Исследование и разработка рентгеновской трубки для цифровых маммографических аппаратов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.17, кандидат наук Столяров, Иван Николаевич

• Столяров, Иван Николаевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Столяров, Иван Николаевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ БАЗОВОЙ КОНСТРУКЦИИ РЕНТГЕНОВСКОЙ ТРУБКИ И ФОРМИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ТРЕБОВАНИЙ К ЕЁ ФУНКЦИОНАЛЬНЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ

1.1. Анализа технических решений и методов, используемых при конструировании рентгеновских диагностических трубок и их основных элементов. Определение состава базовой конструкции рентгеновской маммографической трубки

1.2. Требования к функциональным характеристикам базовой конструкции рентгеновской маммографической трубки

Выводы

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА КАТОДА РЕНТГЕНОВСКОЙ МАММОГРАФИЧЕСКОЙ ТРУБКИ

2.1 Исследование и разработка методов увеличения анодного тока

2.2 Расчет элементов катодного узла

2.3 Экспериментальное исследование электрооптических и эмиссионных характеристик разработанного катода

Выводы

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ УЗЛА ВРАЩЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКОЙ МАММОГРАФИЧЕСКОЙ ТРУБКИ

3.1 Исследование и выбор метода диагностики и контроля параметров узла вращения анода

3.2 Расчет элементов конструкции узла вращения рентгеновской маммографической трубки

3.3 Исследование и разработка мер по снижению температуры подшипников рентгеновской маммографической трубки

Выводы

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА АНОДНОГО ДИСКА РЕНТГЕНОВСКОЙ МАММОГРАФИЧЕСКОЙ ТРУБКИ

4.1 Расчет тепловых процессов в аноде рентгеновской маммографической трубки

4.2 Расчет тепловых процессов в аноде рентгеновской маммографической трубки при длительных экспозициях

4.3 Расчет термостойкости вольфрамового слоя

4.4 Разработка технологии изготовления композиционного анода

4.5 Исследование сварного соединения

4.6 Исследование геттерных свойств разработанного анода для рентгеновской маммографической трубки

4.7 Исследование влияния микрорельефа фокусной дорожки мишени на радиационный выход рентгеновской трубки

Выводы 117 ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ МЕТАЛЛОСТЕКЛЯННОЙ ОБОЛОЧКИ РЕНТГЕНОВСКОЙ ТРУБКИ ДЛЯ

МАММОГРАФИИ

5.1 Исследование и разработка металлостеклянного корпуса в качестве оболочки рентгеновской маммографической трубки

5.2 Исследование и разработка конструкции выходного окна

5.3 Исследование и разработка влияния способов холодного отпая штенгеля рентгеновской маммографической трубки на остаточное давление

Выводы 137 ГЛАВА 6. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК РАЗРАБОТАННОЙ РЕНТГЕНОВСКОЙ МАММОГРАФИЧЕСКОЙ ТРУБКИ В

СОСТАВЕ ЦИФРОВОГО МАММОГРАФИЧЕСКОГО АППАРАТА

Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Приложение Д

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка рентгеновской трубки для цифровых маммографических аппаратов»

ВВЕДЕНИЕ

Охрана здоровья женщин является одним из важнейших аспектов жизни современного общества. Среди заболеваний женского населения, связанных со злокачественными опухолями, рак молочной железы (РМЖ) занимает лидирующее положение. Ежегодно в РФ выявляется около 50 тыс. новых случаев РМЖ. Рост выявляемости и смертности от РМЖ требуют совершенствования маммологической службы страны и решения задачи раннего распознавания заболевания.

Наиболее эффективным методом ранней диагностики РМЖ является маммографическое скрининговое обследование. Выявление РМЖ на ранних стадиях позволяет увеличить продолжительность жизни больных, снизить инвалидизацию, существенно сократить затраты на лечение и реабилитацию пациенток. Поэтому проведение маммографического скрининга среди женщин имеет высокую социальную значимость.

Основными требованиями при проведении скрининговых обследований являются минимизация дозовой нагрузки на пациента и обеспечение высокого качества получаемых снимков. Это связано с чувствительностью молочной железы к воздействию ионизирующего излучения и необходимостью выявления микрокальцинатов, являющихся рентгенологическими признаками заболевания. Цифровая рентгеновская маммография в наибольшей мере удовлетворяет требованиям маммографического скрининга. Одним из распространенных методов цифровой рентгеновской маммографии является линейное сканирование на цифровой детектор.

Рентгеновские маммографические аппараты (РМА) сканирующего типа, выпускаемые на территории РФ, полностью комплектуются рентгеновскими излучателями зарубежного производства. Поэтому в дальнейшем замена рентгеновских маммографических трубок (РМТ) связана с их закупкой у зарубежных производителей. Отсутствие производства отечественных РМТ приводит к значительному уменьшению технических возможностей разработчиков при конструировании новых РМА и определяет зависимость от зарубежных поставок. В 2011 году правительством РФ была принята федеральная целевая программа «Развитие фармацевтической и медицинской промышленности Российской Федерации на период до 2020 года и дальнейшую перспективу», приоритетной задачей которой является импортозамещение.

Создание отечественной РМТ для РМА сканирующего типа связано с решением ряда научно-технических задач. Кроме традиционных требований, предъявляемых к рентгеновским трубкам, особенности работы сканирующего РМА и специфика объекта исследования определяют дополнительные требования к конструкции РМТ и её функциональным характеристикам.

Таким образом, актуальной научной задачей является проведение широкого круга физических и технологических исследований с целью создания отечественной рентгеновской маммографической трубки нового поколения, предназначенной для работы в рентгеновских маммографических аппаратах сканирующего типа.

Целью диссертационной работы является разработка рентгеновской маммографической трубки нового поколения с улучшенными функциональными характеристиками, предназначенной для работы в цифровых рентгеновских маммографических аппаратах сканирующего типа. Для достижения поставленной цели сформулированы следующие основные задачи:

1. Проведение анализа технических решений и методов, используемых при конструировании рентгеновских диагностических трубок и их основных элементов. Определение базовой конструкции РМТ.

2. Формирование и обоснование требований к функциональным характеристикам базовой конструкции РМТ с учетом специфики свойств объекта маммографических обследований и особенностей работы РМА сканирующего типа.

3. Исследование и разработка элементов базовой конструкции РМТ, обладающих улучшенными характеристиками:

- Исследование методов улучшения рабочих характеристик катода РМТ и разработка катодного узла, отвечающего заданным требованиям.

- Исследование вибрационных характеристик и тепловых процессов в узле вращения РМТ. Разработка методов и средств обеспечения работоспособности узла вращения на частоте 9000 об/мин и улучшение теплового режима работы подшипников.

