Меню

При каком напряжении работает рентгеновская трубка если самые жесткие лучи

При каком напряжении работает рентгеновская трубка если самые жесткие лучи

Под рентгенографией жестким излучением понимается производство снимков при напряжении на трубке свыше 100 кв.
В соответствии с диапазоном применяемого при рентгенографии напряжения технику производства снимков можно разделить (по жесткости излучения) на четыре вида: 1) мягким излучением при напряжении до 50—60 кв; 2) обычным излучением при напряжении от 50—60 кв до 95—100 кв; 3) жестким излучением при напряжении от 100 до 300 /се; 4) сверхжестким излучением при напряжении, превышающем 1000 кв.

Рентгенография жестким излучением, производимая при напряжении от 100 до 300 кв, подразделяется на две ступени: а) средней ступени при напряжении от 100 до 160 кв и б) высокой ступени при напряжении от 200 до 300 кв.

За последние десять лет освоена и получила широкое практическое применение методика рентгенографии жестким излучением средней ступени при напряжении от 100 до 160 кв. Для этого рентгеновские аппараты современной конструкции изготовляются так, чтобы на них можно было производить рентгенографию при напряжении от 40 до 150 кв, т. е. обычным излучением и жестким излучением среднем ступени. Рентгенография жестким излучением высокой ступени при напряжении 200—300 кв и сверхжестким излучением при напряжении, превышающем 1000 кв, пока еще не вышла за пределы эксперимента и производится только в лабораторных условиях.

Преимущества производства рентгеновских снимков жестким излучением говорят сами за себя, если исходить из зависимости оптической плотности почернения рентгеновской пленки и требующих для этого экспозиционных величин, т. е. напряжения, величины тока, выдержки. Эта зависимость выражается формулой 4
D = kiUpt,

D — оптическая плотность почернения рентгеновской пленки; k — коэффициент пропорциональности; i — величина анодного тока в ма; V — напряжение на рентгеновской трубке в кв; р — показатель степени, величина которой, в зависимости от напряжения, колеблется от 3 до 5; t — выдержка в секундах.

Из приведенной формулы видно, что почернение рентгеновской пленки имеет прямую зависимость от величины тока, выдержки и степени, в которую возводится числовое значение напряжения. Очевидно, что интенсивность рентгеновского излучения на уровне пленки в большей степени зависит не от величины тока или выдержки, а от напряжения. Например, при увеличении тока в 2 раза, при всех прочих равных величинах, интенсивность рентгеновского излучения на уровне пленки будет также двойной. Если же повысить напряжение на рентгеновской трубке в 2 раза, то интенсивность рентгеновского излучения на уровне лленки увеличится не в 2, а в 32 раза. В целях получения одинаковой плотности почернения рентгеновской пленки при повышении напряжения на рентгеновской трубке надо уменьшать величину тока или сокращать выдержку.

рентгенография

Из указанной зависимости можно видеть все преимущества рентгенографии жестким излучением:
1) Значительное сокращение выдержки. При сокращении выдержки уменьшается динамическая нерезкость, в результате чего при рентгенографии движущихся органов рентгеновское изображение, с технической точки зрения, получается более высокого качества.

Читайте также:  Тиристорные стабилизаторы напряжения рейтинг

2) Уменьшение дозы рентгеновского излучения, воспринимаемой кожей и внутренними органами больного. Кроме того, доза рентгеновского излучения может быть еще больше уменьшена путем более усиленной фильтрации излучения.

3) В связи с уменьшением дозы рентгеновского излучения, воспринимаемой внутренними органами и кожей больного (за счет повышения проникающей способности рентгеновского излучения) , появляется возможность увеличения количества снимков.

Это преимущество, по сравнению с рентгенографией обычным излучением, приобретает особое значение при производстве скоростных серийных снимков (за счет сокращения выдержки). Уменьшение дозы рентгеновского излучения происходит не только при скоростной серийной рентгенографии, но и при необходимости исследований в гинекологии и акушерстве, при исследовании объемных частей тела человека, при производстве контактных снимков, при рентгенографии с непосредственным увеличением изображения, при флюорографии (за счет повышения проникающей способности рентгеновского излучения)

4) В связи со значительным уменьшением экспозиции снижается нагрузка, особенно тепловая, на рентгеновской трубке, в результате чего увеличивается ее срок эксплуатации.

