X射線機

1895年德國物理學家倫琴(W．C．RÖntgen)在研究陰極射線管中氣體放電現象時，用一隻嵌有兩個金屬電極（一個叫做陽極，一個叫做陰極）的密封玻璃管，在電極兩端加上幾萬伏的高壓電，用抽氣機從玻璃管內抽出空氣。為了遮住高壓放電時的光線(一種弧光)外泄，在玻璃管外面套上一層黑色紙板。他在暗室中進行這項實驗時，偶然發現距離玻璃管兩米遠的地方，一塊用鉑氰化鋇溶液浸洗過的紙板發出明亮的熒光。再進一步試驗，用紙板、木板、衣服及厚約兩千頁的書，都遮擋不住這種熒光。更令人驚奇的是，當用手去拿這塊發熒光的紙板時，競在紙板上看到了手骨的影像。當時倫琴認定：這是一種人眼看不見、但能穿透物體的射線。因無法解釋它的原理，不明它的性質，故借用了數學中代表未知數的“X”作為代號，稱為“X”射線(或稱X射線或簡稱X線)。這就是X射線的發現與名稱的由來。

X射線產生需要三個條件：（1）電子源；（2）高速電子流；（3）靶。X射線管就是據此設計製造的產生X射線的核心器件。X射線管主要由陰極、陽極和玻璃殼三部分組成，陽極和陰極封裝在高真空度的玻璃殼內。陰極（鎢絲）在高温下可發射足夠數量的電子，這些電子在陰陽兩極高壓作用下被加速成為高速電子流。當高速電子撞擊鎢靶時，電子動能轉換為兩部分能量：其中不到1%能量轉換為X射線能量；而99%以上能量轉換為陽極熱量，加速了陽極靶面的温升。X射線管分為固定陽極X射線管和旋轉陽極X射線管，兩者結構區別主要體現在陽極上，前者主要由鎢靶面和傳熱的銅體構成，後者主要由靶面、轉子、轉軸、定子及軸承組成。旋轉陽極X射線管分為低速管（3000轉/分）和高速管（9000轉/分）兩類。為減少磨損和防止共振，旋轉陽極X射線管一般都有制動裝置。X射線管放置在X射線管管室中，兩者之間充滿了用於絕緣和冷卻的變壓器油。

高壓發生器的主要作用是供給X射線管陰、陽兩極直流高壓和燈絲加熱電壓。其主要由高壓變壓器、燈絲變壓器、高壓整流器、高壓交換閘、變壓器油及封裝以上部件的箱體組成。高壓初級電壓經高壓變壓器升壓、高壓整流器整流後，成為直流高壓，通過高壓電纜加到X射線管陰陽兩極。燈絲初級電壓經燈絲變壓器降壓後，通過陰極高壓電纜加到X射線管燈絲。一台X射線機經常帶有兩個或三個X射線管，這些X射線管分時工作，通過高壓交換閘進行切換。變壓器油起絕緣和散熱的作用。

高壓電纜是連接高壓發生器和X射線管的器件，主要用於傳輸X射線管陰陽兩級高壓及燈絲加熱電壓。高壓電纜分同軸高壓電纜和非同軸高壓電纜兩類，其結構從裏到外依次為導電芯線、高壓絕緣層、半導體層、金屬屏蔽層及保護層。陰極電纜有三芯和二芯兩類，分別用於雙焦點和單焦點X射線管。高壓電纜兩端裝有高壓插頭，分別與裝有高壓插座的高壓發生器和X射線管相連。

根據用途不同可以分為工業X射線機和醫用X射線機。

工業X射線機可以按照產生射線的強度分硬射線機和軟射線機。

醫用X射線機按照使用目的可分為診斷X射線機和治療X射線機兩大類。

工業X射線機利用高壓變壓器加在兩個金屬電極上的高壓產生射線。工業X射線機用於航天，石油建設，天然氣管道，鍋爐，壓力容器等無損探傷中不可缺少的設備。工業射線機分周向，周向360度發射射線。定向是60度發射射線。另又分電壓高低。從10kV到450kV不等，千伏電壓越高，則射線強度越大。硬x射線的產生可以用高壓電的辦法，如100kV 或300kV的電壓加到x射線管上，產生的射線可以穿透5--50mm的鋼板。而用電子加速器的辦法可以產生穿透100mm以上的鋼板的射線。

醫用X光機也叫做X光診斷設備或醫用X光透視儀。，醫用X線診斷設備是應用最早、臨牀普及面最廣的醫學影像檢查手段。在其他醫學影像於段出現之前的半個多個世紀，它一直是唯一的臨牀影像直觀檢查方法。此類X光機適用於醫用，廣泛應用於醫療機構與場所，為相關單位提供了快速的醫療診斷。其高壓發生器大多為數字高頻，具有拍攝成像層次豐富、操作界面簡潔友好等特點。 ^[2]