın düşmək Particles ən məruz qalır və buna görə də çox yüksək enerji, fotonlar istehsal, ən enerji itirirlər. Elektronlar bir yaşanır xarici zonasına daxil zəif qarşılıqlı və aşağı enerji, fotonlar yaratmaq. sahəsində baxmayaraq nüvə məsafə asılı olaraq müxtəlif sahəsi var ki, eyni eni var. zonasında hissəciklər hadisə sayı, onun ümumi sahəsi asılı olduğundan, xarici sahə daha elektron tutmaq və daha fotonların səbəb ki, aydındır. enerji X-ray spektri bu model ilə proqnozlaşdırıla bilər.

E _max elektronların müvafiq E _max fotonlar əsas bremsstrahlung spektri. Bu baxımdan Aşağıda ilə foton enerji azalması onların sayı artır.

aşağı enerji fotonların bir sıra udulmuş və ya onlar anod boru və ya qutu filter səthində keçmək üçün cəhd kimi, süzülür. Filtering şüa keçdiyi maddi tərkibi və qalınlığı adətən asılıdır və bu aşağı enerji spektri əyri final formada müəyyən edir.

təsir KV

spektrinin yüksək enerji hissəsi kV (kilovolt) gərginlik x-ray borular müəyyən edir. Bu anod çatan elektronların enerji müəyyən çünki bu, və foton daha potensial böyük ola bilməz. hər hansı bir gərginlik davam X-ray tube Under? maksimum foton enerji maksimum tətbiq potensialı uyğundur. Bu gərginlik səbəbiylə alternativ cari şəbəkə ifşa ərzində dəyişə bilər. Bu halda, E _max pik gərginlik foton rəqs müddəti KV _p tərəfindən _müəyyən.

Əlavə potensial Quanta, KV _p anod çatan elektronların bir sıra tərəfindən radiasiya məbləği müəyyən edir. bremsstrahlung radiasiya ümumi səmərəliliyi KV _p müəyyən edilir hadisə elektron enerji artır, artır _ildən, bu KV _p cihaz səmərəliliyinin təsir ki, nəzərdə tutur.

KV _{p dəyişdirilməsi,} adətən spektri dəyişdirmək. enerji əyri altında ümumi sahəsi fotonların sayı təmsil edir. Filter spektri bir üçbucaq və kvadrat KV nisbətdə radiasiya məbləği. filter iştirakı da süzülür radiasiya faizi azaldır fotonların KV artım penetration, artırır. Bu artmışdır radiasiya gəlir gətirib çıxarır.

xarakterik radiasiya

xarakterik radiasiya yaradır qarşılıqlı növü orbital elektron yüksək sürətli toqquşma ibarətdir. hissəcik bir hissəsi E bir atom məcburi enerji daha çox zaman qarşılıqlı yalnız baş verə bilər. Bu vəziyyət görüşüb və bir toqquşma elektron həyata sökülür ki, var. Bu hissəcik yüksək enerji səviyyəsi ilə dolu açıq mövqe, yaradır. biz hərəkət kimi elektron X-ray foton şəklində yaydığı enerji verir. E anod edilir olan foton xarakterik kimyəvi element çünki bu, xarakterik radiasiya adlanır. Məsələn, E = 69.5 kev elektron sökülür K volfram qat _{bağlantısı} vakansiya E = 10.2 kev L-səviyyəli _rabitə bir elektron ilə doldurulur. Xarakterik X-ray foton iki səviyyədə, ya 59,3 keV arasındakı fərqə bərabər enerji var.

Əslində, anod maddi xarakterik X-ray enerji bir sıra gətirib çıxarır. müxtəlif enerji səviyyələrdə elektronların (K, L, və s.) hissəciklər bombarding sökülür bilər və vakansiyalar enerji səviyyəsi bir sıra ilə dolu ola bilər, çünki bu baş verir. vakansiyalar L-səviyyəli fotonlar yaradır və onların enerji diaqnostik views istifadə üçün çox kiçik olsa da. Hər xarakterik enerji, orbital göstərir təyin verilir orada tələb elektron mənbə göstərir ki, bir göstəricisi ilə vakansiya. alpha (α) L-səviyyəsindən doldurulması elektron indeksi bildirir, və beta (β) M və ya N. doldurulması səviyyəsini göstərir

• Spectrum volfram. metal xarakterik radiasiya neçə diskret enerji ibarət xətti spektri istehsal və əyləc davamlı paylanması yaradır. hər xarakterik enerji yaratdığı fotonların sayı vakansiya K-səviyyəsi doldurulması ehtimalı orbital asılıdır xarakterizə.
• Spectrum molibden. 17,9 keV və 19,5 keV K-beta at K-alpha: mamografi üçün istifadə bu metal anodlar, iki kifayət qədər güclü xarakterik x-ray enerji istehsal edir. kontrast və arasında ən yaxşı balans nail olmaq üçün imkan verir ki, X-ray borular optimal sıra şüalanma doza E _p = 20 keV əldə orta döş ölçüsü. Lakin Bremsstrahlung daha çox enerji istehsal edir. spektri istifadə molibden filter istenmeyen hissələri aradan qaldırılması üçün mamografi avadanlıq. filter K-kənarında "prinsipi üzərində işləyir." Bu K-səviyyəli molibden atom enerji məcburi artıq elektron radiasiya udur.
• rodium spektri. Rodium atom sayı 45, və molibden var - 42. Buna görə də, rodium anod xarakterik X-şüaları molibden və daha nüfuz daha bir az daha yüksək enerji var. Bu sıx döş views üçün istifadə olunur.

