x射线管的工作原理

X射线管包含阳极和阴极两个电极，分别用于接受电子轰击的靶材和发射电子的灯丝。两极均密封在高真空玻璃或陶瓷外壳中。X射线管的供电部分至少包含一个低压电源来加热灯丝，以及一个对两极施加高压的高压发生器。当钨丝通过足够的电流产生电子云并在阳极和阴极之间加入足够的电压(千伏级)，使电子云被拉到阳极。此时，电子以高能、高速的状态撞击钨靶。当高速电子到达靶面时，运动突然停止，其动能的一小部分转化为辐射能，以X射线的形式释放。这种形式产生的辐射称为源性辐射。改变灯丝电流的大小可以改变灯丝的温度和电子发射量，从而改变管道电流和X射线强度。改变X射线激发电位或选择不同的靶材可以改变进入X射线的能量或不同能量的强度。受高能电子轰击，X射线管工作时温度很高，需要强制冷却阳极靶材。虽然X射线管产生X射线的能量效率很低，但目前，X射线管仍然是最实用的X射线发生器件，已广泛应用于X射线仪器中。目前医疗用途主要分为诊断用X射线管和治疗用X射线管。

X射线管的要求是焦点小，强度大，从而形成较大的功率密度。因此，在阳极上必须提供较大的功率，但X射线管的效率很低。99%以上的电子束功率成为阳极热耗，使焦点过热。避免阳极过热的方法是通过不同的方式冷却阳极或管道，以降低焦点处的温度，或使靶面倾斜一定角度，从而提供较大的散热面积。然后出现旋转阳极X射线管。由于靶面高速旋转(达到1万转/分)，功率密度高，焦点小。现代有一种X射线管，在阳极靶面和阴极之间安装控制栅极，在控制栅上施加脉冲调制，控制X射线的输出。通过改变脉冲宽度和重复频率，可以调整定期重复曝光。

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