- Исследование методов изготовления вращающихся анодов рентгеновских диагностических трубок и разработка конструкции композиционного анода с улучшенными характеристиками.

- Исследование методов увеличения мощности дозы в рентгеновских трубках и разработка методов повышения эффективности мишени РМТ.

- Исследование методов повышения надежности оболочек рентгеновских трубок в условиях увеличенной тепловой нагрузки.

- Исследование методов создания и поддержания высокого вакуума в рабочем объеме оболочки РМТ и усовершенствование технологии её вакуумирования.

4. Разработка РМТ нового поколения для цифровых РМА сканирующего типа с улучшенными функциональными характеристиками, полученными в результате исследований.

Научная новизна

1. На основании проведенных исследований по улучшению функциональных характеристик рентгеновских трубок разработана РМТ нового поколения. Применение разработанной РМТ позволило увеличить ресурс, снизить дозовую нагрузку на пациента, повысить эффективность исследований, благодаря улучшению качества получаемых снимков.

2. В результате исследования методов модификации поверхности электродов рентгеновской трубки, разработана технология повышения их эффективности, основанная на формировании микрорельефа на рабочих поверхностях плоского эмиттера и мишени анода методом обработки короткоимпульсным лазерным излучением в жидких средах.

3. Исследована зависимость мощности дозы рентгеновского излучения от параметров микрорельефа на рабочей поверхности анодного диска рентгеновской трубки. Установлено, что наличие упорядоченных микроструктур с размером 100 - 200 нм обеспечивает увеличение мощности дозы на 18 %.

4. Разработана технология изготовления плоского эмиттера методом лазерной вырезки, обеспечивающая отсутствие микродефектов на поверхности эмиттера.

5. Установлено, что использование плоского эмиттера, изготовленного методом лазерной вырезки из поликристаллического вольфрама, позволяет повысить ток эмиссии и уменьшить геометрические искажения фокусного пятна.

6. Показано, что применение композиционного анода с титановым основанием позволяет уменьшить температуру на шейке вала подшипников при эксплуатации трубки на 150 °С.

7. Показана возможность использования геттерных свойств композиционного анода на основании титана в процессе производства и эксплуатации рентгеновской трубки.

Практическая значимость работы

1. На основании расчетных данных и экспериментальных исследований разработана конструкция катода, обеспечивающая точность расположения эмиттера в 0,01 мм. Повышена точность фокусировки катодом электронного пучка и обеспечена повторяемость размеров фокусного пятна.

2. Исследована и внедрена в производство технология изготовления композиционного медно-титанового ротора методом диффузионной сварки, что увеличило надежность узла вращения РМТ в условиях повышенной тепловой нагрузки.

3. Выработаны меры по уменьшению теплового потока от анода к узлу вращения и разработаны конструкции тепловых барьеров, обеспечившие снижение рабочей температуры подшипников на 30 %.

4. Разработана металлостеклянная оболочка РМТ с бериллиевым выходным окном. Увеличена прочность и надежность вакуумной оболочки РМТ.

5. Разработана технология вакуумирования металлостеклянной РМТ с композиционным анодом на основе титана. Обеспечено уменьшение давления остаточных газов в рабочем объеме РМТ на один порядок и повышена надежность её работы.

6. Разработана и внедрена в производство конструкция штенгельного узла для герметизации оболочки РМТ без нагрева, позволившая сократить продолжительность откачки и улучшить качество герметизации.

7. Разработана методика динамической балансировки роторов рентгеновских трубок с применением метода спектрального виброанализа и приведением ротора во вращение бесконтактным способом.

8. Разработана и внедрена в производство РМТ с улучшенными функциональными характеристиками для РМА сканирующего типа.

Апробация работы

Материалы диссертационной работы докладывались на VI Всероссийском национальном конгрессе лучевых диагностов и терапевтов «Радиология-2012», Москва; «Невский радиологический форум - 2013», Санкт-Петербург.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, из них 5 статей в рецензируемых научно-технических журналах, включенных в перечень ВАК, тезисы доклада на VI Всероссийском национальном конгрессе лучевых диагностов и терапевтов «Радиология-2012» и на «Невском радиологическом форуме-2013», 1 решение о выдаче патента РФ на полезную модель по заявке № 2013132406. 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, шести глав, заключения, списка литературы, включающего 172 наименований, пяти приложений. Основная часть работы изложена на 146 страницах машинописного текста. Работа содержит 66 рисунков и 14 таблиц.

ГЛАВА 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ БАЗОВОЙ КОНСТРУКЦИИ РЕНТГЕНОВСКОЙ ТРУБКИ И ФОРМИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ТРЕБОВАНИЙ К ЕЁ ФУНКЦИОНАЛЬНЫМ

ХАРАКТЕРИСТИКАМ

1.1. Анализа технических решений и методов, используемых при конструировании рентгеновских диагностических трубок и их основных элементов. Определение состава базовой конструкции рентгеновской маммографической трубки

Катоды и эмиттеры рентгеновских трубок

Назначение катодной части рентгеновской маммографической трубки заключается в формировании электронных пучков и их электростатической фокусировке на поверхности анода в пределах требуемых размеров. В подавляющем большинстве современных рентгеновских трубок с этой целью используются спиральные термоэмиттеры. Эмиттеры данного типа относительно просты в изготовлении, согласованы с питающими устройствами рентгеновских аппаратов и надежны в эксплуатации.

А-А

А

Рисунок 1 - Типовая конструкция катода рентгеновской трубки.

Процесс эмиссии электронов происходит при пропускании электрического тока через эмиттер и его нагреве до рабочей температуры. В этом случае величина тока эмиссии описывается следующей зависимостью [1,2,3]:

1ВЗС = А0(1 - Ю5Т2е~*г (1)

где Ао=4пте^/Ь.3~\20^ А/см2К2 - термоэмиссионная постоянная Зоммерфельда; 5 - площадь эмитирующей поверхности эмиттера; Т - температура катода по абсолютной шкале Кельвина (К), И - коэффициент отражения электронов на границе тело-вакуум (обычно не превосходит 0,07 и при оценочных расчетах им можно пренебречь); (р - работа выхода электронов из эмиттера; к - постоянная Больцмана к=1,3810" Дж/К.

На рисунке 1 показана типовая конструкция катода рентгеновской трубки. Ножки изолированного спирального эмиттера 1 закреплены на электрических выводах 2 методом контактной сварки, обжима или лазерной сварки. Фокусировка эмитированных спиралью электронов производится электростатическим полем, образованным краями установочного паза

3 и фокусирующего паза 4 фокусирующей чашки катода. При приложении разности потенциалов между анодом и катодом, электронное облако вытягивается в пучок и фокусируется на площадке анодной поверхности определенной длины и ширины, являющейся действительным фокусным пятном.

