5.3.6. Устройства для формирования рентгеновского излучения
К этой группе устройств относятся диафрагмы, ограничивающие размеры рабочего пучка излучения, фильтры и отсеивающие растры, изменяющие качественный состав излучения.
Диафрагмы формируют пирамидальные пучки прямоугольного сечения и плавно изменяют размеры размера поля облучения. Различают плоские и объемные диафрагмы. Плоскими называют диафрагмы с двумя парами свинцовых пластин (шторок), перемещающимися в параллельных плоскостях перпендикулярно оси пучка излучения. Расстояние между плоскостями, в которых перемещаются шторки составляет 3 – 6 мм (рис. 63).
Рис. 63. Схема плоской диафрагмы
Критерием качества диафрагмирования является ширина полутени края поля облучения, образованная краем шторки. Ширина полутени зависит от размеров диафрагмы и от оптических свойств излучателя и подразделяется на геометрическую и полутень краевого эффекта (hкр).
Геометрическая полутень обусловлена размерами оптического фокуса рентгеновской трубки (размер В) – hГ и наличием афокального излучения, возникающего в результате падения электронов на анод за пределами его действительного фокуса – hаф.
Плоские диафрагмы не обеспечивают формирования резких границ поля облучения без нежелательного изменения конструкции и размеров диафрагмы. Этих недостатков лишены объемные (глубинные) диафрагмы, в которых по ходу пучка излучения располагают несколько пар шторок, обеспечивающие не только уменьшение полутени, но и уменьшение доли рассеянного излучения в пучке (рис. 64).
Первая пара шторок ограничивает выход афокального излучения анода трубки, а так же рассеянного излучения от конструктивных элементов излучателя. Вторая пара шторок предназначена для грубой коллимации пучка и обеспечения поперечных размеров пучка. Третья пара предназначена для защиты от неиспользуемого излучения, прошедшего по краям шторок второй пары. Четвертая пара – выходные шторки, предназначенные для окончательной коллимации рабочего пучка излучения.
Для ориентации приемника излучения относительно оси пучка излучения, диафрагмы снабжаются световым оптическим центратором (указателем) поля облучения. Для поддержания постоянного размера поля облучения при рентгеноскопии в случае продольного перемещения экранно-снимочного устройства относительно фокуса рентгеновской трубки, в РДА вводится электрическая или механическая связь между изменением фокусного расстояния, размером поля на экране и раскрытием шторок диафрагмы.
Рис. 64. Схема глубинной диафрагмы:
1 – шторки первичной колимации; 2, 3 – шторки защитные; 4 – шторки выходные; 5 – зеркало светового указателя поля облучения
Фильтры излучения предназначены для полного или частичного поглощения длинноволновой части спектра рентгеновского излучения. Применяют алюминиевые, медные и железные фильтры, устанавливаемые на входе диафрагмы. Иногда в качестве фильтров используют зеркала световых имитаторов пучка, входные и выходные предохранительные окна диафрагмы. В этом случае фильтры являются светопрозрачными с различными эквивалентами по алюминию.
К устройствам фильтрации рентгеновского излучения относятся отсеивающие растры для избирательного поглощения рассеянного излучения. Растр представляет собой пластину, составленную из чередующихся прозрачных и малопрозрачных для излучения (свинцовых) ламелей (рис. 65).
Рис. 65. Работа рентгеновского отсеивающего растра
Плоскости ламелей направлены на определенную точку в пространстве, с которой при использовании растра совмещают фокус излучателя. Первичный пучок излучения пропускается растром, а рассеянное объектом и произвольно направленное излучение задерживается ламелями.
Основными характеристиками растра, определяющими его эффективность являются отношение растра n = T / t и его частота, определяемая числом ламелей на 1 см его длины. Наиболее распространены растры с отношением 6 и 8 при анодном напряжении до 100 кВ и с отношением 10 и более при Va > 100 кВ. Растры размещаются перед рентгенографической кассетой или другим приемником излучения.