1.1.3 Области применения и конструктивные
особенности рентгеновских трубок.
Рентгеновская диагностика – просвечивание материалов и биологических объектов рентгеновским излучением с целью исследования их внутреннего строения. Этот метод основан на изучении теневой картины, возникающей вследствие различного ослабления излучения при прохождении через объект исследования.
Рентгеновская дефектоскопия материалов позволяет установить в исследуемом образце (сварные швы, литые детали и др.) наличие макроскопических дефектов (пор, трещин и т.д.). Теневую картину обычно регистрируют на фотопленке (рентгенография) или наблюдают на флюоресцирующем экране (рентгеноскопия).
Основными техническими характеристиками метода дефектоскопии являются:
1. Пространственная разрешающая способность. Зависит от размера фокусного пятна рентгеновской трубки и геометрии просвечивания. Для увеличения пространственной разрешающей способности необходимо использовать трубки с фокусным пятном малого размера, однако это требует уменьшения мощности трубки. Увеличение расстояния фокусное пятно-объект также улучшает эту характеристику. И то и другое ведет к уменьшению интенсивности излучения, прошедшего через объект, что вызывает необходимость увеличения времени экспозиции.
2. Контрастная чувствительность. Характеризует минимальную разницу в толщине или плотности составных частей исследуемого объекта. Зависит от спектрального состава рентгеновского излучения, геометрии просвечивания, характеристики приемников излучения, толщины и плотности объекта и др. Определяется экспериментально с помощью специальных эталонов.
3. Просвечивающая способность. Наибольшая толщина объекта в направлении просвечивания, дефекты которого могут быть зарегистрированы с определенной чувствительностью. Определяется проникающей способностью излучения, т.е. фактически ускоряющим напряжением на аноде рентгеновской трубки.
4. Размер поля облучения. Максимальный размер поверхности объекта, наблюдаемый на его поверхности без дополнительного перемещения.
Таким образом, общие требования к рентгеновским трубкам для дефектоскопии: малый размер фокусного пятна, большая мощность, широкий диапазон изменения анодного напряжения. Для удовлетворения этим требованиям при дефектоскопии самых разнообразных объектов - от микроэлектроники до судостроения, созданы серии приборов с различными номинальными напряжениями, мощностями и фокусными пятнами.
2.1.3. Двухэлектродные трубки для просвечивания.
На рис. 6.3,а показана конструкция трубки, для просвечивания материалов, мощностью 1 КВт на напряжение 100 кВ. Трубка имеет линейное фокусноепятно. Вольфрамовая мишень массивного медного анода (2) наклонена к оси прибора под углом 700 . Вакуумная оболочка трубки состоит из медного корпуса (7), в который впаян анод и бериллиевое окно для выпуска излучения, и стеклянного баллона (6). Корпус и баллон соединены между собой коваровыми (5) и промежуточным стальными (4) кольцами. Толстостенный корпус сильно ослабляет неиспользуемое излучение, идущее в радиальных направлениях; из
л
учение
в аксиальных направлениях поглощается
анодом и фокусирующим устройством
катода. Анод трубки заземляют, а высокий
отрицательный потенциал на катод (3)
и напряжение
на нить накала подают с помощью цоколя.
Заземленный анод охлаждают проточной
водой
непосредственно
из водопровода.
В трубке используется, металлическая
ножка, на которой смонтирован катодный
узел. Применение такой конструкции в
сочетании с баллоном, армирваным с
обоих концов коваровыми кольцами,
обеспечивает точную юстировку прибора.
а
б
Рис. 6.3 Конструкция рентгеновских трубок для просвечивания.
Современные трубки для просвечивания материалов на более высокие напряжения мало отличаются конструктивно друг от друга. Примером может служить трубка мощностью 2,5 кВт на напряжение 250 кВ (рис. 6.3,б).