Kòm tib yo X-ray travay?

X-reyon yo ki te pwodwi pa konvèti enèji a nan elektwon yo nan foton, ki rive nan tib la X-ray. ka Kantite (ekspoze) ak bon jan kalite (spectre) radyasyon ap ajiste pa chanje kounye a, vòltaj la ak lè nan enstriman an.

prensip nan operasyon

tib X-ray (foto ki te bay nan atik la) yo convertisseurs enèji. Yo resevwa li soti nan rezo a ak konvèti nan lòt fòm - penetrasyon radyasyon ak chalè, lèt la se yon byproduct endezirab. X-ray tib aparèy tankou ke li optimise pwodiksyon an nan foton ak disip chalè a kòm byen vit ke posib.

tib la se yon aparèy relativman senp, tipikman comprenant de eleman direktè lekòl - yon katod ak yon anodik. Lè kounye a ap koule soti nan katod la anodik la, elektwon yo pèdi enèji, ki mennen nan jenerasyon an nan X-reyon.

anodik

anodik la se yon eleman, kote emisyon an nan foton wo-enèji pwodwi. Sa a se yon eleman metal relativman masiv ki se ki konekte nan poto a ki pozitif nan kous la elektrik. Li te gen de fonksyon prensipal:

• Li konvèti enèji nan elèktron nan radyasyon X-ray,
• Li disip chalè.

se materyèl la pou anodik la chwazi amelyore fonksyon sa yo.

Idealman, pi fò nan elektwon yo ta fòme yon foton wo-enèji, olye ke chalè. Pwopòsyon nan enèji total, ki se konvèti nan X-radyasyon (konférans) depann sou de faktè:

• Nimewo atomik (Z) nan materyèl la anodik,
• elèktron enèji nan.

Nan pifò tib x-ray kòm yon materyèl nan anodik itilize tengstèn a, ki gen atomik nimewo ki egal a 74. Anplis de sa nan gwo Z a, metal sa a gen sèten karakteristik lòt ki fè li apwopriye pou objektif sa a. Tengstèn se inik nan kapasite yo nan kenbe fòs yo lè chofe, te gen yon pwen k ap fonn segondè, epi yon vitès evaporasyon ki ba.

Pou anpil ane, se anodik la te fè nan tengstèn pi bon kalite. Nan dènye ane yo, nou yo te kòmanse itilize alyaj metal sa a ak renyom, men se sèlman sou sifas la. Oto anodik anba kouch nan tengstèn-renyom te fè sou materyèl limyè, bon chalè-depo. De sibstans ki sou sa yo, se MOLYBDENUM ak grafit.

tib la X-ray itilize pou mamografi, se te fè ak anodik la, kouvwi ak MOLYBDENUM. Materyèl sa a gen yon entèmedyè Nimewo atomik (Z = 42), ki jenere foton ak enèji karakteristik, apwopriye pou anrejistreman nan kòf lestomak. Gen kèk aparèy mamografi gen tou yon anodik dezyèm lan, ki fòme nan Rodyòm (Z = 45). Sa fè li posib ogmante enèji ak reyalize pi gwo pénétration nan tete dans.

Itilize nan tengstèn-renyom alyaj amelyore alontèm radyasyon pwodiksyon an - ki gen aparèy efikasite tan ak anodik te fè nan tengstèn pi bon kalite se redwi akòz domaj tèmik nan sifas la.

Pifò nan anodik la gen fòm nan disk yo kon ak fiks nan arbr a motè, ki wotasyon yo nan vitès relativman wo nan yon moman nan emisyon an nan X-reyon. Rezon ki fè wotasyon a - retire elèv la nan chalè.

plas fokal

X-ray moun k'ap viv koulye pati a pa anodik la tout antye. Sa rive nan yon ti zòn nan sifas li yo - plas nan fokal. Dimansyon dènye detèmine gwosè nan gwo bout bwa a elèktron vini soti nan katod la. Nan majorite nan li gen yon fòm rektangilè varye nan 0.1-2 aparèy mm.

tib la X-ray ak yon konsepsyon espesifik nan gwosè a plas fokal. Ki pi piti nan li se, flou an mwens mouvman ak pi wo précision, ak sa ki pi plis, pi bon dispersion nan chalè.

