Начало >> Статьи >> Архивы >> Рентгеновские аппараты

Рентгеновские излучатели - Рентгеновские аппараты

Оглавление
Рентгеновские аппараты
Введение
Генерирование рентгеновских лучей
Ослабление рентгеновских лучей веществом
Световозбуждающее и фотографическое действия рентгеновских лучей
Количественная и качественная оценка рентгеновского излучения
Защита от рентгеновских лучей
Применение - рентгенодиагностика
Применение - рентгенотерапия
Применение - рентгенодефектоскопия
Применение - рентгеноструктурный анализ
Применение - рентгеноспектральный анализ
Применение - облучение в технологических целях
Рентгеновские трубки
Электрические характеристики рентгеновских трубок
Рентгеновские излучатели
Высоковольтный рентгеновский кабель
Рентгеновские питающие устройства
Главные трансформаторы
Параметры R, L и С главного трансформатора
Представление о расчете главного трансформатора
Главные трансформаторы с переменным коэффициентом трансформации
Высоковольтные вентили
Высоковольтные генераторы
Регулировка напряжения на трубке и тока трубки
Включение и отключение питающего устройства
Автоматика в рентгеновских питающих устройствах
Стабилизация работы питающего устройства
Контроль напряжения на трубке и ее анодного тока
Выпрямительные схемы рентгеновских питающих устройств
Однополупериодная безвентильная схема
Однополупериодная вентильная схема
Двухполупериодная схема
Схема удваивания с пульсирующим напряжением
Схема удваивания со сглаженным напряжением
Падение напряжения в главной цепи питающего устройства
Перенапряжения в питающих устройствах
Импульсное питание рентгеновской трубки
Рентгенодиагностические аппараты
Рентгенодиагностические исследования
Рентгенодиагностические трубки
Системы регулировок рентгенодиагностического аппарата
Регулировка выдержки
Защита трубки от перегрузки
Реле экспозиции
Падающая нагрузка
Передвижные аппараты
Стационарные аппараты
Усилитель яркости рентгеновского изображения
Рентгенокиносъемка
Рентгенотелевидение
Флюорографические аппараты
Хирургические аппараты
Аппараты для ангиокардиографии
Аппараты для близкофокусной и внутриполостной терапии
Аппараты для глубокой терапии
Рентгенодефектоскопические аппараты
Рентгеновские микроскопы
Рентгеновские аппараты для структурного анализа
Рентгеновские аппараты для спектрального анализа
Рентгеновские аппараты для облучения в технологических целях

Рентгеновские излучатели разделяются па два основных вида: а) отдельный защитный кожух со встроенной рентгеновской трубкой, соединяемый с высоковольтным генератором гибкими высоковольтными кабелями и б) моноблок, в кожухе которого наряду с рентгеновской трубкой размещается и питающий ее высоковольтный генератор. Мы сосредоточим здесь свое внимание в основном на излучателях в виде отдельных защитных кожухов. Моноблоки рассматриваются далее в § 3-7.

На рис. 2-23 изображен рентгеновский излучатель на 125 кВ с рентгенодиагностической трубкой с вращающимся анодом. Кожух сделан из тонкостенной стальной трубы, выложенной изнутри свинцом.
Рентгеновский излучатель
Рис. 2-23. Рентгеновский излучатель с рентгенодиагностической трубкой с вращающимся анодом.
1 — рентгеновская трубка; 2 — катодный держатель; 3 — анодный держатель; 4 — статор; 5 — гнезда высоковольтных кабелей; 6 — маслорасширитель; 7 — окно для выхода рентгеновских лучей.
К трубе приварены раструбы, внутри которых располагаются высоковольтные вводы, являющиеся гнездами для наконечников высоковольтных кабелей. Рентгеновская трубка укрепляется на этих вводах. Кожух заполняется маслом через окно, служащее для выхода рентгеновских лучей. В окно затем вставляется целлулоид, который позволяет наблюдать за накалом рентгеновской трубки.
Наличие воздушных пузырей внутри защитного кожуха может легко повести к пробою. Для того чтобы масло занимало весь объем кожуха и в то же время могло свободно расширяться, применяются маслорасширители с переменным объемом. Такой маслорасширитель (рис. 2-23) представляет собой помещенный в масло резиновый карман, внутренность которого соединена с окружающим воздухом. При разогревании масло выдавливает воздух из кармана, увеличивая свой объем, при охлаждении масла карман вновь наполняется воздухом. Трансформаторное масло, особенно в горячем состоянии, разъедает обычную резину. Поэтому маслорасширители должны делаться из особой маслоупорной резины.
Наряду с резиновыми применяются и металлические маслорасширители. Такой маслорасширитель представляет собой помещенную в масло металлическую «гармонику» — сильфон. Внутренность сильфона сообщается с атмосферным воздухом. При нагреве масло, расширяясь, сжимает сильфон. При охлаждении масла сильфон возвращается в прежнее положение.
Электрическая прочность изоляционного масла при заливке кожуха должна быть не менее чем 30—35 кВ действующего значения на 2,5 мм при испытании в стандартном разряднике. Заливку рекомендуется производить под вакуумом. Так как кожух герметически закупорен, то с течением времени электрическая прочность масла снижается сравнительно мало.
Для того чтобы маслорасширители работали нормально, заполнение кожуха маслом должно производиться при строго определенных условиях (например, при полностью сжатых расширителях и температуре масла, на 5—10 °С превышающей максимальную температуру при работе аппарата). После наполнения кожуха маслом принимаются меры к удалению из его объема всех остатков воздуха.
На рис. 2-24 изображен рентгеновский излучатель на 250 кВ для рентгенотерапевтических и рентгенодефектоскопических аппаратов. Рентгеновская трубка имеет здесь проточное масляное охлаждение, осуществляемое с помощью специального насоса, соединяемого с излучателем маслопроводными шлангами. Масло извне попадает в маслопроводную изоляционную трубку, находящуюся внутри кожуха, и через нее — в полость анода.

