Исследование и разработка рентгеновских трубок высокой мощности для флюорографических аппаратов сканирующего типа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.10, кандидат технических наук Столяров, Василий Николаевич

• Столяров, Василий Николаевич
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Столяров, Василий Николаевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4 ГЛАВА 1. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ РЕНТГЕНОВСКИХ ТРУБОК С

ВРАЩАЮЩИМСЯ АНОДОМ 1 о ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В РЕНТГЕНОВСКОЙ

ТРУБКЕ

2.1. Тепловой расчет анодного диска

2.2. Тепловой расчет анодного диска в режиме сканирующего снимка

2.3. Расчет влияния коэффициента черноты на тепловые характеристики анодного диска

2.4. Сравнительный анализ анода на титановой подложке с молибденовым анодом

2.5. Расчет внутренних напряжений анода 42 Выводы

ГЛАВА 3. КОНСТРУКЦИЯ, ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА И

ОБРАБОТКИ КОМПОЗИЦИОННОГО АНОДА

3.1. Выбор способа формирования вольфрамового слоя на титановой подложке

3.2. Разработка технологии диффузионной сварки вольфрама с титановой подложкой

3.3. Исследование качества соединения диффузионной сварки

3.4. Исследование и отработка методов нанесения чернящих покрытий

на анод

3.5. Исследование влияния обработки рабочей поверхности композиционного анода на мощность дозы рентгеновского излучения

Выводы

Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК КАТОДНОЙ ГОЛОВКИ

4.1. Постановка задачи

4.2. Расчет конструкции катодной головки

4.3. Методика контроля размера фокусного пятна 110 4.4 Плоские эмиттеры с наноструктурированной поверхностью 114 ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИК УЗЛА ВРАЩЕНИЯ АНОДА РЕНТГЕНОВСКОЙ ТРУБКИ И ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ 119 ПОДШИПНИКОВ

5.1. Постановка задачи

5.2. Механизм трения в вакууме

5.3. Исследование влияния электрического контакта на 122 работоспособность режим работы рентгеновской трубки

5.4. Методика измерения виброхарактеристик узла вращения и выбор конструкции подшипников рентгеновской трубки 130 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 135 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 13

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка рентгеновских трубок высокой мощности для флюорографических аппаратов сканирующего типа»

ВВЕДЕНИЕ

Показатели здоровья населения определяются множеством факторов. Важнейшим среди них является состояние медицинской помощи, в том числе, ее диагностической службы, позволяющей своевременно распознать заболевания и обеспечить своевременное адекватное лечение.

В национальном проекте «Здоровье» одно из ведущих мест занимает развитие современных рентгенорадиологических технологий, решающих проблему роста заболеваемости. Благодаря национальному проекту «Здоровье» наблюдается положительная тенденция к пополнению и переоснащению парка оборудования современной техникой. В настоящее время в лечебных учреждениях страны насчитывается более 98,2 тыс. единиц диагностического оборудования, что на 30% больше подобного показателя двадцатилетней давности.

В структуре радиологических аппаратов преобладают аппараты лучевой диагностики, около 67 тыс. аппаратов. Доля рентгеновских аппаратов составляет 36,2%. Динамика роста числа цифровых рентгеновских аппаратов за период с 2004 по 2010 гг. показывает, что число цифровых рентгеновских аппаратов выросло с 1459 в 2004 до 5309 в 2010 году. Доля цифровых флюорографов в структуре цифровых рентгеновских аппаратов в 2010 году составила 59% .

Динамика рентгеновских профилактических обследований органов грудной клетки за период с 2002 по 2010 гг. показывает, что за указанный период число рентгенологических профилактических исследований органов грудной клетки выросло на 14%, при этом число исследований на цифровых аппаратах увеличилось в 20,2 раза.

В настоящее время для скринингового обследования органов грудной

клетки распространены аппараты сканирующего типа. Данные аппараты

характеризуются значительно меньшей дозой, получаемой пациентом во

время обследования. Уменьшение дозы достигается благодаря применению

4

линейки детекторов, движущейся одновременно с тонким веерообразным пучком рентгеновского излучения по всей области снимка. Однако применение подобной конструкции существенно увеличивает время экспозиции, до 7 сек.

