射线检测设备与器材

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1、第二章射线检测设备与器材（一）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≥1Mev1、普通X射线机的分类：（1）按结构分①携带式X射线机：a管电压≤300KV电流≤5mAb结构简单，体积小、重量轻、适用高空和野外作业。②移动式X射线机：a管电压可达500KV电流较大可达数十mA（通常有两个焦点，对应大、小两个管电流）b结构复杂，体积和重量大、适用固定或半固定使用（2）按使用性能分①定向X射线机：·400左右圆锥角定向辐射、适用定向单张拍片。②周向X射线机：（平耙、锥耙）·3600周向辐射、适用环焊缝

2、周向曝光。管道爬行器。（3）按绝缘介质分·变压器油绝缘――主要在移动X射线机采用（一般用25号变压器油，2.5mm标准间隙测试，耐压50KV）·SF6气绝缘――主要在携带式X射线机采用（4）按频率分·工频（50－60Hz）――对应油绝缘X机·变频（300－800Hz）――对应气绝缘X机·恒频（约200Hz）――对应气绝缘X机·穿透能力：恒频＞变频＞工频（同管电压、管电流）2、携带式X射线机的技术进步（1）机头小型化、轻量化①用SF6SF6的特点是：a)重量很轻b)绝缘性能好：绝缘强度为变压器油3－5倍，压缩气体绝缘性能更好（机头内压力通常控制在0.34Mpa3.5Kg/

3、cm230以上），可有效缩小电器设备体积，但放电会产生白色的有毒的低氟化物。②提高频率：a)减轻高压包铁心重量由E=KfWBSSK-常数，E-感应电动势，f-频率，W-匝数，B-磁通量，S－铁芯面积,b)提高X射线的输出强度单位时间内处于峰值电压的时间增多。③用金属陶瓷管，阳极接地，管子尾部可伸到机筒外a)减小机头尺寸b)可安装风扇有利阳极冷却。④局部衬铅（2）提高自动化和可靠性（电脑操作系统）3、高能X射线机的分类（1）电子感应加速器（交变脉冲电流、电磁铁和激磁线圈、环形真空管、电子枪、X射线耙、真空泵）（2）电子直线加速器（磁控管－微波源、波导管、电子枪、X射线耙、

4、真空泵）（3）电子回旋加速器（高频交变电源、D型盒、电子枪、X射线耙、真空泵）二、X射线管1、X射线管的分类：（1）按外壳材料分为玻璃管和陶瓷管；（2）按射线辐射角分为定向管、周向管（锥耙和平耙：平耙散热效果好，拍片时焊缝投影倾斜变形，纵向裂纹可能漏捡。）（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、2、X射线管的结构（1）阴极：①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）②阴极头：作用――聚集电子材料――铜（2）阳极：①阳极靶：作用――接受高速电子的轰击，动能约1％转换为X射线（η=Ki

5、ZV），99％转化为热能。30材料――钨熔点高（33870C）原子序数大（Z=74）转换效率高，钼熔点（26000C）原子序数（Z=42）标识谱－软X射线②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）③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），如安装铍窗口（可透过更多的软X射线）（3）阳极的冷却方式：①辐射散热：阳极体尾部装散热片（或风扇）―――用于携带式X射线机②冲油冷却：阳极体为空腔←－循环油←―循环水――――用于移动式X射线机③旋转阳极冷却：阳极高速旋转――增加了散热面（相

6、当静止阳极靶的10倍电流）――用于大电流医疗用X射线机（几百毫安）（4）外壳①作用――保持真空度10－6～10－7mmHg(1.33×10－4～1.33×10－5Pa)②材料――耐高温的石英玻璃3、金属－陶瓷管①机械性能好――抗震性强，不会破碎②管内真空度高（10－8－10－9mmHg）――电性能好，寿命长（约为玻璃管的1.2倍）③陶瓷绝缘性能好――管子尺寸小于玻璃管（250KV以上的X管）④容易焊装铍窗口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。（2）阳极特性：·定

7、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。（实际应用中提高管电压、管电流略升）（3）X射线管的管电压30·定义――指峰值电压（KVp）表示·电工测量·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灯丝形状实际焦点有效焦点盘香形园焦点椭圆园螺管形螺管形长方长方正方·说明