Рентгеновский излучатель с рентгенотерапевтической трубкой с проточным масляным охлаждением
Рис. 2-24. Рентгеновский излучатель с рентгенотерапевтической трубкой с проточным масляным охлаждением.
1 — маслопровод; 2— гайка; 3 — анододержатель; 4—рентгеновская трубка; 5—катододержатель; 6 — изоляционный высоковольтный барьер; 7 — торцовая крышка; 8 — оформительная крышка; 9 — кольцо; 10 — крышка наружная; 11 — тумблер включения центратора; 12 — центратор; 13 — штыревой наконечник; 14 — высоковольтный ввод; 15 — гайка.

Отсюда масло поступает в полость кожуха и затем выходит наружу. Таким образом, масло во всем объеме кожуха является проточным. Это устраняет заботы о маслорасширении, так как необходимый дополнительный объем легко предусмотреть в насосе. В то же время такая конструкция заставляет считаться с пониженной электрической прочностью масла — при циркуляции в такой системе ее трудно поднять выше 20—25 кВ па 2,5 мм.
В защитном кожухе и во всей масляной системе предусматриваются уплотнения, препятствующие просачиванию масла. Заполнение кожуха маслом производится обычно при помощи насоса. После заполнения принимаются меры к удалению остатков воздуха, которые могут остаться в полостях кожуха.
Масляный насос — ротационный, шестеренчатого типа имеет производительность 25 л/мин. Насос расположен в баке, наполненном маслом, и приводится в действие трехфазным электродвигателем, находящимся на крышке бака. Внутри бака имеется змеевик, по которому циркулирует вода из водопровода, охлаждающая масло. Блокировки в масляной и водяной системах не позволяют включать высокое напряжение и отключают его, когда отсутствует или ослабевает напор масла или воды.
Рассмотрим некоторые радиационные вопросы, касающиеся рентгеновских излучателей и относящиеся как к излучателям в виде отдельных защитных кожухов с рентгеновскими трубками, так и к моноблокам.
Рентгеновское излучение, исходящее от анода рентгеновской трубки, несколько ослабляется как стеклянным баллоном трубки, так и слоем масла, находящегося между баллоном и выходным окном рентгеновского излучателя, и самим выходным окном. Возникает естественная фильтрация излучения, которую обычно называют собственной фильтрацией рентгеновского излучателя. У выходного окна излучателя, предназначаемого для рентгенодиагностических и рентгенотерапевтических аппаратов, обычно располагается дополнительный фильтр, так как собственная фильтрация оказывается недостаточной, чтобы полностью поглотить мягкое излучение, которое в противном случае поглощалось бы кожей пациента, оказывая па нее вредное действие. При глубокой рентгенотерапии применяют более сильную фильтрацию для повышения степени однородности излучения и увеличения относительной глубинной дозы (§ 1-6). Фильтры имеют вид сравнительно топких (1 — 5 мм) дисков из алюминия или меди.