5) В связи с уменьшением нагрузки на рентгеновской трубке снижается нагрузка на питающую электрическую сеть, в результате чего снижается потребление электрической энергии.

6) Большая проникающая способность жесткого излучения облегчает получение качественных снимков частей тела человека большого объема, позволяет использовать менее чувствительную рентгеновскую пленку Рентгенография жестким излучением выгодна при исследовании беременных женщин, тучных больных, а также при исследовании в боковых и косых проекциях.

7) Благодаря большой проникающей способности жесткого излучения изображения на снимке мягких и плотных тканей, тонких и толстых участков объекта выравниваются и прорабатываются одинаково подробно; снимок получается более богатым отдельными деталями исследуемого объекта по всей его толщине и во всех его частях.

8) При работе жестким излучением отпадает необходимость в использовании мощных рентгеновских аппаратов. Поэтому рентгеновские аппараты, предназначенные для рентгенографии жестким излучением, изготовляются небольших мощностей, что, в свою очередь, дает возможность использовать трубки с малой величиной фокуса. Применением рентгеновской трубки с малой величиной фокуса практически сводится на нет влияние на качество изображения геометрической нерезкости, в результате чего значительно улучшается различимость мелких деталей на рентгеновском снимке.

С применением малофокусной трубки нерезкость от объектива флюорографа также перестает играть роль в суммарной нерезкости. Следовательно, качество флюорографического и обычного рентгеновского изображения становится зависимым только от нерезкости флюорографического экрана, пленки и усиливающих экранов.

9) С повышением напряжения на рентгеновской трубке возрастает эффективность усиливающих экранов, в результате чего имеется возможность применять мелкозернистые экраны с небольшим фактором усиления без значительного увеличения выдержки.

— Вернуться в оглавление раздела «Лучевая медицина»

Источник

Рентгеновская трубка

Схема рентгеновской трубки

Назначением рентгеновской трубки является генерация рентгеновских лучей. По сути своей она является двухэлектродным электровакуумным прибором — диодом.

Читайте также:  При каком напряжении передается электрическая энергия

Существуют разные конструкции рентгеновских трубок, но почти все они имеют типовую электронную схему. В классическом исполнении трубка представляет собой стеклянную колбу определённой формы, в которую впаяны металлические электроды: катод и анод.

Катодом служит вольфрамовая спираль, подключённая к накальной цепи источника тока и заключённая в фокусирующее устройство, которое и формирует поток электронов.

Анод выполняется из меди и делается достаточно массивным для обеспечения хорошего теплообмена. Та часть анода, которая обращена к катоду, имеет косой срез под острым углом 45° – 70°. В центре скошенного среза закрепляется вольфрамовая мишень с фокусным пятном анода, на которой происходит генерация рентгеновского излучения.

Процесс генерации рентгеновского излучения.

При включении тока накала спираль катода разогревается, при этом вокруг неё образуется облако свободных электронов; чем больше напряжение, тем выше температура нагрева, тем плотнее облако.

При подаче на электроды трубки высокого напряжения — порядка десятков и сотен киловольт — проявляется свойство разноимённых зарядов притягиваться друг к другу. В результате отрицательно заряженные электроны с большой скоростью устремляются к положительному аноду. Чем выше анодное напряжение, тем больше скорость электронного пучка.

Достигнув фокусного пятна, электроны резко тормозятся на нём, и их кинетическая энергия преобразуется в «лучи торможения», что и является рентгеновским излучением. На данное явление впервые обратил внимание немецкий учёный В. К. Рентген в результате эксперимента.

Изобретение рентгена датируется 8 ноября 1895 года, когда В. К. Рентген, проводя опыты с катодной трубкой, случайно обнаружил таинственные лучи, которые он назвал X-лучами. В том же году им была создана первая в мире газовая трубка ионного типа. Впоследствии трубки, генерирующие X-лучи, и сами лучи назвали в честь учёного — рентгеновскими.

Типы рентгеновских трубок

К настоящему времени разработано большое количество видов рентгеновских трубок в соответствии с условиями их эксплуатации. Они различаются:

  • по типу получения электронной эмиссии — с подогреваемым или холодным катодом;
  • по типу излучения — непрерывное или импульсное;
  • по способу охлаждения анода — воздушное, масляное, водяное;
  • по типу анода — вращающийся или неподвижный;
  • по конструкции баллона — стеклянные или металлокерамические;
  • по размерам фокусного пятна и другим параметрам.

