Расчет спектральной плотности потока трубки
Как известно, в общем случае спектр излучения трубки является результатом сложения двух составляющих: тормозного и характеристического спектров рентгеновского излучения.
Тормозное излучение рентгеновской трубки можно охарактеризовать спектральной плотностью потока излучения, определяемой числом квантов рентгеновского излучения (фотонов), приходящихся на единицу энергии, испускаемых за одну секунду в угле один стерадиан. Тормозное излучение рентгеновской трубки описывается формулой (15).
Поток характеристического излучения N xq [квант/(с×ср)] в спектре первичного излучения определяется выражением:
, (18)
где k1 – константа, равная 5×1014; Еq – энергия ионизации q-уровня;
G=1-(7×Z-80)/(14×Z-80); w q – выход флюоресценции q-уровня; р – доля флуоресценции данной характеристической линии; g = 3.8×10-2 для К-серии характеристического излучения и g = 0.11 для L-серии.
Сложение спектров тормозного и характеристического излучения дает идеализированный спектр излучения рентгеновской трубки в зависимости от таких параметров, как ток, напряжение и материал мишени трубки. Для того чтобы определить истинный вид спектра излучения трубки необходимо учесть те изменения, которые претерпит пучок первичного рентгеновского излучения при взаимодействии с мишенью анода, выходным окном трубки и фильтром.
Из предположения, что электроны проникают вглубь мишени на 1мкм на каждые 10 кВ разности потенциалов, можем найти толщину ослабляющего
слоя x 1:
|
|
|
, (19)
где a – угол между пучком электронов и нормалью к поверхности мишени (0⁰), b – угол между нормалью и направлением отбора пучка рентгеновского излучения (80⁰), х – глубина проникновения электронов в мишень (x = 6 мкм).
Идеализированный спектр тормозного излучения:
, (20)
Спектральная интенсивность, с учётом поглощения в мишени:
, (21)
Спектральная интенсивность, с учётом поглощения в выпускном окне:
, (22)
Спектральная интенсивность, с учётом поглощения в воздухе между выпускным окном и объектом:
, (23)
На основе формул (20) – (23) были построены спектральные интенсивности. График полученных характеристик представлен на рисунке 7 
Рисунок 7 – Спектральная характеристика излучения
Описание серийно выпускаемого аналога
|
|
|
Ближайшим по параметрам, серийно выпускаемым аналогом разрабатываемой трубки, является рентгеновская трубка для анализа БСВ28. Рентгеновская трубка БСВ28 производится на ЗАО «Светлана – Рентген». Основные характеристики данной трубки приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Основные параметры рентгеновской трубки типа БСВ28
| Тип трубки | Рабочее анодное напряжение, кВ | Мощность, кВт | Параметры накала | Материалы мишени | Геометрические размеры, мм | |||
| Max. Uн, В | Max. Iн, А | |||||||
| Диам. колбы | Max. длина | |||||||
| БСВ28 | 60 | 2,4 2,0 1,8 1,5 1,0 | 4,0 | 4,0 | W, Mo, Cu, Ag Fe, Co, Ni, Cr, V | 55 | 236 | |
Рисунок 8 – Внешний вид трубки типа БСВ28
Согласно ГОСТ 11.073.807—82 «Приборы электровакуумные. Система условных обозначений» можно расшифровать название трубки типа БСВ28:
Б – требуется дополнительная защита элементами кожуха или моноблока аппарата;
С – для структурного анализа;
В – водяное охлаждение;
28 – обозначает порядковый номер прибора в данной группе.
Заключение
Для конструирования рентгеновской трубки необходимо подобрать её параметры под соответствующее техническое задание. Подбор и оптимизация необходимых параметров является неотъемлемой частью процесса разработки рентгеновской трубки.
|
|
|
В результате выполнения настоящего курсового проекта была разработана рентгеновская трубка с четырьмя выходными окнами. Параметры данной трубки, рассчитанные на основе исходных данных, удовлетворяют требованиям технического задания. Также, в ходе выполнения данной курсовой работы был выполнен сборочный чертеж разработанного устройства.
Назначение разработанной трубки – структурный анализ. Особенностью разработанной трубки является наличие водяного охлаждения анода проточной водой. Данная система охлаждения позволяет эффективно отводит тепло от мишени, что уменьшает износ последней. Трубки для структурного анализа характеризуются высокими номинальными мощностями и удельной нагрузкой, что позволяет достигнуть приемлемой интенсивности излучения. Рассчитанная трубка является типовой, для проведения структурного анализа, так как для его проведения является оптимальным использование трубок с 4-мя выходными окнами и водяным охлаждением.
По своим параметрам разработанная трубка близка к своему серийному аналогу БСВ28.
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 432; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!