Для обеспечения заявленного разрешения, рентгеновская трубка сканирующего аппарата должна иметь малый размер фокусного пятня 0,3x0,3 мм. Следует также отметить, что работа аппаратов в режиме наиболее интенсивного скринингового обследования подразумевает получение снимка с высокой частотой до одного снимка в минуту. Особенности эксплуатации рентгеновских трубок в аппаратах сканирующего типа приводят к значительным тепловым нагрузкам на РТ и соответственно увеличивают частоту их выхода из строя. Так для флюорографов с пространственным разрешением снимка 1,8 пар линий на мм тепловая мощность, сообщаемая анодному диску за одну экспозицию продолжительностью 6,5 сек., составляет 16 кДж, а для аппаратов с разрешением снимка 3,2 пар линий на мм максимальная темповая мощность равна 32 кДж.

В настоящее время аппараты сканирующего типа комплектуются диагностическими рентгеновскими трубками, разработанными в первую очередь для работы в режиме короткого снимка и обладающими рядом существенных ограничений. Данные трубки удовлетворительно работают в режиме сканирующего аппарата с входной мощностью анода трубки, не превышающей 3 кВт. При эксплуатации диагностических рентгеновских трубок в более нагруженных режимах их узлы подвержены ускоренному износу и выходу из строя, вызванному недостаточной теплоемкостью анода, низкой скоростью вращения анода или повреждениями подшипников в узле вращения. Поэтому актуальным является разработка конструкторских и технологических решений, направленных на создание рентгеновских трубок

работающих в условиях повышенных тепловых нагрузок характерных для аппаратов сканирующего типа.

Ресурс работы рентгеновской трубки в аппаратах сканирующего типа для скринингового обследования должен составляет 20-30 тысяч включений. Периодичность замены трубок зависит от режима нагрузки аппарата и интенсивности его использования и колеблется от 0,5 до 2 лет. Ежегодная потребность в подобных рентгеновских трубках составляет 300-400 штук для трубок с вращающимся анодом, размером фокусного пятна 0,3x0,3 и входной мощностью анода 5 кВт, и 1000-1200 штук для трубок с вращающимся анодом, размером фокусного пятна 0,3x0,3 и входной мощностью анодного диска 2,5 кВт.

Целью диссертационной работы является исследование и разработка научно-обоснованных конструкторских и технологических решений, направленных на создание рентгеновской трубки, работающей в условиях повышенных тепловых нагрузок, характерных для аппаратов сканирующего типа. Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

1. Анализ тепловых процессов в рентгеновской трубке с композиционным анодом при кратковременных и длительных нагрузках;

2. Разработка технологии производства композиционных анодов рентгеновской трубки методом диффузионной сварки;

3. Анализ внутренних напряжений и характера разрушения композиционного анода при переменной нагрузке;

4. Исследование влияния обработки эмитирующего слоя анодного диска на характеристики рентгеновской трубки и разработка технологии модификации рабочей поверхности анода с использованием метода лазерной абляции в жидкости;

5. Исследование виброхарактеристик узлов вращения рентгеновской трубки;

6. Выбор и обоснование конструкции высокоскоростного узла вращения;

б

7. Разработка двухфокусной катодной головки, оптимизированной под рентгеновскую трубку для аппаратов сканирующего типа;

8. Определение влияния наноструктурной модификации поверхности плоских вольфрамовых эмиттеров методом лазерной абляции в жидкости на их характеристики;

9. Исследование рабочих характеристик рентгеновской трубки для аппаратов сканирующего типа;

Научная новизна

1. Разработана и внедрена в производство технология изготовления мишеней рентгеновской трубки с вращающимся анодом с использованием метода диффузионной сварки.

2. Исследованы тепловые процессы в рентгеновских трубках с композиционным вольфрам-титановым анодом. Определена зависимость количества термоциклов до разрушения анодов от усредненной по времени входной мощности, подаваемой на рентгеновскую трубку.

3. Разработана математическая модель зависимости физической площади поверхности фокусного пятна от микрорельефа.

4. Разработана технология создания микроструктур на поверхности вольфрамовой мишени методом лазерной абляции в жидкости.

5. Исследован процесс обработки рабочей поверхности анодного диска с использованием различных технологий получения микрорельефа, в том числе влияние обработки методом лазерной абляции вольфрамового слоя анода.

6. Исследована зависимость стабильности анодного тока и анодного напряжения от конструкции узла вращения и собственных частот колебаний рентгеновской трубки.

7. Разработана технология создания плоских термоавтоэмиссионных эмиттеров с пониженной температурой накала и увеличенным ресурсом, а также имеющих малую инерционность.