Условия эксплуатации прибора оказывают прямое воздействие на эмиттер. Эмиттер рентгеновской трубки работает в условиях высоких температур и бомбардировки ионами остаточных газов. Нагрев близкорасположенных к эмиттеру частей катода вызывает дополнительное газоотделение. В результате этих процессов происходят образование дефектов поверхности эмиттера, а также увеличивается электронный шум [2].

К эмиттерам электровакуумных приборов предъявляется ряд общих требований [4]. Эмиттеры должны стабильно обеспечивать требуемый ток эмиссии в процессе всего срока службы, легко обезгаживаться и не ухудшать вакуум в приборе на рабочих режимах. Наряду с общими требованиями к эмиттерам рентгеновских трубок предъявляется и ряд специальных требований. Они должны стабильно работать при большой напряженности поля на рабочей поверхности и позволять регулировать температуру своего нагрева (тока эмиссии) в широких пределах [4].

Наибольшую распространенность в качестве материала эмиттеров катодов рентгеновских трубок получила вольфрамовая проволока, что объясняется наименьшей чувствительностью вольфрама к условия эксплуатации, большим опытом работы с ним, глубокой изученностью его свойств и стоимостью изготовления.

Положительными свойствами данного материала являются восстановление его эмиссионной способности при высокотемпературном прогреве после контакта с атмосферой. Также он обладает высокой энергией испарения, что снижает вероятность его напыления на анод, который обычно находится в зоне прямой видимости эмиттера [2]. В ином случае напыление материала эмиттера на анод может стать причиной изменения спектра рентгеновского излучения.

Вольфрам в сравнении с другими металлами имеет самую низкую упругость паров и значительную теплопроводность. Вольфрам обладает низким значением удельного электрического сопротивление и высоким температурным коэффициентом сопротивления, что дает ему возможность быстро нагреваться до высоких температур при сравнительно малом расходе энергии.

Удельное сопротивление р растет с повышением температуры Т и в первом приближении по степенному закону рассчитывается по формуле:

Рт =Ро(1+аГ") (2)

где ро - удельное сопротивление при О К, а - температурный коэффициент сопротивления, Т -абсолютная температура, р ~ 1.

При температуре 2400 °С оно возрастает в 8 раз по сравнению с сопротивление при комнатной температурой (рис. АЛ, прил. А) [5,6]. Быстрое увеличение эмиссии электронов при незначительном увеличении тока накала определяет специальные требования к управлению током накала в рентгеновской трубке при выполнении снимка.

Рабочая температура вольфрамового эмиттера составляет 2100-2330 °С. Плотность тока эмиссии может составлять 0,3-0,7 А/см2. При температуре эмиттера около 2250 °С долговечность составляет более 1000 ч при плотности тока эмиссии до 0,5 А/см [7]. Недостатком вольфрамового эмиттера является его малая эффективность, которая определяется как отношение тока эмиссии к мощности накала эмиттера, необходимой для поддержания этой эмиссии [1,3]. Для данного материала эмиттера она составляет от 2 до 10 мА/Вт [4,7].

Спиральные эмиттеры, изготовленные из чистого вольфрама, при высоких температурах являются очень непрочными и не сохраняют свою форму [8]. Это связано с тем, что при нагревании вольфрама до высоких температур начинается процесс рекристаллизации, т.е. происходит укрупнение зерен. Волокнистая структура постепенно исчезает, а отдельные зерна увеличиваются до размеров сопоставимых с площадью поперечного сечения проволоки. Такой рекристаллизованный вольфрам вследствие слабого межзёренного сцепления становится очень хрупким.

Для регулировки в процессе рекристаллизации роста, формы, взаимного расположения и сцепления кристаллов в вольфрам вводят присадки.

Сорта непровисающей проволоки типа ВА (с кремне-алюминиевой присадкой 0,45% SiC>2, 0,45% КС1, 0,03% AI2O3), традиционно используемых при навивке спиральных эмиттеров, отличаются жесткостью и хрупкостью и требуют подогрева при навивке на керны. Добавки окислов кремния, алюминия, кальция вводят для достижения большей формоустойчивости. Они вызывают кристаллизацию, главным образом в направлении оси проволоки, образуя переплетающуюся структуру кристаллов на поверхности [8]. Наличие окиси кремния обеспечивает создание крупнокристаллической структуры в рекристаллизованной проволоке [5]. Также присадки способствуют повышению первичной температуры рекристаллизации вольфрамовой проволоки до 1650 °С [5].

Иногда применяется вольфрамовая проволока марки ВАР на основе вольфрама марки ВА или проволока марки ВР5 имеющие присадку рения, которая повышает их пластичность в отожженном состоянии и допускает холодную навивку спиралей. Это связано с увеличением сил межатомной связи в образующихся твердых растворах [9]. В рекристаллизованном состоянии структура всех сплавов марок ВАР аналогична структуре вольфрама марки ВА -

длинные вытянутые в направлении механической обработки зерна. При этом температура рекристаллизации более чем на 400 °С выше, чем у вольфрама марки ВА. Для повышения эмиссионных свойств вольфрамо-рениевые сплавы легируют двуокисью тория. Эти сплавы отличаются от торированного вольфрама высокой пластичностью и прочностью в карбидированном состоянии. К числу таких сплавов относится сплав ВР20Т2, содержащий 20% рения и до 2% двуокиси тория [5].

Важным свойством вольфрамового эмиттера является стабильность эмиссии, способность хорошо работать в диапазоне среднего вакуума (10"3 Па), устойчивость к ионной бомбардировке под воздействием сильных электрических полей [7].

В качестве источников тока рентгеновской трубки также возможно применение пленочных эмиттеров, т.е. эмиттеров, на поверхность которых нанесены атомы других веществ [3].

Эмиттеры, изготовленные из сортов проволоки типа ВТ (с присадкой окиси тория 0,5-1,5% по весу), а также ВР10Т2 и ВР20Т2 с дополнительным введением 10 и 20 % рения для повышения степени вытяжки, обладают повышенной механической прочностью и лучшими эмиссионными свойствами. Содержание окиси тория более 2% ухудшает механические свойства вольфрама [5]. Окись тория ТЬгОз наиболее эффективно замедляет процесс рекристаллизации благодаря тому, что образует прослойки между зернами вольфрама, затрудняет диффузию его атомов и вследствие этого препятствует росту кристаллов в поперечном направлении, уменьшая тем самым хрупкость проволоки [5,8]. Температура первичной рекристаллизации для проволок ВТ составляет порядка 1350 °С [5].

