旋轉(zhuǎn)陽極球管

 旋轉(zhuǎn)陽極球管是在大功率X光機出現(xiàn)以后出現(xiàn)的一種高性能的球管，這種球管能在小的焦點下使用更大的電流進行工作，從金屬散熱的角度分析，任何金屬對熱的傳導都有熱阻，球管在小焦點大電流工作的情況下，在陽極靶面會產(chǎn)生高溫，如果電子束固定在一個位置不斷的轟擊，靶面很快就會熔化，如果我們讓靶面活動起來，是電子束不斷的變換轟擊位置，就可以是球管在更大的電流下工作，使靶面受到電子束轟擊的位置產(chǎn)生的熱量有足夠的時間向金屬內(nèi)部傳導，靶面就不會出現(xiàn)熔化問題。需要說明的是，X線球管的陽極工作在真空中，散熱條件很差，它的散熱方式主要是以輻射的方式散出，現(xiàn)在大功率球管在曝光時的功率可以達到60千瓦以上，其中99.5%的功率變成了熱，只有0.5%的功率轉(zhuǎn)變?yōu)閄射線，所有的熱都會留在陽極上，散熱對旋轉(zhuǎn)陽極球管來說尤其重要。 （一）. 旋轉(zhuǎn)陽極的轉(zhuǎn)速，目前的球管旋轉(zhuǎn)陽極轉(zhuǎn)速都在3000轉(zhuǎn)以上，高速旋轉(zhuǎn)陽極球管可達到7200轉(zhuǎn)，超高速的球管目前可達到1萬轉(zhuǎn)以上，球管陽極的轉(zhuǎn)速是根據(jù)球管的焦點電流密度設(shè)計的，同樣管電流的球管，焦點越小，要求球管旋轉(zhuǎn)陽極的轉(zhuǎn)速越高。對于應(yīng)用來說，球管的焦點越小，性能越好，這是因為焦點越小，所投射的半影也越小，所得到的圖像也越清晰，但球管的制造難度也越大。
（二）.旋轉(zhuǎn)陽極球管的結(jié)構(gòu)與固定陽極球管的結(jié)構(gòu)差別主要是在陽極上，旋轉(zhuǎn)陽極是一個帶軸的圓盤，根據(jù)不同的用途選用不同的靶面材料，CT機球管采用的是鎢靶，為了提高整體的散熱能力，靶面材料被鑲嵌在鉬基的盤座上，大功率的球管，為了減輕旋轉(zhuǎn)靶及整個球管的重量，提高球管的熱容量，在靶盤的背面用釬焊的方法加上一定厚度和質(zhì)量的石墨基，整個靶通過軸承固定在管芯支架上，旋轉(zhuǎn)陽極使整個球管技術(shù)含量高的部分。 球管是一個真空電子管，在很高的工作電壓下工作，對球管內(nèi)的真空要求很高，這就要求球管內(nèi)的所有部件在球管封裝前，必須作嚴格的脫氧及除氣處理，這樣才能保證成品球管的真空度。 陽極的旋轉(zhuǎn)是靠加在管芯外面電機定子線圈產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場進行驅(qū)動，所說的旋轉(zhuǎn)陽極的軸，實際上是一個磁滯式電動機的轉(zhuǎn)子，只不過它是被密封在真空里。旋轉(zhuǎn)陽極的功能是在電子束流的轟擊下產(chǎn)生X射線。 陽極在電子束流的轟擊下，在陽極的表面會留下電子束轟擊的軌跡，陽極在旋轉(zhuǎn)方面的任何故障，都會造成陽極表面的損傷，陽極表面金屬的熔化會產(chǎn)生金屬蒸汽，使靶面燒傷產(chǎn)生溝痕，改變X射線的品質(zhì)和X射線的出線方向，并且破壞球管內(nèi)的真空，造成球管的內(nèi)部打火，使球管報廢。
（三）.旋轉(zhuǎn)陽極球管的陰極是一個直熱式真空管的陰極，它的燈絲由鎢制成，旁邊加有控制電子射線角度和方向的束流罩，用它來控制球管焦點的大小，雙焦點的球管有兩組這樣的燈絲陰極。陰極的功能是產(chǎn)生電子束流來轟擊陽極。 陰極的燈絲是在高溫下工作的，長期的工作會使燈絲的金屬揮發(fā)，在電子束發(fā)射的過程中也會有部分的燈絲金屬離子隨著電子束流被發(fā)射到陽極上面，因為陰極電流是從燈絲上發(fā)射出去的，而從燈絲上蒸發(fā)出來的金屬氣體，也會使球管真空度下降，出現(xiàn)打火故障，無論是陽極還是陰極蒸發(fā)出來的金屬氣體，都會像水蒸氣一樣在球管較冷玻殼上的凝聚，使球管的玻殼像用久了的電燈泡一樣變成黑色。 （四）. 球管的玻殼是采用專用的真空玻璃制成，要求玻殼的熱膨脹系數(shù)要與球管的金屬部分一致，具有良好的密封性，要求有良好的X光透射性，要求玻殼內(nèi)部要有小的應(yīng)力，以避免在球管在正常工作時窗口部分被烤熱時，玻殼發(fā)生炸裂。