8. Исследованы режимы термоавтоэмиссии плоских поликристаллических эмиттеров рентгеновской трубки.

Практическая значимость работы

1. Двухслойные вольфрам-титановые мишени имеют уменьшенную в 1,5 раза трудоемкость изготовления по сравнению с мишенями, изготовленными традиционными способами, такими как металлопорошковое спекание или водородное восстановление гексафторидов вольфрама. Срок службы вольфрам-титанового анода сопоставим с мишенями, изготовленными другими методами.

2. Разработана и внедрена в производство методика диагностики качества узла вращения по спектру виброперемещений.

3. Исследована и рекомендована модель узла вращения анода, обеспечивающая назначенный ресурс рентгеновской трубки, работающей в режиме максимальных тепловых нагрузок сканирующего аппарата.

4. Введение подпружиненного вращающегося контакта, изготовленного из порошковой композиции на основе системы серебро-кобальт-дисульфид молибдена, в конструкцию узла вращения обеспечивает надежный электрический контакт в цепи анод - токовая клемма при эксплуатации рентгеновских трубок с частотой вращения анода 50 Гц.

5. Разработана конструкция двухфокусной катодной головки для рентгеновской трубки высокого разрешения со сводимыми в одну точку электронными пучками.

6. Разработана методика изготовления наноструктурированных термоавтоэмиссионных эмиттеров для рентгеновских трубок, работающих в режиме высокой готовности.

7. Разработана методика измерения размеров фокусного пятна.

Апробация работы

Результаты исследований, изложенные в диссертации, докладывались на 10-ой Международной конференции "Электрические контакты и электроды", ЭК- 2011, Кацивели.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 4 научные работы, из них 3 статьи в научно-технических журналах, включенных в перечень ВАК, и тезисы доклада на Международной конференции "Электрические контакты и электроды", ЭК - 2011. Личное участие автора в указанных работах выразилось в определении цели, разработке методов исследования, проведении экспериментов, анализе и обобщении результатов, формулировании выводов.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 62 наименований. Основная часть работы изложена на 137 страницах машинописного текста. Работа содержит 75 рисунков и 13 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы для измерения ионизирующих излучений и рентгеновские приборы», Столяров, Василий Николаевич

Выводы

Определен способ формирования вольфрамового слоя на титановой подложке и разработана технология изготовления композиционного анодного диска методом диффузионной сварки. Результаты исследования сварного соединения показали наличие процессов взаимной диффузии между материалами анода и отсутствие несплошностей в соединении.

В результате исследования и отработки методов нанесения чернящих покрытий, для увеличения скорости охлаждения анодного диска, был выбран метод электроэрозионного легирования титана графитом. Обработка титана данным методом приводит к формированию на его поверхности стойкого к термоциклированию покрытия из карбида титана и увеличивает значение коэффициента излучения до 0,7.

В результате исследования влияния обработки рабочей поверхности композиционного анода на мощность дозы рентгеновского излучения был определен оптимальный размер микронеровностей на рабочей поверхности вращающегося анода в диапазоне от 0,35 до 0,55 мкм, при условии равномерного распределения. Была разработана технология обработки фокусной дорожки методом лазерной абляции в жидкости, что позволило увеличить физическую площадь рабочей поверхности анодного диска в соответствии с разработанной математической моделью и увеличить, таким образом, мощность дозы рентгеновской трубки на 10% относительно шлифованного анода. Обработка вольфрама методом лазерной абляции также привела к упрочнению поверхности анода и увеличению его ресурса на 30%.

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК КАТОДНОЙ

ГОЛОВКИ 4Л. Постановка задачи

Одним из конструктивных параметров, непосредственно влияющих на нагрузочную способность рентгеновской трубки, является размер фокусного пятна. ГОСТом Р МЭК 60336-99 , регламентирующим указанный параметр, определяются допуски на ширину и длину фокусных пятен различных номиналов. Так для фокусного пятна 0,3x0,3 мм допускается увеличение его ширины до 0,45 мм. При оценке разницы в удельной тепловой нагрузке на мишень анода между фокусным пятном номинальной площади и площади, соответствующей наибольшему предельном отклонению, получаем величину в 50%. Столь существенный резерв увеличения мощности рентгеновской трубки может быть использован лишь при условии, что получаемое с ее помощью пространственное разрешение будет соответствовать техническим требованиям на аппарат в целом. Это, в свою очередь, ставит задачу воспроизводства и контроля указанного параметра для каждого выпускаемого изделия в достаточно жестких пределах. Для решения поставленной задачи, нами было выбрано три направления:

- первое - разработка конструктивного решения катодной головки, обеспечивающего заявленные размеры фокусного пятна;

- второе - создание методики и технологического оборудования, позволяющих выполнять 100% контроль заявленного параметра;

- третье - разработка и внедрение плоского поликристаллического вольфрамового эмиттера, обеспечивающего высокую точность электростатической фокусировки и воспроизводимость размеров фокусного пятна.