Повышение эмиссии в торированном эмиттере обеспечивается за счет создания моноатомной пленки тория на поверхности вольфрама при активировании эмиттера. Процесс активирования состоит из двух этапов. Сначала производят кратковременный отжиг эмиттера при температуре выше 2300 °С, приводящий к восстановлению части окиси тория в металлический торий [2,3]. Затем эмиттер прогревают при температуре 1700-2000 °С, что приводит к увеличению электронной эмиссии. Атомы тория диффундируют к поверхности, где образуется монослойное покрытие, понижающее работу выхода до 2,6 эВ, что значительно ниже, чем для вольфрама (4,54 эВ) и тория (3,88 эВ) [2,3,10].

Однако торированный вольфрамовый эмиттер имеет ряд недостатков. Он обладает невысокой долговечностью (около 1000 ч.) [7], связанной с недолговечностью ториевой пленки (активного слоя) на поверхности вольфрама в условиях высокой напряженности электрического поля [7]. Эмиттер имеет неустойчивую эмиссию и высокую чувствительность к ионной бомбардировке, повышающей десорбцию атомов пленки [2,7,10].

Чтобы увеличить энергию связи атомов тория с поверхностью эмиттера и, тем самым, уменьшить десорбцию атомов ториевой пленки и увеличить срок службы используется

торированный эмиттер из карбидированного вольфрама [2,3]- Эмиттер изготовлен из торированного вольфрама, поверхностный слой которого карбидирован, т.е. превращен в карбид вольфрама \УгС [10].

Работа выхода самого карбида практически равна работе выхода чистого вольфрама. Активируя такой эмиттер, содержащий ТЮ2, как и в случае торированного вольфрама, можно повысить его термоэлектронную эмиссию также на несколько порядков.

К преимуществам данных эмиттеров относятся меньшая, чем у торированного вольфрама, чувствительность к отравлению, возможность использовать их при более высокой температуре (~ на 200 °С). Также восстановление окиси тория карбидом вольфрама по реакции ТЮг + 2С = ТЬ + 2СО протекает значительно быстрее и при более низкой температуре (восстановительная реакция протекает практически при рабочих температурах). Кроме этого, скорость испарения тория с карбида вольфрама в несколько раз меньше, чем с чистого вольфрама при одной и той же температуре [3,10].

Благодаря этим обстоятельствам, эмиттер может стабильно работать в более широком диапазоне температур, обладает хорошей стойкостью к ионной бомбардировке и способен обеспечивать долговечность в 10000 часов и более. Долговечность эмиттера определяется его рабочей температурой и количеством карбида вольфрама [11]. Испарение с поверхности эмиттера карбида вольфрама, т.е. его декарбидизация приводит к сокращению ресурса и снижению эмиссионной способности [12]. Долговечность не зависит от токоотбора и при увеличении давления остаточных газов от 10"5 Па до 10"2 Па уменьшается в 3 раза [11].

В условиях высокого вакуума, когда процесс декарбидизации становится несущественным, ресурс начинает определяться расходом тория [11]. При нормальных условиях испаряющиеся с поверхности эмиттера атомы тория непрерывно замещаются атомами, диффундирующими из толщи эмиттера, где имеется некоторое количество тория. При длительной работе эта диффузия ослабевает, так как изменяется кристаллическая структура вольфрама: кристаллы становятся крупнее и число путей для диффундирующих атомов уменьшается [12]. Снижается и количество тория в толще эмиттера. В результате восполнения испаряющегося с поверхности тория замедляется, размеры активного слоя начинают уменьшаться и эмиссия эмиттера снижается.

К основным недостаткам данного типа эмиттера следует отнести большую хрупкость, ограничение глубины карбидизации [7,11], а также склонность покрываться трещинами при многократном нагреве и охлаждении из-за различия коэффициентов расширения вольфрама и карбида вольфрама [3,12]. Рабочая температура эмиттера приблизительно 1650-1750 °С, удельная эмиссия 1-3 А/см2, эффективность 50-70 мА/Вт [4,7]. В таблице 1 приведена информация по наиболее распространенным типам эмиттеров рентгеновских трубок.

Таблица 1. Типы эмиттеров, применяемых в рентгеновских трубках.

Тип эмиттера Рабочая Т, °С Удельная эмиссия, А/см2 Эфф-ть, мА/Вт Долговечность, ч Достоинства Недостатки

Вольфрамовый 2100-2330 0,3-0,7 2-10 от режима Доступность, надежность Малая эффективность, малая технологичность

2250 0,5 ~7 >1000

Торированный вольфрамовый 1500-1600 До 2* 20-50 -1000 Высокая эффективность Невысокая долговечность, неустойчивая эмиссия и высокая чувствительность к ионной бомбардировке

Торированный из карбидирован-ного вольфрама 1650-1750 1-3 50-70 >10000 Высокая эффективность, долговечность, быстрое восстановление окиси тория карбидом вольфрама, малая скорость испарения тория с карбида вольфрама, стойкость к ионной бомбардировке Хрупкость, ограничение глубины карбидизации, малая стойкость к термоцикл ированию, высокая себестоимость

* - в импульсном режиме

При разработке катодов рентгеновских труб приходится решать ряд проблем связанных с обеспечением надежной работы и стабильности рабочих характеристик.

Вследствие высокотемпературной ползучести, имеет место изменение формы эмиттера, что сопряжено с возможностью его контакта со стенками установочного паза фокусирующей чашки. К другим возможным причинам такого контакта следует отнести вибрации рентгеновской трубки или аппарата, изменение формы эмиттера в результате его теплового расширения.

Контакт может вызвать перегорание эмиттера или явиться причиной неконтролируемого изменения тока эмиссии. Также при нагреве в некоторых случаях возникают необратимые деформации эмиттера [11]. Если конструкция катода не допускает свободного расширения деталей или если оно теоретически возможно, но не скомпенсировано, то детали либо разрушаются, либо сильно деформируются. Описанные явления оказывают прямое влияние на ресурс эмиттера и его рабочие характеристики. В результате получаемое фокусное пятно не обладает заданными параметрами.

Одной из важных проблем катодов является проблема подавления паразитных термотоков. В рабочем приборе до значительной температуры оказывается нагретым не только эмиттер, но и части катода, например пазы фокусирующей чашки. Термоэмиссия с этих поверхностей оказывает вредное влияние как на сами характеристики рентгеновской трубки, так и на их стабильность в процессе длительной работы. При этом поверхности электродов не остаются неизменными поверхностями исходных материалов, а покрываются продуктами испарения с

эмиттеров (ТЬ, ТЬО и др.), приводящими к уменьшению работы выхода [3]. Также явление паразитных термотоков приводит к загрязнению спектра рентгеновского излучения.