ikiqat sahələrində səthi, molibden, rodium anodlar, müxtəlif ölçülü və sıxlığı döş üçün optimize bir distribution seçin operator imkan verir.

spektri KV təsiri

KV dəyəri çox It əgər daha az KV K-enerji səviyyəsi elektron istehsal olmayacaq, yəni. K. xarakterik radiasiya təsir göstərir. KV bu eşik dəyərindən artıq olduqda, radiasiya məbləği fərq və eşik KV boru KV ümumiyyətlə mütənasibdir.

cihaz yayılan X-ray şüa fotonların enerjisi spektri bir sıra amillər tərəfindən müəyyən edilir. Bir qayda olaraq, bu bremsstrahlung və xarakterik qarşılıqlı ibarətdir.

spektrinin nisbi tərkibi anod maddi, KV və filter asılıdır. bir volfram anod emissiya xarakterik olan boru KV <69,5 keV formalaşır deyil. diaqnostik tədqiqatlar istifadə HF ali dəyərləri də, xarakterik radiasiya 25% ümumi radiasiya artırır. molibden cihazlar bu ümumi generasiya gücü böyük bir hissəsini çata bilər.

səmərəlilik

Yalnız elektron təslim enerji kiçik bir hissəsi radiasiya çevrilir. əsas fraksiya sorulur və istilik çevrilir. general elektrik anod qazandırdığı olan cəmi fraksiyası güc radiated kimi radiasiya səmərəliliyi müəyyən edilir. X-ray tube səmərəliliyini müəyyən amillər gərginlik KV və atom nömrəsi Z. aşağıdakı təxmini nisbəti tətbiq edilir:

• Efficiency = KV x Z x 10 ^-6.

səmərəliliyi və KV arasında X-ray avadanlıq praktiki istifadəsi üzrə xüsusi təsiri var. Due boru istilik nəsil onlar dağıtmaq bilər elektrik enerjisi sayı bir limit var. Bu cihaz limit gücü qoyur. istilik bir xeyli artırır tərəfindən KV artan ilə, lakin, radiasiya məbləği istehsal.

ən cihazlar volfram istifadə çünki anod tərkibində X-ray nəsil səmərəliliyinin asılılığı yalnız akademik maraq doğurur. An istisna mammogram istifadə molibden və rodium edir. bu cihazların səmərəliliyi onların aşağı atom sayı volfram üçün xeyli aşağıdır.

effektivlik

Efficiency X-ray tube cihaz keçən hər 1 mAs elektronlar üçün mərkəz yerdən 1 m məsafədə faydalı şüa mərkəzində bir nöqtəyə çatdırılır millirentgenah şüalanma məbləği kimi müəyyən edilir. Onun dəyəri X-ray radiasiya ittiham hissəciklər enerji çevirmək üçün cihaz qabiliyyətini təmsil edir. Bu xəstə ifşa və snapshot müəyyən etməyə imkan verir. səmərəliliyi kimi, cihaz səmərəliliyi KV, gərginlik dalğa forması, anod maddi filter cihaz səthi zərər dərəcəsi və istifadə vaxt, o cümlədən bir sıra amillər asılıdır.

KV-idarə

Voltage KV X-ray tube səmərəli çıxış radiasiya nəzarət edir. Bir qayda olaraq, çıxış KV kvadrat mütənasib olduğu güman edilir. KV ifşa misli 4 dəfə artırır.

waveform

waveform görə hakimiyyəti tsiklik təbiətə KV radiasiya nəsil zamanı dəyişir metodu təsvir edir. Used müxtəlif waveforms. ümumi prinsipi: forma KV kiçik dəyişiklik, X-ray radiasiya səmərəli istehsal olunur. müasir avadanlıq nisbətən sabit KV ilə generatorları istifadə olunur.

X-ray borular: Manufacturers

Oxford Instruments Company şüşə hakimiyyətə 250 W, 4-80 kV potensialı, fokus spot 10 mikron və anod materiallar geniş t daxil olmaqla, müxtəlif cihazlar istehsal edir. H. Ag, Au, Co, Cr, Cu, Fe, Mo, Pd, Rh, Ti, W.

Varian tibb və sənaye X-ray borular 400-dən çox müxtəlif növ edir. Digər tanınmış istehsalçıları Kailong et al Dunlee, GE, Philips, Shimadzu, Siemens, Toshiba, IAE, Hangzhou Wandong var.

Rusiyada X-ray borular "Svetlana-rentgen" istehsal. fırlanan və stasionar anod şirkəti ilə ənənəvi cihazlar əlavə nəzarət soyuq katod işıq seli qurğu istehsal edir. Aşağıdakı cihazlar üstünlükləri:

• davamlı və pulse rejimdə işləyə;
• ətalət olmaması;
• cari LED intensivliyi tənzimlənməsi;
• spektri təmizlik;
• intensivliyi müxtəlif X-ray radiasiya imkanı.