В результате патентного поиска и анализа литературных данных, было определено, что производителями и разработчиками рентгеновских трубок используются двухфокусные катодные головки с электростатической фокусировкой электронного пучка. В некоторых исполнениях используется

93 электрод смещения [47], на который подается потенциал, как правило, от О до 400В, позволяющий изменять ширину фокусного пятна или выполнять последовательные снимки различной скважности, в зависимости от целей медицинского обследования.

4.2. Расчет конструкции катодной головки Эмиттер традиционно выполняется в виде вольфрамовой спирали [46, 48] с изменяющимися геометрическими размерами, что обусловлено отработанностью технологии и наличием значительного количества действующих аппаратов с уже имеющимися схемными решениями и взаимосвязью отдельных функциональных блоков и питающих устройств.

Оптимальное конструкционное решение катодных головок, обеспечивающее заявленные размеры фокусного пятна было определено расчетным путем в программе GEANT [14] методом конечных элементов. Были выполнены расчеты процесса транспортировки электронов на анод для двух вариантов геометрии катода при фиксированной геометрии анодного

UiiUU« а в

Рис.4.1. а - Схема расположения катода и анодного диска ХЪ проекция; б -ХУ проекция катодной головки сверху исходной геометрии катода рентгеновской трубки; в - фронтальная XZ проекция катода диска. На рис.4.1.а-в показаны три проекции исходной геометрии катода и анодного диска рентгеновской трубки, взятой для вычисления электрического поля и траектории движения электронов с катодных спиралей на анод.

Задача состояла в выборе такой формы геометрии катода, которая обеспечивает наилучшую фокусировку электронов с обеих спиралей катода в центральную область анодной кольцевой пластины из вольфрама.

Для вычисления электрического поля при заданной геометрии катода и анода был использован метод поверхностных зарядов [49]. При вычислении траектории движения электронов в электрическом поле была учтена релятивистская зависимость [50] массы от скорости для поперечного и продольного ускорении движения: те еЕх — ш ^ """

Здесь ей те - заряд и масса покоя электрона. Е± и Яц - поперечная и продольная составляющие напряженности электрического поля относительно вектора скорости электрона, и ц - соответственно, еЕ н

О)«

4.1)

5 <{ ' < 4 ч

Ш1Ш о

Рис.4.2. Боковая проекция линий электрического поля и траекторий движения электронов а - для широкой спирали; б - для узкой спирали поперечное и продольное ускорения,/? — д/с. При максимальной энергии электронов 140 КэВ, в несколько раз меньшей массы покоя электрона (511 КэВ), интегральные потери энергии на тормозное излучение [50] при движении электронов от катода к аноду малы, поэтому они были исключены из расчета.

Были выполнены расчеты электрического поля и траектории движения электронов при разности потенциалов между анодом и катодом 100 кВ. На Рис.4.2.а в боковой проекции показаны линии электрического поля, и траектории движения электронов с широкой катодной спирали на анод. Боковая проекция линий электрического поля и траекторий электронов с узкой спирали катода на анод приведена на Рис.4.2.б.

Рис.4.3. а - фронтальная проекция линий электрического поля и траекторий движения электронов; б - проекция сверху

Фронтальная проекция линий поля и траекторий электронов для обеих спиралей представлена на рис.4.3.а, а на рис.4.3.б приведена проекция сверху. На обеих проекциях приведены изображения спиралей, их полевые и электронные образы на поверхности анодного диска. Электронные образы катодных нитей на аноде - это границы области, которую заселяют электроны, эмитируемые со спиралей накала на анод. По электронным образам на рис.4.3.б можно сделать следующие выводы:

96

- Для смещения электронных образов к центральной кольцевой линии конической поверхности анодного диска необходимо приблизить ось катода к оси анода.