Исключение данного явления приводит к необходимости понижение температуры поверхностей катода путем улучшения теплоотвода или путем повышения их лучеиспускательной способности за счет соответствующих покрытий.

Другой путь решения проблемы заключается в выборе подходящего материала катода, дающего малую эмиссию при напылении веществ с эмиттера и при той температуре, которую он приобретает, находясь в работающем приборе. Обычный механизм действия таких материалов - растворение в себе веществ, испаряющихся с эмиттера [И]. Но чаще поверхности катода, которые могут давать паразитную термоэмиссию, приходится покрывать специальными веществами (антиэмиссионные покрытия), обеспечивающими достаточно низкий уровень этой эмиссии при длительной работе прибора [3].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Столяров, Иван Николаевич, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

1. Шикова Т.Г. Технология и оборудование производства изделий электронной техники: Учебное пособие для практических занятий и самостоятельной работы студентов/ Иван. гос. хим.-технол. ун-т.-Иваново, 2003,- 68 с.

2. Г. Г. Владимиров Физическая электроника. 4.1 Термоэлектронная эмиссия Учебно-методическое пособие. Санкт Петербург. - 2007г. 187стр.

3. Д. Л. Николаевич, Г. М. Владимировна. Эмиссионная электроника Москва, 1966г., 564 стр.

4. Иванов С. А., Щукин Г. А. Рентгеновские трубки технического назначения. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отдание, 1989г. - 200 с.

5. Денисов В. П. Производство электрических источников света, М., «Энергия», 1975.

6. Бродский С. И. Оборудование для термической обработки тугоплавких металлов в электровакуумном производстве. Москва, 1969г., 208стр.

7. Гуртовник А. Г. и др. Электровакуумные приборы и основы их конструирования: Учебник для техникумов / А. Г. Гуртовник, Е. Г. Точинский, Ф. М. Яблонский. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 424с.

8. В.А. Юзова, Г.Н. Шелованова, С.В.Комогорцев, Т.Н.Патрушева, А.А.Левицкий, Г.М. Зеер Материалы и элементы электронной техники. Конспект Лекций, Красноярск, 2007г., 455стр.

9. Савицкий Е. М. Бурханов Г. С. Металловедение сплавов тугоплавких и редких металлов. Москва, 1971 г., 356 стр.

10. B.C. Прилуцкий Диссертация на тему «Вольфрамовый торированный карбидированный катод для мощных электронных ламп» Санкт-Петербург, 2003г., 294 стр.

11. Материалы электронных эмиттеров. Ч. II.: Учеб, пособие/ Л.А.Ашкинази, В.С.Петров; Моск. гос. ин-т электроники и математики. М., 1997. 68 с.

12. Батушев В.А. Электронные приборы. Учебник для электронных и радиотехнич. специальностей вузов. М., «Высшая школа», 1969, 608 с.

13. Патент США № 3,916,202 H05G 1/30 1975

14. Патент США № 4,035,685 H01J 1/14 1977

15. Патент США№ 4,868,842 H01J 35/06 1989

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

17,

18,

19,

20,

21,

22,

23,

24,

25,

26,

27,

28,

29,

30

31

32,

33,

34,

35,

36

37,

38,

39,

40

41

42,

43,

44,

Патент США № 4,673,842 HOI J 1/48 1987 Патент США Х° 2007/0183576 Al HOI J 35/06 2007 Патент США №4,344,011 H01J 35/00 1982

ГОСТ Р МЭК 60336-2010 Излучатели медицинские рентгенодиагностические. Характеристики фокусных пятен,

Л.А. Арцимович, С.Ю. Лукьянов Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях, Москва, 1972г., 224 стр.

Шерстнев Л. Г. Электронная оптика и электроннолучевые приборы. Учебник для студентов высш. техн. учебн. заведении, Москва, 1971, 368 стр. Н.Г. Чеченина Лекции "Просвечивающая электронная микроскопия", МГУ имени М.В. Ломоносова, Москва, 2007, 144стр.

B.C. Фоменко Эмиссионные свойства материалов, Киев, 1981, 339стр. Патент США№ 3,743,836 H05G 1/10 1973

Башенко В.В. Электроннолучевые установки Ленинград, 1972, 168стр. В. Глазер Основы электронной оптики, Москва, 1957г., 764 стр. Патент США № 2007/0183577 AI НО 1J 35/06 2007 Патент США № 6,785,359 H01J 35/06 2004

Грязнов А.Ю., Мухин В.М., Потрахов E.H., Потрахов H.H. Источники излучения для рентгеновской микроскопии на отпаянных трубках. Петербургский журнал электроники, 4(57) 2008, стр. 101-110

Основы лучевой диагностики и терапии: национальное руководство / гл. ред. тома

акад. РАМН С.К. Терновой. - М.: ГЭОТАР - Медиа, 2012, 992 с.

Патент США № 3,962,583 H05G 1/30 1976

Патент США № 6,480,572 Н01J 35/06 2002

Патент США № 4,065,690 H01J 35/00 1977

Патент США № 6,801,599 H01J 35/14 2004

Патент США № 5,007,074 H01J 35/06 1991

Патент США № 4,764,947 H05J 35/14 1988

Патент США № 5,031,200 H01J 35/06 1991

Патент США № 5,259,014 H01J 35/06 1993

Патент США № 2011/0255667 Al Н01J 35/08 2011

Патент США № 4,689,809 Н01J 35/06 1987

Патент США № 5,224,143 Н01J 35/06 1993

Патент США № 4,373,144 Н01J 1/20 1983

Патент США № 4,685,118 Н01J 35/14 1987

45,

46

47,

48,

49

50,

51,

52,

53,

54,

55,

56,

57,

58,

59,

60,

61.

62,

63,

64,

65,

66,

67,

68.

69.

Патент США№ 2005/0175152 Al HOI J 35/06 2005 Патент США № 6,055,294 HOI J 35/30 2000 Патент США № 7,327,829 HOI J 35/06 2008 Патент США № 2007/0090744 Al HOI J 1/15 2007 Патент США № 6,356,619 HOI J 35/06 2002 Патент США № 2007/0092064 Al HOI J 35/06 2007 Патент США № 5,907,595 HOI J 35/06 1999 Патент США № 5,303,281 HOI J 35/06 1994

Алямовский И.В., Электронные пучки и электронные пушки, М., 1966, 456 стр. Патент США № 8,175,222 В2 H01J 35/00 08.05.2012 Патент США № 5,633,907 H01J 35/06 1997

Biomedical Engineering, Vol. 43, No. 1, 2009, pp. 48-50. Translated from Meditsinskaya Tekhnika, Vol. 43, No. 1, 2009, pp. 44-47.