Focal gwosè plas se yon faktè ki dwe konsidere kòm lè w ap chwazi tib la X-ray. Manifakti pwodwi aparèy ak ti plas fokal, kote li nesesè yo reyalize segondè rezolisyon ak ti radyasyon ase. Pou egzanp, li se oblije etid la nan pati ti ak delika nan kò a tankou nan mamografi.

Ray tib sitou pwodwi tach fokal ak de gwosè - gwo ak ti, ki ka chwazi pa operatè a an akò avèk pwosedi a fòme imaj.

katod

Fonksyon an debaz yo nan katod la - jenere elektwon ak ranmase yo nan yon gwo bout bwa dirije yo sou anodik la. Li jeneralman konsiste de yon ti fil espiral (filaman) entegre nan yon rekreyasyon tas ki gen fòm.

Elektwon pase nan kous la pa ka nòmalman kite kondiktè a epi kite yon espas gratis. Sepandan, yo ka fè l ', si yo jwenn ase enèji. Nan yon pwosesis li te ye kòm emisyon tèmik, chalè a itilize yo ranvwaye elektwon yo soti nan katod la. Sa a vin posib lè presyon an nan yon tib x-ray evakye rive nan 10 ^-6 -10 ^-7 tor. Atizay. se fil la chofe nan fason ki menm jan ak yon lanp filaman espiral pa pase yon therethrough aktyèl la. se travay katod tib ray akonpaye pa chofaj nan yon tanperati luminesans deplasman enèji tèmik sa mande elektwon yo.

balon

yo anodik la ak katod genyen nan yo nan yon lojman sele - silenn. balon an ak sa li yo yo souvan refere yo kòm yon insert, ki te gen yon lavi limite epi yo ka ranplase. tib la x-ray jeneralman gen yon anpoul vè, byenke metal ak seramik silenn itilize pou kèk aplikasyon yo.

Fonksyon prensipal se sipòte veso a ak izolasyon nan anodik la ak katod la, ak mentni vakyòm. Presyon an nan tib la x-ray evakye nan la 15 ° C se 1.2 x 10 ^-3 PA. Prezans nan gaz nan tank la ta pèmèt elektrisite nan koule atravè aparèy la libreman, pa sèlman nan fòm lan nan yon gwo bout bwa elèktron.

lojman

X-ray tib aparèy sa yo ki, nan adisyon a patiraj la ak sipò nan lòt konpozan, li sèvi kòm yon kò plak pwotèj ak absòbe radyasyon an, eksepte pou gwo bout bwa a itil pase nan fenèt la. relativman gwo sifas ekstèn li yo disip pi fò nan chalè a pwodwi nan aparèy la. se espas ki genyen ant koki a ak insert a plen ak lwil oliv ki bay izolasyon ak refwadisman li.

chèn

kous la elektrik konekte telefòn nan nan yon sous pouvwa, ki te rele yon dèlko. se Sous mache soti nan rezo a ak konvèti aktyèl la altène l dirije kounye a. Dèlko tou pèmèt ou ajiste kèk nan paramèt yo sikwi:

• KV - vòltaj oswa potansyèl elektrik;
• MA - aktyèl ki koule nan tib la;
• S - dire oswa ekspoze tan, nan fraksyon nan yon dezyèm fwa.

kous a bay mouvman an nan elektwon. Yo chaje avèk enèji, pase nan dèlko a, epi remèt li bay anodik la. Kòm mouvman yo fèt de transfòmasyon:

• se elektrik enèji potansyèl konvèti nan enèji sinetik;
• sinetik, nan vire, se konvèti nan radyasyon X-ray ak chalè.

potansyèl

Lè elektwon yo rive nan flakon an, yo posede potansyèl enèji elektrik, ki se detèmine pa kantite lajan an nan vòltaj KV ant anodik la ak katod la. tib la X-ray te opere nan yon vòltaj jenere 1 KV ki chak patikil dwe gen 1 kèv. Pa ajiste KV a, operatè a bay chak elèktron se yon sèten kantite enèji.

sintik

Low presyon nan yon tib x-ray evakye (nan 15 ° C li se 10 ^{-6 a} 10 ^-7 mm Hg. V.) Pèmèt patikil yo anba aksyon an nan emisyon ak thermionic fòs elektrik emèt nan katod la anodik la. fòs sa a akselere yo, sa ki lakòz ogmante vitès ak enèji sinetik ak desann potansyèl yo. Lè yon patikil tè sou anodik la, se potansyèl li pèdi, ak tout enèji li se konvèti nan enèji sinetik. 100-kèv elèktron rive nan yon vitès ki pi konsekan pase mwatye vitès limyè. Frape sifas la nan patikil la se ralanti desann pi vit epi yo pèdi enèji sinetik yo. Li tounen vin jwenn radyografi oswa chalè.

