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 (19).
Поток характеристического излучения N xq [квант/(с×ср)] в спектре первичного излучения определяется выражением:
, (22)
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:
|
|
|
где a – угол между пучком электронов и нормалью к поверхности мишени (30⁰), b – угол между нормалью и направлением отбора пучка рентгеновского излучения (60⁰), х – глубина проникновения электронов в мишень (x = 16 мкм).
Идеализированный спектр тормозного излучения:
Спектральная интенсивность, с учётом поглощения в мишени:
(24)
Спектральная интенсивность, с учётом поглощения в выпускном окне:
(25)
Спектральная интенсивность, с учётом поглощения в воздухе между выпускным окном и объектом:
(26)
На основе формул (23) – (26) были построены спектральные интенсивности. График полученных характеристик представлен на рисунке 10.
Рисунок 10. Спектральная характеристика излучения.
Описание серийно выпускаемого аналога
Ближайшим по параметрам, серийно выпускаемым аналогом разрабатываемой трубки, является рентгеновская трубка для промышленного просвечивания типа 0.8БПМ14–160. Рентгеновская трубка 0,8БПМ14–160 производится на ЗАО «Светлана – Рентген». Основные характеристики данной трубки приведены в таблице 1.
|
|
|
Рисунок 9 - Внешний вид трубки типа 0,8БПМ14–160
Таблица 1 - Основные параметры рентгеновской трубки типа 0,8БПМ14–160.
| Тип трубки | Рабочее анодное напряжение, кВ | Мощность, кВт | Параметры накала | Угол выхода пучка, град | Геометрические размеры, мм | |||
| Max. Uн, В | Max. Iн, А | |||||||
| Диам. колбы | Max. длина | |||||||
| БПМ14 | 160 | 0.8 | 5.6 | 4.2 | 40 | 70 | 187 | |
Согласно ГОСТ 11.073.807—82 «Приборы электровакуумные. Система условных обозначений» можно расшифровать название трубки типа БПМ14:
Б – требуется дополнительная защита элементами кожуха или моноблока аппарата;
П – для промышленного просвечивания;
М – масляное охлаждение;
14 – обозначает порядковый номер прибора в данной группе.
Заключение
При разработке устройства необходимо учитывать факторы, влияющие на параметры этого устройства. В связи с этим, подбор параметров прибора, необходимых для выполнения поставленного технического задания, и последующая их оптимизация являются неотъемлемой частью процесса разработки.
В результате выполнения данного курсового проекта была разработана рентгеновская трубка с чехлом на аноде. Параметры данной трубки, рассчитанные на основе исходных данных, полностью удовлетворяют требованиям технического задания. Также, в ходе выполнения данной курсовой работы был выполнен сборочный чертеж разработанного устройства.
|
|
|
Представленная курсовая работа содержит все заявленные разделы:
1) Расчет электрической прочности трубки с учетом расстояний между катодом и анодом, а также от поверхностей электродов до баллона;
2) Расчет габаритных размеров анода с учетом его теплового режима, с учетом которого была рассчитана масляная проточная система охлаждения анодного узла;
3) Расчет диаграммы направленности для определения необходимого положения трубки для съемки, а также спектральной плотности трубки;
4) Сборочный чертеж трубки с приложенной спецификацией.
Назначение разработанной трубки – промышленное просвечивание. Главной особенностью данной трубки является использование чехла на аноде для снижения интенсивности неиспользуемого рентгеновского излучения. По своим параметрам разработанная трубка близка к своему серийному аналогу 0.8БПМ14–160, выпускаемому отечественным производителем ЗАО «Светлана – рентген».
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 157; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!