Молоковский С. И., Сушков А. Д., Интенсивные электронные и ионные пучки, 2 изд., Д., 1991

Патент США № 4,205,254 H01J 29/04 1980 Патент США № 6,464,551 H01J 9/04 2002

А.А. Ясколко Диссертация на тему «Методы и результаты исследования материалов

катодов мощных рентгеновских трубок» Москва, 2010г., 120 стр.

Патент США № 5,060,254 H01J 35/06 1991

Патент США № 2010/0316192 А1 НО 1J 36/06 2010

Патент США № 6,738,453 В2 H01J 35/06 2004

Ф.Н. Хараджа Общий курс рентгенотехники, М.-Л., 1966, 568 стр.

Немилов C.B. Оптическое материаловедение. Оптические стекла: Учебное пособие,

2011г., 175 стр.

Хараджа Ф.Н. Общий курс рентгенотехники. Изд.2, перераб. и доп. М.-Л., 1956г. 564с.

Малков А. А., Соснов Е. А., Малыгин А. А., Куликов Н. А., Брусиловский Г. Л., Калиникос Е. Г. Влияние титаноксидных нанопокрытий на качество поверхности стеклянных изделий электронной техники // Физика и химия стекла Том 32, № 1, 2006

Шевченко Е.П. Возможности CAD в маммографической диагностике патологических изменений молочной железы, Медицинская визуализация, 2008, стр. 318.

Canadian Association of Medical Radiation Technologists, Quality Control Manual, 2008

70. Методические рекомендации по совершенствованию организации медицинской помощи при заболеваниях молочной железы к приказу № 154 от 15 марта 2006 г. «О мерах по совершенствованию медицинской помощи при заболеваниях молочной железы»

71. Маммология: национальное руководство / под ред. В.П. Харченко, Н.И. Рожковой. -М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009, - 308 с.

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

73. Проект стандарта составлен в Научно - практическом центре медицинской радиологии Комитета здравоохранения г. Москвы. Стандарт проверочной рентгенографии молочной железы (маммографический скрининг)* // РАДИОЛОГИЯ - ПРАКТИКА № 3 2001

74. А.И. Аксенов, А.Ф. Злобина, Панковец Н.Г., Носков Д.А. Вакуумные и плазменные приборы и устройства: Учебное пособие, 2007г. - 139 с.

75. Emile Gabby, General Electric - CGR, Issy-les-Moulineaux, France - перевод.

76. «Санитарные нормы допустимого шума, создаваемого изделиями медицинской техники в помещениях лечебно-профилактических учреждений» № 3057-84.

77. G.J.S. Parkin and A.R. Cowen Digital mammography with PCR: Experience with 20 000 Patients // MEDICA MUNDI 45/2 July 2001

78. Mark B. Williams, Priya Raghunathan, Mitali J. More, J. Anthony Seibert, Alexander Kwan, Joseph Y. Lo, Ehsan Samei, Nicole T. Ranger, Laurie L. Fajardo, Allen McGruder, Sandra M. McGruder, Andrew D. A. Maidment, Martin J. Yaffe, Aili Bloomquist, and Gordon E. Mawdsley Optimization of exposure parameters in full field digital mammography // Med. Phys. 35, 2414 (2008)

79. Патент США № 8,183,756 B2 HOU 1/15 2012

80. Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки // Г. Л. Амитан, И. А. Байсупов, Ю. М. Барон и др.; Под общ. ред. В. А. Волосатова. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988, — 719 с.

81. Немилов Е.Ф. Справочник по электроэрозионной обработке материалов - Л.: Машиностроение. Ленингр. Отд-ние, 1989. — 164 с.

82. Артамонов Б. А., Волков Ю. С., Дрожалова В. И. и др. Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов. Учеб. пособие (в 2-х томах). T. I. Обработка материалов с применением инструмента/Под ред. В. П. Смоленцева. - М.: Высш. шк., 1983.-247 с.

83

84

85

86

87,

88

89

90

91,

92

93,

94,

95,

96,

97.

А. Н. Королев, Е. А. Котюргин, Н. А. Лябин, М. С. Доманов, Е. Н. Покровский Состояние и перспективы развития автоматизированных лазерных технологических установок типа «каравелла» для прецизионной микрообработки материалов изделий СВЧ-техники на ФГУП «НПП «Исток» // ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕХНИКА. СЕР. 1.СВЧ-ТЕХНИКА, ВЫП. 2(501». 2004

E.V. Barmina; А.А. Serkov; Е. Stratakis; С. 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.

E.V. Barmina, E. Stratakis, M. Barberoglou, V.N. Stolyarov, I.N. Stolyarov, C. Fotakis,

G.A. Shafeev. Laser-assisted nanostructuring of Tungsten in liquid environment // Applied Surface Science, Volume 258, Issue 15, 15 May 2012, Pages 5898-5902

E.B. Бармина, M. Барбероглу, В. Зорба, А.В. Симакин, Э. Стратакис, К. Фотакис, Г.А. Шафеев Образование наноструктур на поверхности тантала при его лазерной абляции в воде Квантовая Электроника, 2009, Том 39, № 1, с. 89-93 GEANT - Detector Description and Simulation Tool, CERN, Geneva, 1993. V.Ammosov, V.Korablev, V.Zaets. "Electric field and currents in resistive plate chambers". NIM A 401, p.217-228,1997.

Л.Ландау и Е.Лифшитц. Классическая теория поля. Т.2, Москва "Наука", 1988. Б.М.Яворский и А.А.Детлаф. Справочник по физике. Москва "Наука", 1974 М. Sh. Yamamoto // Fundamental physics of vacuum electron sources.// Rep. Prog. Phys. 69 181-232(2006)

P.T. Андреева, С.И. Ипатова, Н.С. Розинова, М.И. Соколова, А.Д. Теймер Свойства и

применение металлов и сплавов для электровакуумных приборов. Справочное

пособие. Под общей ред. Р. А, Нилендера. Москва, 1973, 336стр.

И. Карюгин, В.Н. Столяров, И.Н. Столяров, Методика исследования и оценки

ресурса эмиттеров рентгеновских трубок

Патент США 3,855,492 H01J 35/10, 17.12.1974

H.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.

Основы лучевой диагностики и терапии: национальное руководство / гл. ред. тома акад. РАМН С.К. Терновой. - М.: ГЭОТАР - Медиа, 2012, 992 с. Н.Н. Блинов, Л.В. Владимиров, Г.П. Кочетова, Н.А. Туманов, А.З. Шварцман, A.M. Якобсон, В.Л. Ярославский Рентгенодиагностические аппараты. М., «Медицина», 1976, 240 с.

98. Справочник по электрическим машинам: В 2 т. Под общ. ред. И. П. Копылова и Б. К. Клокова. Т.1. - М.: Энергоатомиздат, 1988.-456 с.