Elektwon antre an kontak avèk atòm endividyèl yo nan materyèl la anodik. Radyasyon ki te pwodwi pa entèraksyon yo ak orbitals (X-ray foton), epi ki gen yon nwayo (bremsstrahlung).

obligatwa enèji

Chak elèktron nan yon atòm gen yon sèten enèji obligatwa, ki depann sou gwosè a nan dènye a ak nivo a nan ki se patikil la chita. Enèji a obligatwa jwe yon wòl enpòtan nan jenerasyon an nan karakteristik X-reyon yo ak ki nesesè yo retire yon elektwon nan yon atòm.

bremsstrahlung

Bremsstrahlung pwodui pi gwo kantite foton. elektwon yo antre nan materyèl la anodik ak pwolonje fèmen nan nwayo a, detounen ak ralenti gravitasyonèl fòs atòm. enèji yo pèdi pandan reyinyon sa a parèt nan fòm lan nan X-ray fotonik.

ran de

Se sèlman yon foton kèk gen yon fèmen enèji nan enèji nan elèktron. Majorite a nan yo li se pi ba yo. Sipoze ke gen yon espas oswa jaden ki antoure nwayo a, nan ki elektwon yo fòs "anpèchman." ka Jaden sa a ap divize an zòn. Sa a bay yon gade nan nwayo a jaden nan nwayo yon atòm an sib nan sant la. Elektwonik tonbe nenpòt kote nan sib la se ralenti ak jenere yon fotonik X-ray. Patikil ki tonbe pi pre sant la, yo pi ekspoze ak Se poutèt sa pèdi enèji ki pi, pwodwi trè foton wo-enèji. Elektwon antre nan zòn nan deyò gen yon entèraksyon fèb ak génération foton nan pi ba enèji. Malgre ke zòn nan gen lajè a menm, yo gen yon zòn diferan depann sou distans la soti nan nwayo a. Depi ki kantite patikil ensidan sou zòn nan, depann sou zòn total li yo, li se evidan ke zòn nan ekstèn pran plis elektwon ak lakòz plis foton. ka spectre an enèji nan radyasyon an X-ray dwe prevwa pa modèl sa a.

E foton _max prensipal spectre bremsstrahlung ki koresponn a E elektwon _max. Pi ba a pwen sa a, ak diminye enèji fotonik ogmante kantite yo.

Yon nimewo siyifikatif nan foton nan enèji ki ba absòbe oswa filtre jan yo eseye pase nan sifas la nan tib la anodik oswa bwat filtre. Filtraj se jeneralman depann sou konpozisyon sa a ak epesè nan materyèl la nan ki gwo bout bwa a pase, ak sa a detèmine fòm nan final la nan ki ba-enèji spectre koub la.

enfliyans KV

Pati nan wo-enèji nan spectre an detèmine vòltaj tib yo x-ray nan KV (kilovolt). Sa a se paske li detèmine enèji a nan elektwon rive anodik la, ak foton yo pa ka gen kapasite nan pi gwo pase sa a. Nan okenn vòltaj kouri tib X-ray? Enèji a fotonik maksimòm koresponn ak maksimòm aplike potansyèl la. vòltaj sa a ka varye pandan ekspoze akòz rezo a altène aktyèl la. Nan ka sa a, E _max vòltaj pik detèmine pa fotonik ochilasyon peryòd KV _p.

Pli lwen Nkwanta potansyèl, KV _p detèmine kantite lajan an nan radyasyon ki te pwodwi pa yon chif yo bay nan elektwon ensidan sou anodik la. Depi se efikasite nan manm nan radyasyon bremsstrahlung ogmante pa ogmante yo enèji ensidan elèktron, ki se detèmine KV _p, sa a implique ke KV _p afekte efikasite nan aparèy la.

