第二章 射线检测设备及器材

射线检测

第二章 射线检测的设备和器材

第二章 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 第四节 射线胶片 射线照相的辅助器材

第一节

X射线机

一、X射线机的分类、特点及发展 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

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。 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)

(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)比利时ICM 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

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。 (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――圆焦点(盘香形);线焦点(螺管形) 阴极罩： 作用――聚集电子 材料――铜

定向X射线管的结构外壳 电子束 阴极 靶 阳极

X射线 X射线管结构示意图

周向锥靶X射线管的结构外壳 电子束 阴极 靶 阳极

X射线

X射线管结构示意图

周向平靶X射线管的结构外壳 电子束 阴极 靶 阳极

X射线 X射线管结构示意图

(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。 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) 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：――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 10 ~ 10 mmHg 材料―― 耐高温的石英玻璃或陶瓷 金属陶瓷管的优点：抗震性强，不易破碎；真空度高， 电性能好，管子寿命长；容易焊接铍窗口；对250Kv 以上的管子，尺寸可以比玻璃管小得多。 6 7

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

灯丝温度 阴极特性曲线

(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

管电压KV

阳极特性曲线

(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。 表示方法： 圆焦点――直径； 长方焦点――长×宽

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