99. Браташ О.В., Калинов А.П. Анализ методов вибродиагностики асинхронных двигателей // Вюник Кременчуцького державного пол^ехшчного ушверситету. -Кременчук: КДПУ, 2006. - Вип. 4/2006

100. Ширман А., Соловьёв А. Практическая вибродиагностика и мониторинг состояния механического оборудования. - Москва, 1996, 276 с.

101. Лобанов И. С., Столяров В. Н., Столяров И. Н. Опыт применения метода вибродиагностики для анализа качества рентгеновских трубок с вращающимся анодом. // Медицинская техника. №3 с. 40-44 (2012)

102. 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.

103. Шубов И. Г. Шум и вибрация электрических машин. - 2-е изд., перераб. и доп. -Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1986, 208 с.

104. Rodriguez I. Alves R.: Detection of the Combination of Static and Dynamic Air gap Eccentricity in 3-Phase Induction Motors using Stator Ciment Monitoring. Book of Abstracts. Conference Record CD. IEEE Transactions and Monograph on "Recent Advances on Electrical Machines" of the 17th International Conference on Electrical Machines - ICEM2006. September 2-5. 2006. Chania. Crete Island. Greece.

105. Русов В. А. Спектральная вибродиагностика. - Пермь, 1996, 235 с.

106. Барков А. В. Интеллектуальные системы мониторинга и диагностики машин по вибрации. / А. В. Барков, Н. А. Баркова // Сборник трудов семинара «Современные проблемы вибрационной диагностики и виброзащиты энергетических установок», 1999.-С. 115-156

107. ГОСТ 31320-2006 (ИСО 11342:1998) Вибрация. Методы и критерии балансировки гибких роторов

108. Патент ЕР 0,266,157 Al, H01J35/10, 26.10.1987

109. Патент США 3,737,699, H01J35/10, 05.06.1973

110. Патент США 4,876,705, H01J35/10, 24.10.1989

111. Патент ЕР 0,031,940 Bl, H01J35/10, 28.08.1985

112. Патент США 4,641,333, Н01J35/10, 03.02.1987

113. Патент США 4,331,902, H01J35/08, 25.05.1982

114. 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).

115. Орлов П.И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие. В2-х кн. Кн. 2. Под ред. П.Н. Учаева.-З-е изд., исправл. - М.: Машиностроение, 1988. — 544 е.: ил.

116. Чудаков Е.А. Машиностроение. Энциклопедический справочник. Раздел 1. Инженерные расчеты в машиностроении. В 15-ти т. Т.2., 1948, 892 с.

117. Патент США 5,553,114 H01J 35/10, 03.09.1996

118. Patrick Rastello GCO-Buc. Rev 02 - 30/09/2001 Global Tube Engineering

119. Попов В. M. Теплообмен в зоне контакта разъемных и неразъемных соединений. -Москва, 1971, 216 с.

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

121. ASM Handbook. Properties and Selection: Irons, Steels, and High-Performance Alloys Volume 1 of the 10th Edition Metals Handbook. 2521 c.

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

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

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

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

126. 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.

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

128. Казаков Н.Ф. Диффузионная сварка в вакууме. М., «Машиностроение», 1968. 332 с.

129. Казаков Н.Ф. Диффузионная сварка материалов. Изд. 2-е, перераб. И доп. М., «Машиностроение», 1976 г. 312с.

130. Розанов JI.H. Вакуумная техника: Учебник для вузов. - М.: Высш. школа, 1982. - 207 е., ил.

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

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

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

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

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

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

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

138. (138)Основы рентгенодиагностической техники / Под ред. H. Н. Блинова. - М.: Медицина, 2002,- 389 с.

139. Патент Австрии № 397005, МПК H01J 35/10, заявл. 07.05.1991 г.

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

141. 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.

142. 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.

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

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

145. Неразрушающие испытания. Справочник, кн.2 / Под ред. Р.Мак-Мастера. М.-Л.: Энергия, 1965.

146. Патент США 6,192,106, H01J 35/20, 20.02.2001

147. Патент США 5,838,761, H01J 35/20, 17.11.1998

148. Патент США № 2003/0081726 Н05Н 1/00 2003

149. Уэетон Дж. Техника сверхвысокого вакуума: Пер. с. англ. - М.: Мир, 1988. - 366 с.

150. Ворончев Т.А., Соболев В.Д. Физические основы электровакуумной техники, Москва, 1966 г., 352 стр.

151. Вакуумная техника: Справочник/ Е.С. Фролов, В.Е. Минайчев, А.Т. Александрова и др.; под общ. ред. Е.С. Фролова, В.Е. Минайчева. - М.: Машиностроение, 1985. - 360 с.

152. A.C. Гладков и др. Металлы и сплавы для электровакуумных приборов. М., «Энергия», 1969, 600 стр.

153. Takahisa Yamazaki, Toshi-Taka Ikeshoji, Akio Suzumura, Takafumi Naito Effect of Oxide Film on the Reduction of Hydrogen Permeation Rate in Stainless Steel, JSME International Journal, Series A, Vol. 49, No. 1, 2006, p. 58-62

154. А.И. Пипко, В.Я. Плисковский, A.E. Пенчко Конструирование и расчет вакуумных систем, 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1979, 504 стр.

155. Якименко Л.М. Электродные материалы в прикладной электрохимии М., «Химия», 1977 г., 264 стр.

156. А. Рот Вакуумные уплотнения. Пер. с агл. М., «Энергия», 1971,464 с.

157. Любимов МЛ. Спаи металла со стеклом. Изд. 2-е, переработ. И доп. М., «Энергия», 1968,280 с.

158. Патент США № 6,118,852 2000 H01/J 5/18 General Electric Company

159. Смирягин А.П. Промышленные цветные металлы и сплавы, Москва, 1956, 560 с.

160. ГОСТ 492-52 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые, обрабатываемые давлением. Марки.

161. Патент США 5,722,869, H01J 9/26, 03.03.1998

162. Патент США 5,733,162, H01J 9/40, 31.03.1988

163. Патент СССР 465673, H01J 9/38, 30.03.75,

164. Патент СССР 210262, H01J 06.11.1968,

165. Патент СССР 465674, H01J 9/38, 30.03.75

166. Авторское свидетельство на изобретение №45689, 31.01.1936

167. Патент США 3,151,967, 06.10.1964

168. Патент США 3,100,251 06.08.1963

169. А.И. Пипко, В.Я. Плисковский, Б.И. Королев, В.И. Кузнецов Основы вакуумной техники: Учебник для техникумов, 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоиздат, 1981, 432 стр.