Chanje KV _p, anjeneral chanje spectre an. Zòn nan total anba koub la enèji reprezante ki kantite foton. Unfiltered spectre se yon triyang, ak kantite lajan an nan radyasyon nan pwopòsyon nan KV a kare. Nan prezans filtè a tou ogmante KV ogmantasyon pénétration de foton, ki diminye pousantaj la nan radyasyon an filtre. Sa a kondwi a ogmante sede radyasyon.

karakteristik radyasyon

Kalite a nan entèraksyon ki jenere radyasyon nan karakteristik konprann kolizyon segondè-vitès ak elektwon òbital. Entèaksyon ka sèlman pran plas lè yon E yon pati nan patikil _la posede pi gran pase enèji a obligatwa nan yon atòm. Lè yo kondisyon sa a te rankontre, epi gen yon kolizyon, se elèktron an kase tou. Sa a fèy pozisyon louvri, plen pa patikil nan yon nivo enèji ki pi wo. Kòm nou deplase elèktron a bay enèji ki emèt nan fòm lan nan X-ray fotonik. Li te rele radyasyon an karakteristik, depi E se fotonik karakteristik eleman nan pwodui chimik ki soti nan ki se anodik la te fè. Pou egzanp, lè se yon elèktron frape K tengstèn kouch _koneksyon avèk E = 69.5 kèv, se pòs ki vid la ki te ranpli avèk yon elektwon soti nan _kominikasyon an L-nivo ak E = 10.2 kèv. Karakteristik fotonik X-ray gen enèji egal a diferans ki genyen ant de nivo yo, oswa 59.3 kèv.

An reyalite, materyèl la anodik mennen nan yon kantite karakteristik enèji X-ray. Sa rive paske elektwon nan nivo enèji divès kalite (K, L, elatriye) ka frape bonbarde patikil ak pòs ki vid yo ka dwe ranpli ak yon varyete de nivo enèji. Pandan ke pòs ki vid L-nivo nan jenere foton ak enèji yo se twò piti pou itilize nan D dyagnostik. Chak enèji karakteristik bay yon deziyasyon ki endike òbital a, kote yon pòs vid, ak yon endèks ki montre yon sous elèktron yo mande yo. alfa (α) vle di endèks la nan ranpli elèktron soti nan L-nivo, ak beta (β) endike nivo a ranpli nan M oswa N.

• Spectrum tengstèn. radyasyon an karakteristik nan metal la pwodui yon espèk lineyè ki fòme ak plizyè enèji disrè ak frenaj jenere distribisyon kontinyèl. Nimewo a nan foton kreye pa chak enèji karakteristik, karakterize nan ke pwobabilite pou ranpli pòs vid K-nivo la depann sou òbital a.
• Spectrum MOLYBDENUM. Anod nan sa a metal yo itilize pou mamografi, pwodwi de ase entans karakteristik x-ray enèji: K-Alpha nan 17.9 kèv epi K-beta la nan 19.5 kèv. Ranje a pi gwo nan tib X-ray, ki pèmèt yo reyalize balans lan pi bon ant kontras ak dòz iradyasyon pou gwosè a nan tete jou mwayèn reyalize nan E _p = 20 kèv. Sepandan Bremsstrahlung pwodwi plis enèji. Nan ekipman mamografi pou retire pati vle nan spectre itilize filtè a MOLYBDENUM. filtre nan travay sou prensip la nan «K-kwen." Li absòbe radyasyon nan excès elèktron obligatwa enèji nan atòm nan MOLYBDENUM K-nivo.
• spectre an nan Rodyòm. Rodyòm gen atomik nimewo 45, ak MOLYBDENUM - 42. Se poutèt sa, karakteristik X-reyon yo nan yon anodik Rodyòm pral gen yon enèji ti kras pi wo pase sa yo ki MOLYBDENUM ak plis ankò Penetrasyon. Yo itilize li pou D tete dans.

Anod ak zòn sifas doub, MOLYBDENUM, Rodyòm, pèmèt operatè a nan chwazi yon distribisyon optimisé pou tete nan diferan gwosè ak dansite.

efè a sou KV a spectre

valè KV anpil afekte radyasyon an karakteristik, sa vle di. K. Li pa yo pral pwodwi si mwens KV nivo K-enèji elektwon. Lè KV depase sa a valè papòt, kantite lajan an nan radyasyon se jeneralman pwopòsyonèl nan diferans lan ak papòt KV tib KV a.

se spectre an enèji nan foton nan gwo bout bwa X-ray emèt nan aparèy la detèmine pa plizyè faktè. Kòm yon règ, li gen ladann nan bremsstrahlung ak entèraksyon nan karakteristik.

