发布时间 : 星期四 文章X线管阳极结构更新完毕开始阅读
（四）焦点的方位性
由于X线呈锥形辐射，所以在照射野不同方向上投影的有效焦点不同。由图可见，投影方位愈靠近阳极，有效焦点尺寸愈小；愈靠近阴极，则有效焦点尺寸愈大（宽度不变）。而且，若投影方向偏离管轴线和电子入射方向组成的平面，有效焦点的形状还会出现失真。因此，使用时应注意保持实际焦点中心、X线输出窗中心与投影中心三点一线，即X线中心线应对准影像中心。 焦点方位特性 （五）焦点增涨
当管电流增大时，电子数量增多，由于电子之间库仑力斥力的作用，使焦点尺寸出现增大的现象，称为焦点增涨。用针孔照相法拍摄的焦点像。由图可见，管电压（kV）一定时，随着管电流的增大、焦点增涨的程度变大。管电压的变化对焦点增涨大小的影响远较管电流的变化影响小，但管电压的变化将改变电位分布曲线，使主、副焦点的形成发生变化，一般情况下，对小焦点增涨影响较大。
三、软X线管 （一）特点
当对乳房等软组织进行X线摄影时，用普通X线管得不到满意的摄影效果。为提高X线影像的对比度，须使用大剂量的软X线，为此一般使用软X线管来产生软X线。 软X线管具有以下特点：①X线输出窗的固有过滤小；②在低管电压时能产生较大的管电流；③焦点小。 （二）结构
1．铍窗 软X线管的输出窗口一般用铍（原子序数为4）制成，其X线吸收性能低于玻璃，固有滤过很小，软X线极易通过铍窗，可获得大剂量的软X线。
2．钼靶 软X线管的阳极靶材料一般是由钼（原子序数为42，熔点2622℃）或者铑（原子序数为45，熔点为1966℃）制成的。临床实验证明，软组织摄影时最适宜的X线波长是0.06～0.09nm。而软X线管在管电压高于20kV时，除辐射连续X线外，还能辐射出波长为0.07nm和0.063nm的特征X线，如图3-26所示。摄影时主要是利用钼靶辐射的特征X线。一般要加上0.03mm的钼片，钼片对波长小于0.063nm的稍硬X线具有强烈的选择性吸收作用而使其滤除，同时波长大于0.07nm的较软X线被钼片本身吸收而衰减，余下的X线正好适合于软组织摄影。 钼靶辐射X线波谱
3．极间距离短 普通X线管的极间距离为17mm左右，而软X线管的极间距离一般只有10～13mm。由于极间距离缩短，在相同灯丝加热电流情况下，软X线管的管电流比一般X线管的管电流要大。另外，软X线管的最高管电压不超过60kV。 四、CT用X线管
CT用X线管与普通X线管相比，其构造、性能具有较大的差异。特别是螺旋CT在容积薄层扫描时，X线管在大功率情况下连续辐射X线，阳极在短时间内将积聚巨大的热量。为了减少靶面上的钨蒸发，防止轴承在高温下的磨损，CT用X线管在结构上采用大的靶盘直径、厚的钼基或石墨基，小的靶角，且对轴承及润滑剂提出了更高的要求。例如，国产型号为XT1502的CT用X线管的靶盘直径为118mm，靶角为9°，阳极转速为2800r/min，小焦点为0.6mm×0.6mm，大焦点为1.2mm×1.2mm。
另外，为了在单位时间内提高CT的信息采集效率，有些CT设备还采用了飞焦点技术。这种技术的特点是阴极发射的电子流在高速飞向阳极的过程中，被偏转线圈产生的偏转磁场改变了其垂直入射点，如图3-27所示。图中，A表示阴极电子垂直入射到阳极靶面上形成的焦点如图3-27（1）所示；B表示阴极电子经过偏转磁场作用后入射到阳极靶面上形成的焦点3-27（2）。这两个焦点所形成的两束X线分别通过被检体后被检测器采集，经处理获取两组数据，因此这种飞焦点技术可以在不增加辐射功率的情况下，获得更大的信息量3-27（3）。例如，somatom AR系列CT扫描机均采用飞焦点X线管。
第三节（二） 三极x射线球管
二、三极X线管 （一）结构
三极X线管是在普通X线管的阳极与阴极之间加了一个控制栅极，故又称为栅控X线管。三极X线管的其它部分与普通X线管类同，只是阴极的结构比较特殊。在聚焦槽中装有灯丝，灯丝前方装有栅极，灯丝与聚焦极之间相互绝缘，栅极电位就加在灯丝和聚焦极之间。
三极X线管的阴极结构
三极X线管的控制原理，如图3-22所示。当栅极对阴极加一个负电压（2～5kV）或负脉冲电压时，可使阴极发射的热电子完全飞不到阳极上，形不成管电流，不会产生X线。当负电压或负脉冲电压消失时，阴极发射的热电子在阳极与阴极之间的强电场作用下飞向阳极，形成管电流，产生X线。由于脉冲电压信号无机械惯性延时，控制灵敏，因此可实现快速连续X线摄影，摄影频率可达200帧/秒。 三极X线管控制原理