Применение

Рентгеновские трубки широко применяются:

  • в средствах неразрушающего радиографического контроля — дефектоскопия.
  • в научных исследованиях — структурный анализ, спектральный анализ;
  • в медицине — диагностика, рентгенотерапия;
  • в рентгеновской микроскопии;
  • в микро рентгенографии;

Источник



При каком напряжении работает рентгеновская трубка если самые жесткие лучи

Рентгентрубка

15.06.2017

Рентгеновская трубка

Как работает рентгеновская трубка?

Рентгеновская трубка

При соприкосновении разогнанных до высокой скорости электронов с любым веществом образуются фотоны электромагнитного излучения. В результате взаимодействия электронов с металлом высокого атомарного веса образуется рентгеновское излучение.

Читайте также:  Какими средствами пожаротушения не допускается тушить электроустановки под напряжением ответ

Для получения рентгеновских лучей используется рентгеновская трубка. Она состоит из катода и анода в стеклянной колбе с вакуумом.

Рентгеновская трубка с неподвижным анодом

Нить накала катода при включении тока создает облако электронов (- заряд), которые отталкиваются от катода (- заряд). Направление электронам задает фокусирующая чашка. Электроны (- заряд) устремляются к аноду (+ заряд). При торможении электронов в материале анода возникает выделение тепла (99% энергии) и рентген (1% энергии).

Фокусирующая чашка на катоде рентгновской трубки

Катод (- заряд)

Катод (- заряд) содержит вольфрамовую нить, скрученную в виде спирали около 1 мм диаметром и 10-15 мм длиной.

Нить закреплена в фокусирующей чашке, отстоящей на 2,5 см от анода (- заряд).

В современных рентгеновских трубках имеется малая нить для формирования малого фокусного пятна и большая нить для формирования большого фокусного пятна.

Работа рентгеновской трубки похожа на обычную лампу накаливания. В лампе подается электрический ток на спираль, которая сильно нагревается и начинает испускать свет и тепло. Только вольфрамовая спираль в рентгеновской трубке испускает еще электроны. Чем больше температура нити, тем большее количество электронов образуется у катода.

Анод (+ заряд)

Анод (+ заряд) может быть неподвижным и вращающимся.

Неподвижный анод используется в мобильных и стоматологических рентгенаппаратах, где не требуется делать много снимков за небольшое количество времени.

Подвижный анод делается в стационарных рентгеновских аппаратах, где планируется делать много рентгеновских снимков и требуется постоянно охлаждать анод.

Неподвижный анод – это обычно медный стержень, на котором закреплена вольфрамовая пластинка. Пластинка является мишенью для электронов. Размеры мишени 10х10 или 15х15 мм, толщина 3 мм.

Вольфрам плавится при температуре 3400 С и устойчив к перегреву. У вольфрама высокий атомарный номер по таблице Менделеева (74), поэтому он испускает большое количество рентгеновских лучей.

Место, куда ударяются электроны, называется действительным фокусным пятном. Именно отсюда генерируются рентгеновские лучи.

В маммографах и С-дугах используются мишени из молибдена для получения мягкого рентгеновского излучения 28-32 киловольтов и больших значений миллиампер-секунд.

Генерирование рентгеновского излучения.

При включении рентгеновского аппарата высокое напряжение в рентгеновской трубке вызывает образование на катоде (-) электронного облака (-), которое со скоростью света устремляется к аноду (+).

Чем больше киловольт (кВ), тем короче длина волны и больше энергия фотонов рентгеновского излучения. Чем больше напряжение (кВ), тем больше проникающая способность рентгеновского излучения, тем более толстый объект можно «пробить» рентгеном.

Когда электроны от катода (-) тормозятся в аноде (+), они способны вызвать рентгеновское излучение с разной длинной волны. Это называется спектр рентгеновского излучения. Для качественной рентгеновской картинки нас интересуют фотоны с перпендикулярным к детектору направлением движения и наиболее короткой длиной волны. Проблему фильтрации рентгеновского спектра частично решает рентгеновский растр.

Источник