X光机原理

导读：相信绝大多数同学都有在医院拍过X光片的经历，不管是CR、DR、CT还是乳腺机、数字胃肠、血管造影(DSA)等，其核心结构仍然是X光机。X光机的应用已有数十年历史，X线机的结构和形式，随着科学技术的发展和使用要求的不同而有很大差别，但其产生X线的原理都是一样的。下面就让我们来认识一下X光机的基本结构和原理。。。

1. X光机原理—简介

　　X-ray是由伦琴教授在1895年所发现，这种由真空管发出能穿透物体的辐射线，在电磁光谱上能量较可见光强、波长较短、频率较高。根据X线的产生原理，人们研制出了一整套将电能转变为X线能的装置，该装置是X线机中最重要的组成部分，能根据不同需要产生量和质可随意控制的X线束。

　　X光机是产生X光的设备，其主要由X光球管和X光机电源以及控制电路等组成，高压电源的高压输出端分别夹在阴极灯丝和阳极靶两端，提供一个高压电场使灯丝上活跃的电子加速流向阳极靶，形成一个高速的电子流，轰击阳极靶面后，99%转化为热量，1%由于康普顿效应产生X射线。X光机广泛应用于医疗卫生、科学教育、工业各个领域，如X光机可用于医院协助医生诊断疾病，用于工业的无损探伤，火车站和机场的安全检查等等。

2. X光机原理—结构

　　1) 电源电路：x线机的总电源。外电源经电源开关，熔断器后，使自耦变压器得电。

　　2) X线球管：X线球管可谓X线机的心脏，它是产生X线的关键部件。是一个高真空器件，产生X线的实质是能量转换，根据产生X线的条件，高速电子所携带的能量，在遭到急剧阻挡后，大部分转变为热能，很小的一部分能量转变为X线，X线球管是一个转换效率极低的能量转换元件，在此过程中大约有99%左右的能量被转换成热能而被浪费掉，不仅如此，人们为了解决这大量的热带来的问题又投入了较大的精力去研究如何散热，尽管如此，X线的作用和影响仍然是非常重要的。

　　3) 高压发生器：高压发生器是X线机主机系统的重要组成部分。它的作用，一是将由自耦变压器输入的初级交流低电压升高数百倍，再经整流后输出，为X线管两极提供直流高压;二是将初级电路输入的交流电压降压后输出，为X线管灯丝提供加热电流;三是完成管电压、灯丝加热电流在不同负载间的切换。

　　4) 高压绝缘电缆：在中、大型X线机中，高压发生器和X线管是分离部件，两者之间通过2根特制的导线连接在一起，这种输送高压的导线称为高压绝缘电缆。高压电缆构造上要求除具有一定的耐压性能外，还要尽可能减少截面积，使其轻便和柔软。

　　5) 控制台：x线机基本电路中，结构最复杂，各机型差异最大的。

　　6) 机械装置及辅助设备：主要是电动诊视床电路，x线管支持装置电路，点片定位电路。

3. X光机原理—工作原理

　　利用X线具有穿透性、荧光性和摄影效应的特性，使人体在介质上形成影像，由于人体组织有密度和厚度的差别，当X线穿透人体不同组织时，X线被吸收的程度不同，所以到达介质上的X线的量就有差异，形成黑白对比不同的影像。

　　高速运动的电子与物体碰撞时，发生能量转换，电子的运动受阻失去动能，其中99%的能量转换为热量，而1%的能量转换为X射线。

　　概括起来，产生X线必须具备3个条件：

　　1) 要有一个电子源。能根据需要，随时提供足够数量的电子，这些电子在电场作用下奔向阳极，便形成管电流。这个电子源在阴极端。

　　2) 要有一个能经受高速电子撞击而产生X线的靶，即阳极。

　　3) 高速电子流。为获得高速电子流需具备2个条件，其一是有一个由高电压产生的强电场，使电子从中获得高速运动的能量;其二是有一真空度较高的空间，以使电子在运动中不受气体分子的阻挡和电离放电而降低能量，同时，也能保护灯丝不致因氧化而被烧毁。

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