三极X线管有时还可制成一个没有实体栅极而有特殊形状的阴极头，它也具有三极X线管的栅控特性，通过负偏压可以控制X线管的电子流，当负偏压较小时，将有一部分电子飞向阳极，并能聚焦起来形成很窄的电子流，以获得很小的焦点，即微焦点，。例如，给阴极头加一个小于X线管截止电压的负偏压，如负400V，那么该负偏压将使阴极发射的电子聚焦，从而可获得0.1mm×0.1mm的微焦点。若负偏压值再小一点，可获得更小的焦点，这就是微焦点X线管的工作原理。微焦点X线管常用于放大X线摄影。 无栅三极X线管 （二）特性
三极X线管的特性，不仅取决于灯丝加热电流和管电压，还取决于栅极电位的变化。三极X线管兼有高压开关管和X线管的作用。
1．灯丝发射特性 由于栅极负电位对电子流起着阻碍作用，因此栅控X线管的灯丝发射特性要比一般X线管的差。获得相同的管电流，栅控X线管的灯丝加热电流要比一般X线管的灯丝加热电流大得多。
三极X线管与普通X线管灯丝发射特性曲线对比
为了提高栅控X线管的管电流，将灯丝与阴极头相互绝缘，负电位加在阴极头上。这样，阴极头既起着聚焦作用，又起着栅极作用。阴极装有两组灯丝，同时加热，同时发射电子，在阴极头的作用下使两束电子流轰击到靶面的位置稍有差异，形成近似高斯分布的焦点，从而获得X线辐射强度分布较为合理的焦点，灯丝发射特性也得到了改善。它的焦点尺寸为1.2mm×1.2mm，最高工作电压125kV，栅极切断电压为-2.5kV。
2．截止特性 不同管电压时，使管电流截止的栅极电位也不同，如图3-25所示。例如，在电容充放电X线机中，当管电压为125kV时，截止管电流的栅极电位为-2.5kV。栅极电位的变化会引起灯丝附近的电位分布发生变化，从而焦点宽度也随着改变（焦点长度变化不大）。为此，一般在灯丝两端使栅极金属丝的间隔变小，以改变上述现象。 三极X线管截止特性
3．时间控制特性 在栅控X线管的栅极和阴极之间加一矩形负脉冲电压，可实现瞬时曝光。理论上讲，瞬时曝光可短到10μs，但由于高压电缆对地存在分布电容，因此栅控X线管实用的瞬时曝光时间临界值为1ms。
三极X线管的灯丝发射特性差，不能产生大的管电流，而且管电流越大，为保持管电压波形平稳的电容器也越大，所以三极X线管不适用于大功率的X线机。目前，已能制造最大管电流可达数百毫安的三极X线管，X线脉冲持续时间可短到1～10ms。三极X线管主要应用于X线电影摄影、X线电视、电容充放电X线机上。
第三节（一） 金属陶瓷大功率球管
第三节 特殊X线管
一、金属陶瓷大功率X线管
管壳用硬质玻璃制成的固定阳极X线管与旋转阳极X线管，在进行连续大功率摄影时，往往由于玻璃壁击穿而损坏。这是由于新X线管的玻璃壳是绝缘体，阳极靶面反弹和释放出来的二次电子有相当一部分轰击到玻璃壳并附着其上，附着其上的电子一时不会全部消失，这将阻碍后来的电子附着到玻璃壳上，使玻璃壁免受大量高速电子轰击和侵蚀。但随着X线管使用时间的增长，由于灯丝蒸发和阳极靶面龟裂边缘处的钨蒸发，会使玻璃壳内壁附着一层金属钨的沉积物，沉积层与阳极相连形成第二阳极，致使一部分高速运动的电子轰击玻璃壳使其侵蚀，最终导致玻璃壳击穿，X线管损坏。
为了消除钨沉积层的影响，延长X线管的寿命，近年来生产了一种金属陶瓷大功率旋转阳极X线管。金属陶瓷大功率X线管的灯丝和阳极靶盘与普通旋转阳级X线管相似，如图3-19所示。只是玻璃壳改为由金属和陶瓷组合而成，金属和陶瓷之间的过渡采用铌（Nb），用铜焊接。金属部分位于X线管中间部位并接地，以吸收二次电子，对准焦点处开有铍窗以使X线通过。金属靠近阳极一端嵌入玻璃壳中，金属靠近阴极一端嵌入陶瓷内，X线管中的玻璃与陶瓷部分起绝缘作用，金属部分接地，以捕获电子。 金属陶瓷大功率X线管
金属陶瓷大功率X线管，消除了玻璃壳那种由于钨沉积层所致X线管损坏的危险，所以可将灯丝加热到较高温度，以提高X线管的负荷。X线管管壳上的电场和电位梯度也保持不变，还可在低管电压条件下使用较高的管电流进行摄影，解决了普通X线管由于管壁击穿而损坏的问题。 陶瓷X线管
大功率陶瓷绝缘X线管。大直径（120mm）铼钨合金复合靶盘、小靶角（9°～13°）。阳极在两端有轴承支撑的轴上旋转，用陶瓷绝缘，装在接地的金属管壳内，管壳装在钢制管套中。工作时还需使用一个外接的热交换器，热交换器由插在充油X线管管套内的导管构成回路，通过导管使油从管套内的导管返回热交换器，被冷却后再用泵抽回管套内的导管中。这种X线管的焦点尺寸为0.6mm×1.3mm或0.5mm×0.8mm，前者靶角为13°，后者靶角为9°，阳极转速为8000r/min。主要用于连续X线摄影、体层摄影或电影摄影等。