+7 831
430-60-46
Главная Рентгеновские установки и томографы

Рентгеновские установки и томографы

Рентгеновские установки

В настоящее время для радиационного контроля практически широко используют лишь источники, которые построены на базе электронных устройств, а также радиоизотопные источники. Свойства ионизирующего излучения этих источников обычно характеризуются интенсивностью излучения и его спектральным составом. Длина волны ионизирующих излучений соизмерима с размерами молекул и атомов или меньше их, что определяет сложный характер взаимодействия этих излучений с материалом контролируемого объекта и обусловливает вероятностный характер результатов взаимодействия. Общей тенденцией при взаимодействии ионизирующих излучений с веществом является увеличение его проникающей способности с увеличением энергии кванта. По отношению к ионизирующим излучениям свойства материалов как бы выравниваются и решающей величиной, влияющей на результаты взаимодействия квантов излучения, оказываются плотность материала и его строение (микроструктура). Обычно используются рентгеновское, гамма-, бета, нейтронное излучения.

Согласно классификационной схеме тормозное излучение получают на рентгеновских аппаратах, в ускорителях электронов и от β-источников С мишенью.

Рентгеновские аппараты. Рентгеновская установка состоит из рентгеновского излучателя, источника высокого напряжения и пульта управления. Высоковольтный генератор прeобразует напряжение сети в напряжение питaния рентгеновской трубки. Высоковольтный генератор включаeт в сeбя: преобразователи переменного тока в пoстоянный (диоды кенотронов), конденсаторы для фильтрaции и удваивания напряжения, трaнсформаторы накала рентгеновской трубки, выключатели и защитные устройства, трансформаторы накала кенотронов.

Большинство ведущих иностранных фирм принимают следующий базовый ряд наибольшего напряжения рентгеновской трубки: 10 80; 50 140; 50...200 (220); 80...300; 35 160; 60 250; 100.. .400 кВ

Рентгеновские аппараты по напряжению в рентгеновской трубке подразделяют на следующие группы.

- Для просвечивания тонкостенных деталей из сталей, пластмасс и легких сплавов - 10—120 кв; изделий из сталей средней толщины (до 90 мм) и легких сплавов (до 150 мм) - 100-400 кв; тяжелых сплавов и сталей большой толщины (до 200 мм) — 1—2 Мв.

Для просвечивания изделий толщиной до 500—600 мм применяют бетатронные установки с энергией тормозного излучения от 3 до 30 Мэв и выше.

По роду применения рентгеновские аппараты разделяют на стационарные и переносные.

В настоящее время для промышленной рентгенодефектоскопии применяют в основном переносные рентгеновские аппараты

Современную переносную (портативную) рентгеновскую аппаратуру разрабатывают и изготовляют едиными сериями с учетом возможности просвечивания материалов в широком диапазоне толщин. За базу построения такой серии аппаратов принимают анодное напряжение рентгеновской трубки. Чтобы не допустить перегрев анода, существует ряд способов, при помощи которых излишнее тепле удаляется с его поверхности. Прежде всего корпус анода изготавливают из меди - вещества, обладающего большой теплоемкостью и теплопроводностью.

Воздушное радиаторное охлаждение. Тепло, образующееся на поверхности анода, передается на большую ребристую поверхность радиатора, укрепленного на внешнем конце анодного стержня.

Радиатор по мере нагревания излучает тепло в окружающее пространство.

Водяное охлаждение. В металлический шарообразный резервуар с водомерным стеклом и воронкой, составляющими единую полость с трубчатой частью анодного стержня рентгеновской трубки, наливают дистиллированную воду. Вода, обладающая большой теплоемкостью, поглощает большое количество тепла от анода.

При этом способе охлаждения трубке придают такое положение, которое обеспечивало бы подход воды к анодному стержню, в противном случае отдачи тепла не происходит.

Масляное охлаждение. Маслом охлаждают трубки, помещенные вместе с трансформатором в общий бак (блок трансформатора), который заполнен трансформаторным маслом, или же трубки, заключенные в защитный металлический кожух.

Для увеличения теплоотдачи на внешнем конце анодного стержня укрепляют радиатор. Охлаждение происходит путем конвекции, то есть за счет взаимного перемещения нагретых и холодных частиц масла. Этот способ охлаждения анода распространен наиболее широко.

Компьютерные томографы

В основе работы рентгеновского компьютерного томографа лежит просвечивание тонким рентгеновским лучом объекта исследования с последующими регистрацией не поглощенной части прошедшего через этот объект излучения и выявлением распределения коэффициентов поглощения излучения в структурах полученного слоя.

В томографах I поколения (упомянутый выше EMI-Scaner, впервые установленный в 1971 г. в английском госпитале «Аткинсон Морли») основу системы сканирования исследуемого объекта составляли рентгеновская трубка (как источник излучения) и один детектор, расположенные друг напротив друга. Блок рентгеновская трубка - детектор совершал только поступательное движение в плоскости среза.

В томографах II поколения использован аналогичный принцип сканирования. Модификацией были увеличение количества детекторов (до 100) и более широкий спектр ракурсов просвечивания, что позволило сократить время сканирования.

Аппараты III поколения стали дальнейшим развитием системы сканирования.

В компьютерных томографах IV поколения используется принципиально новый вид технического решения системы рентгеновская трубка - детекторы. В этом случае детекторы неподвижно размещены по всей внутренней поверхности кольца, внутри которого вращается источник излучения. При этом количество детекторов составляет 4 тыс., а на некоторых моделях и 4,8 тыс. (фирма Picker, США), что позволяет добиться разрешения 22 пар линий/см. При этом при спиральном сканировании на оборудовании этого производителя разрешающая способность аппаратов остается неизменной.