- Для смещения электронного образа узкой спирали в область позиции электронного образа широкой спирали необходимо сделать наклон катодной части тонкой спирали примерно таким же, как наклон катодной части широкой спирали.

- Для сокращения длины электронного образа тонкой спирали необходимо уменьшить длину выходного отверстия катодной части тонкой спирали.

По а б

Рис.4.4. Второй вариант доработанной конструкции катодной головки; а -Проекция катодной головки сверху; б - фронтальная проекция катода.

Второй вариант геометрии катодной головки был реализован с учетом вышеизложенных выводов. Катодная часть узкой спирали (рис.4.4.а) взята с тем же наклоном, что и катодная часть широкой спирали. Выходное отверстие катодной части узкой спирали (рис.4.4.б) сокращено с 14 мм до 12 мм. Ось катодной головки приближена к оси анода на 2 мм. Боковые проекции линий поля и траекторий электронов с обеих спиралей доработанного катода приведены на рис.4.5.

Рис.4.5. Боковая проекция линий электрического поля и траекторий движения электронов, а - для широкой спирали; б - для узкой спирали а б

Рис.4.6. а - фронтальная проекция линий электрического поля и траекторий движения электронов; б - проекция сверху

Фронтальная проекция линий поля и траекторий электронов представлена на рис.4.6.а. Проекция сверху и фронтальная проекция полевого и электронного образов спиралей катодного узла на поверхности анодного диска приведены на рис.4.6.б. По результатам вычислений, представленных на рис.4.6, можно сделать следующий вывод, что позиция электронных образов катодных спиралей на анодной поверхности практически отвечает требованиям поставленной задачи, и данный вариант геометрии может быть использован для изготовления катода.

Представленные выше вычисления были выполнены при различных значениях напряжений 60, 75, 140 и 150 кВ для определения влияния значения напряжения на положение электронных образов спиралей катодного узла на поверхности анодного диска. Расчеты показывают, что позиции электронных образов спиралей на рабочей поверхности анодного диска смещаются на величину порядка 10 мкм от положения электронных образов при U=100 кВ, а площади электронных образов при изменениях напряжения остаются практически неизменными.

Также для катодной головки была выполнена оценка влияния сил Кулона и Лоренца на поперечный размер пучка электронов. При движении электронов от катода к поверхности анодного диска на них оказывают воздействие кулоновская сила расталкивания и лоренцева сила сжатия. Заменяя, в первом приближении, пучок электронов бесконечной тонкой нитью с линейной плотностью зарядов I/v, кулоновскую и лоренцеву силы на расстоянии г от нити можно оценить [51] как

Fc= — (4.2)

С 27Г-£0 Г 19' 4 У р — .1.$ (4.3)

L 2 п Г

В этих формулах £0; /10 - электрическая и магнитная постоянные £0 ■ До = 1 /С2, е - заряд электрона, V - скорость движения электрона, I - ток, переносимый электронами, г - средний поперечный радиус пучка электронов.

При скорости движения электронов д = /? ■ с отношение силы Кулона к силе Лоренца составляет

1 1 1

FL ЕоМО I92 /?2' 99

4.4) откуда следует, что при движении электронного пучка от катода к аноду расталкивающая сила Кулона всегда больше сжимающей силы Лоренца. С учетом релятивистской зависимости массы электрона от скорости

ШР величина ускорения, с которым расширяется пучок электронов, вычисляется по формуле з fc~fL 1 (1-/?2)2 т 2тг-£0 те г ß-c ш = -------(4.6)

Для количественной оценки уширения пучка электронов (Д) можно взять среднее значение скорости о Углах о yjU2 + 2-U-me тах = и+те ■ С. (4.7) затем по формуле (4.6) вычислить среднюю величину ускорения ш и, используя среднее время пролета пути S от катода к аноду / = S/v, оценить величину уширения пучка электронов Ä = со ■ t2/2.

