什么是X射线设备?

X射线设备通常分为三种电压类别:

  1. 最高320 kV,主要用于间断的、可移动的工作。这类设备的管子通常是单极交流类型。由于绝缘问题,这种设备很难使用更高的电压。
  2. 最高450 kV,主要用于连续、固定或半可移动工作,由于其尺寸大、操作性有限且重量较重,这些设备的管子是双极直流类型。
  3. 最高10 MeV,被称为Megavolt设备。这种设备几乎仅用于固定工作。

前两类适用于对大多数常见物体的放射线摄影。但是,对于极厚的物体,需要超过450 kV的能量。在这种情况下,如果其他放射源如钴60不合适,就会使用Megavolt设备。这通常涉及到大型、重型的固定设备。近年来,也出现了适用于使用的便携式版本。

X射线管类型:

根据阳极的形状,X射线管会产生:

  1. 单向辐射束(定向管)
  2. 环形辐射束(全景管)

X射线管分为单极和双极。

双极管:

图1a-5展示了一个双极管。双极管的优点是其阳极和阴极相对于地面的电势差都等于管电压的一半,这在绝缘方面非常有帮助。出口窗口必须位于管的中间。双极管通常使用直流操作,并且通常是通过空气、油或水冷却。它们的设计电压为100至450 kV,管电流最大为20 mA。

单极管:

在这些(较短)管中,如图1b-5所示,阳极保持在地电势,而阴极只有一个相对于地面的电势差。这使得阳极冷却变得简单。这也意味着对于低/中千伏设备,通常用于移动应用的最大约300 kV,一个简单的高压电源即可满足要求。辐射窗口被放置在非对称位置,这在实践中可能是有利的。

特殊类型的X射线管:

如图1c-5所示,带有长空心阳极的单极X射线管通常被称为“杆阳极管”,可以插入管或容器中。这些管产生360º的环形(全景)束,因此可以在一次曝光中对整个周长的焊缝进行放射线摄影。图2-5显示了一个(360º)全景管的圆锥形阳极,可以从中心均匀地对周长焊缝进行放射线摄影。使用此阳极时,电子束的轴线必须以使生成的X射线束垂直于管的纵轴的方式击中锥顶。注意:定制形状的阳极使生成的X射线束不垂直(倾斜)于管的中心线的情况(在过去是可以接受的),在需要按官方标准执行工作时不再被允许。

还有一些全景管,其中的电子束通过磁透镜或静电透镜(Wehnelt)聚焦到一个扩展的长度,以产生非常小的焦点大小。这些套件被称为微焦点杆阳极管,其可以实现小于10微米的焦点大小。由于阳极可能因过热而受到相对容易的损坏,因此阳极通常是可互换的。这需要一个单独的真空单元来恢复更换后的真空。这种构造的优点是,可以使用不同类型的阳极,获得不同的辐射模式,以适应特殊应用。这些管的最大能量水平通常低于150 kV。但是,也有150 kV的微焦点管,它们的阳极是固定的,用于放大或扫描,参见有关图像放大技术的部分。使用这些管时,由于非可互换阳极的热散发限制,必须保持低管电流。

用于塑料和铝的放射线摄影的一些X射线管配备了铍窗,以允许在5至45 kV的较低管电压下产生的较软辐射通过。

1a-5:Bipolar tube: 双极管
Directional X-ray beam:定向X射线束
1b-5 Unipolar tube: 单极管
2c-5 Hollow anode tube giving annular(panoramic)beam: 空心阳极管给予环形(全景)光束
Fig.1-5. —X-ray tubes A=position of target: X射线管 A=目标位置
Panoramic X-ray beam: 全景X射线束
Anode: 阳极
X-ray: X射线
Electron beam: 电子束
Cathode: 阴极
Filament: 灯丝
Fig.2-5. Anode configuration for an annular panoramic tube: 图2-5 环形全景管的阳极配置