Рис. 2-25. Схематический разрез объемной диафрагмы.
1 — анод рентгеновской трубки; 2 — перемещающиеся свинцовые шторки; 3— источник видимого света для светового центратора; 4 — зеркало; 5 — поле облучения; 6 — световое поле.
Помимо фильтрации в рентгенодиагностике и рентгенотерапии (а также иногда в рентгенодефектоскопии) применяют ограничение пучка лучей, выходящего из окна рентгеновского излучателя. Такими ограничителями являются рентгеновские тубусы и рентгеновские диафрагмы, укрепляемые у выходного окна. Тубус представляет собой круглый или квадратный раструб, ось которого совпадает с центральным пучком лучей, а сечение обычно увеличивается с удалением от окна. Тубусы изготовляются из материала, сильно поглощающего рентгеновское излучение.
Рентгеновские диафрагмы обычно бывают регулируемыми, т. е. позволяют изменять угол, ограничивающий выходящий пучок лучей, а тем самым и поле облучения на определенном расстоянии от фокуса трубки.
Различают плоские и объемные диафрагмы. В плоской диафрагме две пары свинцовых шторок раздвигаются во взаимно перпендикулярных направлениях, изменяя тем самым размеры отверстия, ограничивающего пучок лучей. Поскольку расстояние от фокуса трубки до диафрагмы мало по сравнению с расстоянием от фокуса до объекта исследования или облучения, границы поля облучения получаются нерезкими; переходные участки не входят в рабочее поле и приводят к дополнительному ненужному облучению. От этого недостатка почти полностью свободны объемные диафрагмы.
Схематический разрез объемной диафрагмы представлен на рис. 2-25. Здесь имеется несколько пар подвижных шторок, что и приводит к достаточно резкому ограничению пучка рентгеновских лучей. Объемные диафрагмы снабжаются световыми центраторами, дающими пучок лучей видимого света, совпадающий с рентгеновским пучком и позволяющий центрировать этот последний в его отсутствие. Объемные диафрагмы обычно приводятся в действие посредством электропривода.

Рис. 2-26. Стол и штатив для рентгенодиагностических снимков с излучателем в сочетании с объемной диафрагмой.
На рис. 2-26 изображен рентгеновский излучатель в виде отдельного защитного кожуха с рентгеновской трубкой с вращающимся анодом, снабженный объемной диафрагмой и обслуживающий стол для рентгенодиагностических снимков.
Выше шла речь об ограничении пучка рентгеновских лучей, выходящего из излучателя через выходное окно. Однако рентгеновская трубка, размещенная в излучателе, дает значительно более широкий пучок лучей, в том числе и в осевом направлении в сторону катода. Для ослабления неиспользуемой части пучка кожух излучателя покрывается изнутри, как уже указывалось, листовым свинцом.
Согласно PC 1536-68 * для излучателей, предназначаемых для рентгенодиагностики, уровень защиты, обеспечиваемой излучателем, должен быть таков, чтобы на расстоянии 1 м от фокуса трубки в любом направлении экспозиционная доза излучения не превышала 100 мР в час при таком режиме электрического питания, который обеспечивал бы максимально достижимую экспозиционную дозу в рабочем пучке при просвечиваниях.
К излучателям, предназначаемым для рентгенотерапии и имеющим трубки на напряжение не свыше 150 кВ, предъявляются такие же требования.

*Рекомендация СЭВ по стандартизации: «Аппараты рентгеновские. Требования по защите от излучения. Методы испытаний».

Для излучателей  напряжения свыше 150 кВ (т. е. для глубокой терапии) допускается уровень защиты, пониженный в 10 раз (т. е. 1 000 мР в час), что объясняется наличием между излучателем и обслуживающим персоналом всегда в этом случае защитной стены.
Для излучателей, предназначаемых для рентгенодефектоскопии, рекомендуется такой же уровень защиты, что и для терапевтических. В эксплуатационных условиях следует помнить, что массивные объекты исследования могут создавать рассеянное излучение, по интенсивности сравнимое с неиспользуемым излучением, ослабленным защитным кожухом излучателя. Для излучателей, используемых при рентгеноструктурном и рентгеноспектральном анализах, когда обслуживающий персонал по условиям работы должен иногда приближаться к излучателям, рекомендуется уровень защиты, соответствующий экспозиционной дозе излучения, равной 25 мР в час на расстоянии 5 см от поверхности излучателя.
Уровень защиты излучателя измеряется при выходном окне, закрытом свинцовой заглушкой такой толщины, которая соответствует по меньшей мере 20 слоям половинного ослабления. Измерения должны производиться с ограничителем пучка лучей (тубусом, диафрагмой), предназначаемым для излучателя данного типа.
Для примера укажем, что в излучателях, подобных изображенным на рис. 2-23 и 2-24, толщина защитного слоя свинца на различных участках защитного кожуха берется различной в зависимости от направленности лучей и степени их ослабления собственными элементами трубки и излучателя. В излучателях на напряжения 125—150 кВ наибольшая толщина свинца достигает 3—4 мм, в излучателях на напряжения 250—300 кВ — 5—6 мм.



 
« Религия и психические болезни   Рентгенодиагностика заболеваний костей и суставов »