Ниже в табл.4.1 такая оценка приведена для трех значений приложенного напряжения и трех значений тока между катодом и анодом. Величина пути S от катода к аноду равна 2,5 см, средний поперечный радиус пучка электронов г = 1 мм. Первая оценка уширения Д сделана по приближенной методике, изложенной выше, вторая оценка (в скобках) сделана более точным вычислением с учетом конечной длины и переменного поперечного сечения пучка электронов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основным итогом диссертационной работы явилось решение актуальной задачи - исследование и разработка рентгеновских трубок высокой мощности для флюорографов сканирующего типа. В ней изложены научно обоснованные технические решения и технологические разработки, послужившие основой для создания новой рентгеновской трубки с вращающимся анодом, предназначенной для работы при длительной экспозиции, характерной для рентгеновских аппаратов сканирующего типа (рис.6.1). И

Рис.6.1. Два типоразмера рентгеновских трубок для сканирующих аппаратов

Разработанные в ходе проведенных исследований конструкции и технологии внедрены в производство рентгеновских трубок фирмы «Рентгенпром». Они используются при изготовлении рентгеновских трубок с вращающимся анодом: 2,5-30 РТ-«РП» 1-125, 15-30 РТ-«РП» 2-125, 2,5-15 РТ-«РП» 5-125, 25-50 РТ-«РП» 4-125.

Научная новизна работы состоит в:

- разработке и внедрении в производство технология изготовления мишеней рентгеновской трубки с вращающимся анодом с использованием метода диффузионной сварки.

- исследовании тепловых процессов в рентгеновских трубках с композиционным вольфрам-титановым анодом.

- определении зависимости количества термоциклов до разрушения анодов от усредненной по времени входной мощности, подаваемой на рентгеновскую трубку.

- разработке математической модели зависимости физической площади поверхности фокусного пятна от микрорельефа.

- разработке технологии создания микроструктур на поверхности вольфрамовой мишени методом лазерной абляции в жидкости с целью увеличения радиационного выхода.

- исследовании процесса обработки рабочей поверхности анодного диска с использованием различных технологий получения микрорельефа, в том числе влияние обработки методом лазерной абляции вольфрамового слоя анода.

- исследовании зависимости стабильности анодного тока и анодного напряжения от конструкции узла вращения и собственных частот колебаний рентгеновской трубки.

- разработке технологии создания плоских термоавтоэмиссионных эмиттеров с пониженной температурой накала и увеличенным ресурсом, а также имеющих малую инерционность.

- исследовании режимов термоавтоэмиссии плоских поликристаллических эмиттеров рентгеновской трубки. Практическая значимость работы:

- Двухслойные вольфрам-титановые мишени имеют уменьшенную в 1,5 раза трудоемкость изготовления по сравнению с мишенями, изготовленными традиционными способами. Срок службы вольфрам-титанового анода сопоставим с мишенями, изготовленными другими методами.

- Разработана и внедрена в производство методика диагностики качества узла вращения по спектру виброскоростей.

- Исследован и рекомендован тип узла вращения анода, обеспечивающий назначенный ресурс рентгеновской трубки, работающей в режиме максимальных тепловых нагрузок сканирующего аппарата при частоте вращения анода 150 Гц.

- Введение подпружиненного вращающегося контакта, изготовленного из порошковой композиции на основе системы серебро-кобальт-дисульфид молибдена, в конструкцию узла вращения обеспечивает надежный электрический контакт в цепи анод - токовая клемма при эксплуатации РТ с частотой вращения анода 50 Гц.

- Разработана конструкция двухфокусной катодной головки для рентгеновской трубки высокого разрешения со сводимыми в одну точку электронными пучками.

- Разработана методика изготовления наноструктурированных термоавтоэмиссионных эмиттеров для рентгеновских трубок, работающих в режиме высокой готовности.

- Разработана и внедрена в производство методика измерения размеров фокусного пятна рентгеновской трубки.

- Разработана и поставлена на производство рентгеновская трубка для аппаратов сканирующего типа.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Столяров, Василий Николаевич, 2012 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

1. M.JI. Таубин. Материалы изделий медицинской техники: Часть 1. Металлические аноды рентгеновских трубок. 2-е издание. М.: МИФИ, 2002,- 72 с.

2. Патент Австрии № 397005, МПК HO 1J 35/10, заявл. 07.05.1991 г.

3. Заявка ЕПВ №0874385, МПК H01J 35/10, заявл. 17.04.1998 г.

4.h ttp://www.plansee.com

5. Патент США №6,522,721, 2000, Herb Lustberg

6. Патент Германия № WO/2007/129249, 2007, PHILIPS

7. Патент США №0,098,143 Al, 2005

8. Патент США № 7,558,375, 2009

9. Патент США № 4,800,581, 1989

10. Патент США № 4,852,140, 1989

11. Патент США № 7,492,869, 2009

12. Патент США № 0,240,359, 2008

13. Патент Германия № WO/2003/043389, 2003, PHILIPS

14. GEANT - Detector Description and Simulation Tool, CERN, Geneva, 1993.

15. Б.М. Яворский, A.A. Детлаф. Справочник по физике. Издательство "НАУКА", Москва 1974.