170. Столяров И.Н., Столяров В.H. Решение о выдаче патента РФ на полезную модель «Штенгельный узел рентгеновской трубки» по заявке № 201313240 от 15.07.13.

171. Руководство пользователя к «Mammographie Accreditation Phantom Model 156»

172. Mammography. Quality Control Manual", 2008, от Canadian Association of Medical Radiation Technologists

0)

о ^

о

О) т х о.

£ 0) с; то

ш

0

1 -О

с;

ш >

Приложение А (обязательное)

данные анализ базовой конструкции рентгеновской маммографической трубки

1,4

1,2

С о,

ш

1 0,6

| 0,4

§. 0,2 с

О Г)

о и

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 Температура, °С

Рисунок АЛ - Зависимость удельного электрического сопротивления вольфрама от температуры.

г г

лГ

Рисунок чашка

А.2 - Штампованная фокусирующая

Рисунок А.З - Распределение температуры нагрева вдоль эмиттера. / - длина эмиттера, АТ - изменение температура нагрева эмиттера.

а) б)

Рисунок А.5 - Профили рабочих участков спиральных эмиттеров, патент [28]. а - плоский профиль, б -вогнутый профиль

а) б)

Рисунок А.4 - Формы спиральных эмиттеров [19]. а - эмиттер с овальным сечением, б - эмиттер с прямоугольным сечением.

а) б) в)

Рисунок А.6 - Профилированные эмиттеры, патент [54], а, б, в - с треугольным, полукруглым и П-образным поперечными сечениями соответственно.

Таблица Л.1 - Химический состав стекла «гетан»

ВеСОз 5,3%

ЫСОз 17,3%

В(ОН)3 77,4%

Рисунок А.7 - Прозрачность различных Рисунок А.8 - Схемы подключения однополярной материалов, применяющихся для металлостеклянной рентгеновской трубки. а - с

изго товления выходных окон мягколучевых заземленным катодом, б - с заземленным анодом, рентгеновских трубок. 1 - целлофан 0,02 мм, 2 - бериллий 0,5 мм, 3 алюминий 0,025 мм, 4 - линдемановское стекло 0,25 мм, 5 -«пирекс» 1 мм.

100 90 80

* 70

£ бо

о

# 50

|40

ГО

§-30

20 10 0

0,5 1 1,5 2 2,5 Длина волны, А

Внефокусиое излучение

Металлическая оболочка

8нефо*уо«ое и пучение

Приложение Б (обязательное)

расчетные и экспериментальные данные по катодному узлу рентгеновской маммографической

трубки Б.1 Расчетные данные Таблица 2.1 - Расчетные значения изменения радиального размера

пучка.

иа, кВ =1 и г? Уширение у, (мкм)

тэк I, мА

15 25 35

I II I II I II

25 0,43 31 26 55 44 75 60

30 0,47 13 10 27 24 39 29

40 0,54 9 6 19 13 27 18

\гспв^о'» о( жи-ез \erticet (2) ро$Феп

Рисунок Б.1 - Рассчитанная геометрия фокусных пятен на мишени анода для трех значений осевого смещения эмиттера в установочном пазу (нулевого, +1000 мкм, -1000 мкм). Межэлектродное расстояние 10 мм, и=40 кВ.

Vorictiort of wires transverse (X) position

, J OXXi №-».' | .3 0 »»J

06 0

" »(cm) ~ 1

wires X sh(ft = + 0 3mm 2

1 5

4{cml

т к, - ¿.jsvs is 11 о MVS . , 5M\'j!«w c.O

•i —05 " •

0 '

-1

1

-1

w res X shift» - 0 3mm

з x; ч * $ D v e: ч

Рисунок Б.2 - Рассчитанная геометрия фокусных пятен на мишени анода для трех значений поперечного смещения эмиттера в установочном пазу (нулевого, +300 мкм, -300 мкм). Межэлектродное расстояние 10 мм, и=40 кВ.

£

с i ;

„ t 5 it tfl* Ь * V.

-* ь '

Voriciion oi wires slope oroun<J X ox

' £ t

•1 0

О Tbm*~> ; £t 10*5 |

. 1 * . . Q •

D С J04,

П

l

■ !

0 1

ISi

1 i>

"" ' С '

* грз slope b9 " ? ' !

-1

4 W £ 2 # > 4 iwM-ts^i* Г? • I ' b '

1 s

0 Г-

7 и • г.*-*-* ч, X !

ч.^т1!

Рисунок Б.З - Рассчитанная геометрия фокусных пятен на мишени анода для трех значений положений наклона рабочей поверхности эмиттеров относительно поперечной линии симметрии эмиттера (нулевого, +6°, -6°) Межэлектродное расстояние 10 мм, и=40 кВ.

Продолжение Приложения Б (обязательное)

Уоп-с^юп с^ «>'"е5 \ег1со: (2) розШсп

о лэч' .»-л* 5

-2.6

— 2

£

К !5

¡»»«Пя^ )

о 5

с

Х(ст)

»1гез 2 8ЬИ1=-0.1тт

§ I

к '.5 I

О. »4 »«т.»'

■ 1

г

- I о

о.ь С

^ к, О Мх)»^1

Л(ст)

<н<гез I 0 2тт

К 3 Ь ___

О X а й.!«^1 т 0.Ш2Х'

Х(ет?

* ь

I

0.5 О

] в г» х г г ■и*"'

-10 1 -1 0 1

Х(ст} Х(ст)

Рисунок Б.4 - Рассчитанная геометрия фокусных пятен на мишени анода для трех значений осевого смещения эмиттера в установочном пазу (нулевого, +100 мкм, -100 мкм). Межэлектродное расстояние 10 мм, и=40 кВ.

1,2 1 1

0,8 0,6 0,4

03 I I-

к с

о

и.

о

X

о о

■е™ 0,2

о.

о -0,2

' > ■ ' ' ' I ' ■

........... . . , I I , I I

-0,1 -0,08 -0,06 -0,04 -0.02 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 Перемещени ДZ, мм

Рисунок Б.5 - Зависимость ширины фокусного пятна от изменения осевого положения эмиттера (сплошная линия) и ширины фокусирующего паза (пунктирная линия).

Таблица Б.2 - Расчетные значения минимально допустимой ширины фокусного пятна для плоского эмиттера

Т накала эмиттера, "С Фокусное расстояние, мм U, кВ Ширина фокусного пятна 25, мм U, кВ Ширина фокусного пятна 25, мм U, кВ Ширина фокусного пятна 25, мм

15 0,107 0,116 0,127

14 0,100 0,108 0,118

13 0,093 0,100 0,110

12 0,086 0,093 0,101

2320 11 35 0,079 30 0,085 25 0,093

10 0,071 0,077 0,085

9 0,064 0,069 0,076