X 線にはどのような装置が使われるか？

X 線セットは一般的に 3 種類の電圧カテゴリに分けられます。

1. 最大 320 kV。主に断続的で移動性の作業に使用されます。 管は、一般的に
単極交流タイプです。 断熱の問題により、
このタイプの機器では高い電圧はほぼ不可能です。

2. 最大 450 kV。その寸法、限られた操作性や重量などから、主に継続的で静止型、
または半移動性の作業に使用されます。
管は双極直流タイプです。

3. 最大 10 MeV。いわゆるメガボルト機器です。
実際には、ほぼ静止型の作業に使用されます。

最初の 2 つのカテゴリは、最も一般的な対象物の X 線撮影に適しています。 ただし、
極めて厚い対象物は 450 kV 以上のエネルギーを必要とします。 この場合、
Cobalt60 のような代替線源が適していないことが明らかになっていれば、メガボルト機器が使用されます。
通常、大型で重い機器の据置型設置が必要になります。 最近、
移動での使用にポータブルバージョンが利用できるようになりました。

X 線管の種類

陽極の形状によって、X 線管は以下を生成します。
a. 一方向の放射線ビーム (指向性の管)
b. 環状ビーム (パノラマ管)
X 線管は単極または双極のいずれかです。

双極管

図 1a-5 は双極管です。 双極管には、陽極と陰極両方の地電位の差
が管電圧
の 2 分の 1 に等しいというメリットがあり、断熱という観点から大いに役立ちます。 出口窓は
必ず管の中央に配置されます。 双極管は通常、直流
で稼働し、一般的に空気、オイル、水で冷却されます。 100 から 450 kV の電圧、最大 20 mA の
管電流で稼働するように設計されています。

単極管

これらの (短い) 管では、図 1b-5 で示されているように、陽極が地電位で保持され、
陰極のみに地電位の差があります。 これにより、陽極の冷却がシンプル
になります。 また、移動用途でよく使用される、最大約 300 kV の低/中レベルのキロ電圧セットの場合、
単一のシンプルな高電圧供給源で十分ということにもなります。
実際に、放射線窓は都合がよいように非対称に配置されています。

特別な種類の X 線管

図 1c-5 のような長い中空陽極を持つ単極 X 線管は、一般的に「ロッドアノード型管」
として知られ、パイプや管に挿入することができます。 こうした管は
360º の環状 (パノラマ) ビームを発生させるので、1 回の露光で円周溶接全体の
X 線撮影を行うことができます。
図 2-5 は (360º) パノラマ管の
円錐形陽極
で、円周溶接を中央で
X 線撮影できるので、
内側から均一になります。 この
陽極により、生成される X 線ビームの
中央が管の縦軸に対して
垂直になるように、
電子ビームの軸が
コーンの頂点に
到達するはずです。
注意: 生成される X 線ビームの中心が
管の中心線に対して
垂直でない (斜め)
(昔は許容可能だった) 形状の陽極は、
公式の基準に基づいて
作業を行う場合、
認められなくなりました。
磁気レンズまたは静電レンズ (ウェーネルトシリンダー) により電子ビームが延長された
長さの先に集中して、非常に小さな焦点サイズを生成する
パノラマ管もあります。 こうしたセットはマイクロフォーカスロッドアノード型管と呼ばれ、
10 マイクロメーター以下の非常に小さな焦点サイズを持ちます。 陽極は
過熱により比較的簡単にダメージを受けるので、陽極は通常交換可能になっています。
交換後に真空を復元するため、分離型の真空ユニットが必要になります。 この
構造のメリットは様々なタイプの陽極を使用できることで、特別な用途に合わせてさまざまな放射線
パターンを取得できます。 最大エネルギーレベルは通常、
150 kV 以下です。
ただし、拡大またはスキャン
目的で固定型の陽極を持つ 150 kV マイクロフォーカス管があります。画像の拡大技術に関するセクションを参照してください。 これらの管は、陽極が交換できず熱放散に限界があるため、
電流を低く保つ必要があります。
プラスチックとアルミニウムの X 線撮影で使用される一部の X 線管には、
ベリリウム窓がついており、5 から 45 kV
の低い管電圧で柔らかい放射線が生成されるようになっています。