16. Ю.Д. Денискин, Ю.А. Чижунова. Рентгеновские диагностические трубки и их тепловые режимы. М., изд-во «Энергия», 1970. 152 с. с ил.

17. Коноплев Е. Е., Столяров В. Н., Столяров И. Н. Использование новых конструкционных материалов при изготовлении вращающихся анодов диагностических рентгеновских трубок. // Медицинская техника. №5. С.6-11.(2011).

18. Н.И.Кошкин, М.Г.Ширкевич. Справочник по элементарной физике. Издательство "НАУКА", Москва 1988.

19. ASM Handbook. Properties and Selection: Irons, Steels, and HighPerformance Alloys Volume 1 of the 10th Edition Metals Handbook. 2521p.

20. О.С.Николаев. Критическое состояние металлов. Издательство "ЛЕНАНД", Москва, 2006.

21. В.Ф.Поршин, Ю.Т.Селиванов. Расчет на прочность тонкостенных оболочек вращения и толстостенных цилиндров. Издательство Тамбовского Государственного технического университета. 2002.

22. Jake Blanchard, Greg Moses et al., Operating Windows in Tungsten Coated Steel Walls. University of Wisconsin. April 2003.

23. Пузряков А.Ф., Теоретические основы технологии плазменного напыления / учеб. пособие, 2-е изд., перераб. и доп., 2003. 360 с.

24. Кол. Авторов; под общей ред. Л.Х. Балдаева. Газотермическое напыление// учебное пособие М.:Маркет ДС, 2007 - 344 стр. Авторский коллектив: Л.Х. Балдаев, В.Н. Борисов, В.А. Вахалин, Г.И. Ганноченко, А.Е. Затока, Б.М. Захаров, A.B. Иванов, В.М. Иванов, В.И. Калита, В.В. Кудинов, А.Ф. Пузряков, Ю.П. Сборщиков, Б.Г. Хамицев, Э.Я. Школьников, В.М. Ярославцев.

25. Казаков Н.Ф. О процессе образования соединения материалов при диффузионной сварке. - «Сварочное производство», №9, 1973, с. 48-50.

26. Казаков Н.Ф. Диффузионная сварка в вакууме. М., «Машиностроение», 1968.332 с.

27. Рентгенотехника: Справочник в 2-х кн. Кн. 1./ В.В. Клюев, Ф.Р. Соснин, В Аертс и др.; Под общ. ред. В.В. Клюева. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1992. - 480 е.: ил.

28. Казаков Н.Ф. Диффузионная сварка материалов. Изд. 2-е, перераб. И доп. М., «Машиностроение», 1976 г. 312с. + приложение 1-48 с.

29. Розанов Л.Н. Вакуумная техника: Учебник для вузов. - М.: Высш. школа, 1982.-207 е., ил.

30. Колачев Б.А., Ливанов В.А., Буханова A.A. Механические свойства титана и его сплавов. М.: Металлургия. 1974. 544 с.

31. Колачев Б.А., Садков В.В., Талалаев В.Д. и др. / Вакуумный отжиг титановых конструкций. - М.: Машиностроение, 1991. - 224 е.: ил.

32. Колачев Б.А., Габидулин P.M., Пигузов Ю.В. Технология термической обработки цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1980. 280 с.

33. Б.Б. Чечулин, С.С. Ушков, H.H. Разуваева, В.Н.Гольдфайн., Титановые сплавы в машиностроении. Л., «Машиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1977.-248 с.сил.

34. Столяров В.Н. Влияние обработки рабочей поверхности композиционного анода на характеристики рентгеновской трубки. / Медицинская техника,№2, 2012, (в печати).

35. Патент РФ №2,359,354 С1,2007

36. Розбери Ф., Справочник по вакуумной технике и технологии. Пер. с англ. М., «Энергия», 1972. - 456 с. е.: ил.

37. Коноплев Е. Е., Столяров В. Н., Столяров И. Н. Использование новых конструкционных материалов при изготовлении вращающихся анодов диагностических рентгеновских трубок. / Медицинская техника, 2011, №5, С.6-11.

