x射线发生器
2021-07-07 09:46:35
X光球管外壳是用熔点高、绝缘强度大的钼组硬质玻璃制成。内部真空以减少对电子的阻挡，并分成两极，通电时，电压差可达 150kV。
在阴极的这个位置，装有钨制灯丝，单独接入 6~12V 的低压电，像灯泡一样发光发热并放出高能电子，温度越高，电子越多。
在两极电压差的影响下，电子将从阴极快速撞击在由铼钨合金制成的阳极靶盘上，因为遇到原子外层的电子云减速，电子损失的动能就会转化成“制动辐射”(bremsstrahlung)。
此外，阳极靶盘上的原子，其本身低能级的内层电子会被阴极发出的电子撞飞，这时高能级的外层电子就会往里跃迁，填补空位，损失的能量就会转化成“特征辐射”(characteristic x-ray)。
两种辐射的合起来就是CT X球管射出的X 光，波长在 0.01~10 nm 之间。不同能量对应不同的X射线光谱，下图中显示了一些CT制造商使用的典型X射线光谱。其中突起的几个尖状物就是特征辐射部分，而连续的部分则是制动辐射减去被过滤掉低能量硬化后的射线。滤掉低能部分是因为光子能量太低无法穿过人体到达探测器，无法贡献影像信息反而给病人徒增剂量。一般来说，射线的平均能量为最大能量的1/3。
就像牛吃100斤草才能转换成3斤牛肉一样低效，电子到光子的转换效率更是低于1%，其他全部转换为热能。电子束长时间轰击阳极靶某一点会产生巨大热量，不能长时间连续工作，否则会阳极靶会被烧蚀。
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