Konpozisyon an relatif nan spectre an depann sou materyèl anodik, KV a ak filtre. Nan yon tib ki gen yon emisyon karakteristik tengstèn anodik pa te fòme nan KV <69,5 kèv. Nan pi wo HF itilize pou etid dyagnostik karakteristik ogmante radyasyon emisyon totalize jiska 25%. Aparèy yo MOLYBDENUM li ka rive nan yon gwo pòsyon nan manm génération kapasite la.

efikasite

Se sèlman se yon ti pati nan enèji a delivre nan elektwon yo konvèti nan radyasyon. se fraksyon nan prensipal absòbe ak konvèti nan chalè. se efikasite radyasyon defini kòm fraksyon nan manm emi pouvwa soti nan elektrik la an jeneral done anodik. Faktè sa yo ki detèmine efikasite nan tib la X-ray yo ap aplike vòltaj KV ak atomik Z. Nimewo Rapò a genyen nan bagay sa yo:

• Efikasite = KV x Z x 10 ^-6.

Relasyon ki genyen ant efikasite ak KV gen yon efè espesifik sou itilize nan pratik nan ekipman X-ray. Akòz k'ap viv koulye a chalè nan tib la gen yon limit sou kantite a nan enèji elektrik yo ke yo ka gaye. Li enpoze sou kapasite a nan limit la aparèy. Avèk yo te ogmante KV, sepandan, kantite lajan an nan radyasyon ki te pwodwi pa youn nan chalè anpil ogmante.

depandans la nan efikasite nan nan jenerasyon an X-ray sou konpozisyon sa a nan anodik la se sèlman nan enterè akademik paske pifò aparèy itilize tengstèn. Yon eksepsyon se MOLYBDENUM ak Rodyòm, yo itilize nan mamogram nan. Efikasite nan aparèy sa yo se siyifikativman pi ba pou tengstèn paske nan nimewo pi ba yo atomik.

efikasite

se Efikasite tib X-ray defini kòm kantite lajan an nan iradyasyon millirentgenah lage nan yon pwen nan sant la nan gwo bout bwa a itil nan yon distans de 1 m soti nan plas la fokal pou chak 1 mas elektwon pase nan aparèy la. valè li yo reprezante kapasite a nan aparèy la konvèti enèji a nan patikil yo chaje nan radyasyon an X-ray. Li pèmèt ou detèmine ekspoze a nan pasyan an, ak snapshot a. Kòm efikasite, efikasite aparèy depann de plizyè faktè, ki gen ladan KV, fòm nan vag vòltaj, materyèl la anodik ak degre nan domaj sifas filtre a ak tan an nan pou sèvi ak aparèy la.

KV-jesyon

Voltage KV tib X-ray efektivman kontwole radyasyon an pwodiksyon. Kòm yon règ, li se sipoze ke pwodiksyon an se pwopòsyonèl nan kare a nan KV a. Double ekspoze KV ogmante 4 fwa.

ond

ond la dekri metòd la pa ki KV varye ak tan pandan jenerasyon an nan radyasyon akòz nati a siklik nan pouvwa. Itilize plizyè trase diferan. Prensip la an jeneral se: ki pi piti chanjman nan a an KV a fòm, se radyasyon an X-ray pwodwi efikasite. ekipman nan modèn itilize dèlko ak KV relativman konstan.

tib X-ray: manifakti

Oxford Enstriman Konpayi fabrique divès kalite aparèy, ki gen ladan vè, pouvwa a 250 W, 4-80 KV potansyèl, fokal plas 10 mikron yo ak nan yon pakèt domèn materyèl anodik, t. H. Ag, Au, co, Kr, Cu, Fe, Mo, Pd, rezus, Ti, W.

Varian ofri plis pase 400 diferan kalite tib X-ray medikal ak endistriyèl. Lòt li te ye pwodiktè yo Dunlee, GE, Philips, Shimadzu ap, Siemens, Toshiba, IAE, Hangzhou Wandong, Kailong et al.

Nan Larisi pwodwi X-ray tib "Svetlana-rentgèn". Anplis de sa nan aparèy tradisyonèl ak wotasyon ak estasyonè konpayi anodik fabrique aparèy nan frèt katod règ la lumineux kontwole. Benefis nan aparèy sa yo:

• travay nan yon kontinyèl ak batman kè mòd;
• absans nan inèsi;
• reglemante entansite a nan ki ap dirije a kounye a;
• spectre pite;
• posibilite pou radyasyon x-ray divès kalite entansite.