38. Теория, технология и оборудование диффузионной сварки: Учебник для вузов по специальности «Оборудование и технология диффузионного соединения металлических и неметаллических материалов»/ В. А. Бачин, В. Ф. Квасницкий, Д. И. Котельников и др.; Под общ. Ред. В. А. Бачина. -М.: Машиностроение, 1991. - 352 е.: ил.

39. Каракозов Э.С. Соединение металлов в твердой фазе. - М.: Металлургия, - 1976. -264с.

40. Свойства элементов, в 2-х частях, часть 1 «Физические свойства» под редакцией Г.В. Самсонова. Справочник, 2-е издание, «Металлургия», 1976 г., стр. 254.

41. Неразрушающие испытания. Справочник, кн.2 / Под ред. Р.Мак-Мастера. M.-JL: Энергия, 1965.

42. Г.Ф.Ивановский, В.И.Петров, Ионно-Плазменная обработка материалов, Москва, "Радио и связь", 1986г.

43. Основы рентгенодиагностической техники / Под ред. Н. Н. Блинова. - М.: Медицина, 2002,- 389 с.

44. Е.В. Бармина, Э. Стратакис, К. Фотакис, Г.А. Шафеев. Генерация наноструктур при лазерной абляции металловв жидкостях: новые результаты / Квант, электроника, 2010, 40 (11), стр. 1012-1020.

45. Горбатый Ю.Е., Бондаренко Г.В. Сверхкритическое состояние воды / Сверхкритические флюиды. Теория и практика, 2007, № 2, стр. 5-19.

46. Patrick Rastello, X-Ray TUBE TRAINING -Technology -Parameters / Global Tube Engineering, GCO-Buc, Rev 02 - 30.09.20011// www.e-radiography.net

47. Патент США № 3,962,583, 1974, Gwenael Lemarchand

48. Рентгенотехника: Справочник в 2-х кн. Кн. 2./ В.В. Клюев, Ф.Р. Соснин, В Аертс и др.; Под общ. ред. В.В. Клюева. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1992. - 368 е.: ил.

49. V.Ammosov, V.Korablev, V.Zaets. "Electric field and currents in resistive plate chambers". NIM A 401, p.217-228, 1997.

50. Л.Ландау и Е.Лифшитц. Классическая теория поля. Т.2, Москва "Наука", 1988.

51. Б.М.Яворский и А.А.Детлаф. Справочник по физике. Москва "Наука", 1974.

52. R.Brun et al., GEANT3, CERN DD/EE/84-1, 1986.

53. Патент США № 3,788,721, 1971, Arthur Samuel

54. Патент США № 6,259,193, 2001, GE

55. Патент США № 4,344,011, 1982

56. E.V. Barmina; A.A. Serkov; E. Stratakis; C. Fotakis; V.N. Stolyarov; I.N. Stolyarov; G.A. Shafeev. Nano-textured W shows improvement of thermionic

emission properties. Applied Phisics A Materials Science Processing, 2012, v.106, N1, p.1-4.

57. Н.А.Цеев, В.В.Козелкин, А.А.Гуров, Материалы для узлов сухого трения, работающих в вакууме: Справочник./ Под общей ред. В.В.Козелкина. М.: Машиностроение, 1991., 192 е.: ил.

58. Рентгеновские диагностические аппараты. В 2т. Том1/Под ред. Н.Н. Блинова, Б.И. Леонова. М.: ВНИИИМТ, НПО «Экран». - 2001. - 220с.

59. Затовский В.Г. Расчетные соотношения для определения интенсивности

изнашивания скользящих контактов// Электрические контакты и

электроды. - К.: Ин-т проблем материаловедения НАН Украины, 2008. -с.134-137.

60. Буслова Е.В., Гамыгин К.А., Столяров В.Н., Столяров И.Н. Опыт применения электрических контактов космической техники при конструировании приборов медицинского назначения. // Электрические контакты и электроды. Сборник НАН Украины, 2012.

61. Левит М.Е., Рыженков В.М. Балансировка делалей и узлов. - М.: Машиностроение, 1986. - 248с., ил.

62. Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т. /Ред. В.Н. Челомей (пред). -

М.: Машиностроение, 1980 - Т. 3. Колебания машин,- конструкций и их

элементов / Под ред. Ф.М. Диментберга и К.С. Колесникова. 1980. 544с, ил.