Оборудование, используемое в рентгеновской радиографии

Оборудование, используемое в рентгеновской радиографии

Принцип генерации рентгеновских лучей для целей промышленной радиографии является тем же, что и для других применений рентгеновского излучения. Рентгеновское оборудование может быть изготовлено для работы в некотором диапазоне напряжений, и обычно используются установки, работающие в диапазоне напряжений от 80 до 300 кВ.  Указанный диапазон относится к значениям пикового напряжения, приложенного к рентгеновской трубке, и является мерой энергии генерируемых рентгеновских лучей.

Одним из методов генерации рентгеновских лучей очень высокой энергии является использование портативного ускорителя электронов (бетатрона), в котором электроны заставляют сталкиваться с мишенью, производя таким образом рентгеновские лучи. Этот метод отмечается здесь только с познавательной точки зрения, но не как широко распространенный метод, и Вы вряд ли видели установку такого типа.  Однако, если Вы на самом деле будете проводить обследования с помощью установки такого рода, Вы можете применить общие предписания по радиационной безопасности, подробно описанные ниже в данном модуле.

1.1.1     Головка рентгеновской трубки

Рентгеновская трубка находится в обрамлении головки, изготовленной из прочного плотного материала, такого как сталь. Головка трубки снижает нежелательные уровни излучения вблизи работающей трубки и обеспечивает защиту вакуумированной рентгеновской трубки.

Окошко спереди головки трубки позволяет полезному рентгеновскому лучу покинуть защиту трубки. Это окошко покрыто металлическим диском, который ослабляет низкоэнергетическую часть рентгеновского спектра. Этот металл называется фильтром.

1.1.2     Блок управления генерацией рентгеновских лучей

Поскольку рентгеновские лучи могут быть произведены только тогда, когда высокое напряжение будет приложено к рентгеновский трубке, необходимо иметь трансформатор для повышения имеющегося напряжения в сети до уровней нескольких десятков и сотен киловольт. Сетевое напряжение (обычно в пределах 110 или 240 Вольт переменного тока) нужно выпрямить до однонаправленного тока и затем сгладить пульсации, чтобы подать постоянное напряжение для генерации подходящих рентгеновских лучей.

Блок управления рентгеновской трубкой позволяет варьировать следующие параметры.

  • Напряжение в киловольтах (кВ), прикладываемое к рентгеновской трубке. Это напряжение определяет энергии рентгеновских лучей, которые, в свою очередь, определяют, металл какой толщины может быть подвергнут радиографическому обследованию. Величина напряжения определяет мощность дозы, производимую рентгеновской трубкой, но эта зависимость не является линейной.
  • Блок управления также позволяет регулировать силу тока в нити накала рентгеновской трубки. Он составляет обычно несколько миллиампер (мА). Сила тока линейно связана с мощностью дозы, т.е. если сила тока увеличится в два раза, величина мощности дозы излучения также удвоится.  (Это соотношение может быть использовано при проведении замеров вокруг рентгеновских установок, см. раздел 5.2, 5.3).
  • Таймер на блоке управления позволяет заранее установить уровень облучения для обеспечения даиографического изображения хорошего качества. Время облучения устанавливается с учетом толщины металла, выбранного напряжения на трубке и силы тока в ней, а также с учетом чувствительности пленки.

Одним из главных свойств блока управления рентгеновской трубкой является то, что он позволяет автоматически управлять предупредительными световыми знаками. Это обстоятельство будет обсуждаться далее в разделе 5.

1.1.3     Коллиматоры и конусы для рентгеновских лучей

Чтобы ограничить действие рентгеновского луча только в области мишени, на окошко рентгеновской трубки могут быть установлены коллиматоры и конусы. Они представляют собой простые металлические цилиндры, обложенные свинцом, чтобы ослабить те рентгеновские лучи, которые не движутся к мишени.

Эти цилиндры могут быть различной длины и простираться вплоть до касания с объектом, чтобы дать правильное расстояние от пленки до рентгеновской трубки для отдельного изделия. Конусы могут использоваться с различными углами, чтобы обеспечить требуемый диаметр рентгеновского луча для покрытия части обследуемого объекта.

Конусы и цилиндры обычно не прикрепляются постоянно к головке трубки, чтобы дать возможность использовать различные их типы. Однако, окошки в некоторых головках трубок содержат отверстие в тонкой пластинке металла. Когда головка трубки контактирует с металлом, окошко действует как встроенный коллиматор. Если готовка трубки удаляется от объекта, диаметр пучка излучения увеличивается.