X線球管原理及球管的應用診療用X線球管X線球管是X線機的重要構成部分之一，是產生X線的元件，其作用是將電能轉化為X線。自1895年倫琴發(fā)現X線以來，X線球管逐步向功率大、焦點小和專用化方向發(fā)展，其構造不停改善，先后出現了固定陽極、旋轉陽極以及多個特殊X線管。本章重要介紹診療用X線管的基本構造、特性、參數及有關知識，并簡要介紹了多個特殊X線管和X線管的焦點，為對的使用X線管打下基礎。第一節(jié)固定陽極X線球管一、球管構造固定陽極X線球管是診療用X線管中最簡樸的一種，其構造重要由陽極、陰極和玻璃殼三部分構成。（一）陽極陽極的重要作用是阻擋高速運動的電子流而產生X線，同時將曝光時產生的熱量輻射或傳導出去；另首先是吸取二次電子和散亂射線。固定陽極X線球管的陽極構造由陽極頭、陽極帽、玻璃圈和陽極柄四部分構成。1．陽極頭它由靶面和陽極體構成。靶面的作用是承受高速運動的電子流轟擊，產生X線（曝光）。但由于曝光時，只有不到1%的電子流動能轉換為X線能，其它均轉化為熱能，因此曝光時，靶面將產生大量的熱量而使其工作溫度很高。又由于輻射的X線強度與靶面材料的原子序數成正比，因此X線管的靶面材料普通都選用鎢（Z=74），故稱為鎢靶。鎢的特點是熔點高（3370℃），蒸發(fā)率低，原子序數大，又有一定的機械強度。但鎢的導熱率小，受電子轟擊后產生的熱量不能很快地傳導出去，故常把厚度為1.5～3mm的鎢靶面用真空熔焊的辦法焊接到導熱率較大的無氧銅制成的陽極體上。這樣制成的陽極頭不僅輻射X線的效率高，并且含有良好的散熱性能。固定陽極X線球管的靶面靜止不動，電子流總是轟擊在靶面固定的同一位置上。由于單位面積上所承受的最大功率是一定的，因此固定陽極X線管的功率是有限的。2．陽極帽它又稱陽極罩或反跳罩，由含鎢粉的無氧銅制成，依靠螺紋固定到陽極頭上，其重要作用是吸取二次電子和散亂射線。陽極帽上有兩個圓口：頭部圓口面對陰極，是高速運動的電子流轟擊靶面的通道；側下部圓口向外，是X線的輻射通道，有的X線球管在此圓口處加上了一層金屬鈹片，以吸取軟X線，減少病人皮膚劑量。高速運動的電子流轟擊靶面時，會有少量的電子從靶面反射和釋放出來，這部分電子稱為二次電子。二次電子有害無益，其能量較大（約為原來的99%），轟擊到玻璃殼內壁上，將使玻璃殼溫度升高而釋放氣體，減少管內真空度或使玻璃殼擊穿；二次電子再次被陽極吸引轟擊到靶面上時，由于沒有通過聚焦，將輻射出非焦點散射X線，使X線影像質量減少；二次電子還會附著在玻璃壁上，造成整個管壁電位分布極不均勻，產生縱向應力，易致玻璃壁損壞。陽極帽罩在靶面的四周，與陽極同電位，故它能夠吸取50%～60%的二次電子，并可吸取一部分散亂X線，從而保護X線管和提高影像質量。3．玻璃圈它是陽極和玻璃殼的過渡連接部分，由4J29膨脹合金（鎳29%，鈷17%，余為鐵）圈與玻璃喇叭兩部分封焊而成。其中，玻璃端與玻璃殼封接，膨脹合金端與陽極頭焊接在一起。4．陽極柄它由無氧銅制成，呈圓柱體狀且橫截面較大，與陽極頭的銅體相連，是陽極引出管外的部分。它的管外部分浸在變壓器油中，通過與油之間的熱傳導，將靶面的熱量傳導出去，從而提高了陽極的散熱速率。（二）陰極陰極的作用是發(fā)射電子并使電子流聚焦，使轟擊在靶面上的電子流含有一定的大小、形狀。其構造重要由燈絲、陰極頭、陰極套和玻璃芯柱等四部分構成，如圖3-3所示。1．燈絲它的作用是發(fā)射電子。燈絲由鎢制成，由于鎢在高溫下有一定的電子發(fā)射能力、熔點較高、延展性好、便于拉絲成形、抗張力性好、且在強電場下不易變形等特點。診療用X線管的燈絲都繞成小螺線管狀。燈絲電壓普通為交流5～10V、50Hz，燈絲電流普通為2～9A，3～6A的占多數。燈絲通電后，溫度逐步上升，到一定溫度（約2100K）后開始發(fā)射電子。燈絲發(fā)射電子與溫度之間的關系（燈絲電子發(fā)射特性曲線），如圖3-4所示。對于給定的燈絲，在一定范疇內，燈絲電壓越高，燈絲溫度也越高，發(fā)射電子的數量就越大。從圖中能夠看出：①調節(jié)燈絲的加熱電壓即可變化燈絲發(fā)射的電子數量；②燈絲溫度與發(fā)射電子的數量關系是呈指數的非線性關系。因此，調試X線機的管電流（mA）值時，要當心，特別是在調節(jié)大mA檔時要小幅調節(jié)，以免燈絲燒斷而損壞X線管；另外，更換X線管時，必須按照新換X線管的燈絲加熱參數、認真調節(jié)燈絲加熱電路，使各mA檔數值精確。普通狀況下，燈絲點燃時間越長，工作溫度越高，鎢的蒸發(fā)越快，燈絲壽命越短。如果燈絲電流比額定值升高5%，燈絲壽命則縮短一倍，如圖3-5所示。實際工作中是按照管電流需要來擬定燈絲加熱溫度的，因此只能靠縮短燈絲的點燃時間來延長燈絲的壽命。另外，功率較大的X線球管為了協(xié)調不同功率與焦點的關系，陰極裝有兩根長短和粗細都不同的燈絲，長的燈絲加熱電壓高，發(fā)射電流大，形成大焦點；短的燈絲加熱電壓低，發(fā)射電流小，形成小焦點，這種X線球管稱為雙焦點X線管，其陰極普通有三根引線，一根為公用線，其它兩根分別為大、小焦點燈絲的引線。2．陰極頭它又稱聚焦槽、聚焦罩或集射罩。它由純鎳或鐵鎳合金制成長方形槽，其作用是對燈絲發(fā)射的電子進行聚焦。燈絲發(fā)射的大量電子，在電場的作用下，高速飛向陽極，但由于電子之間互相排斥，致使電子流呈散射狀。為使電子聚焦成束狀飛向陽極，將燈絲裝入被加工成圓弧直槽或階梯直槽的陰極頭內，燈絲的一端與其相聯，兩者獲得相似的負電位，借其幾何形狀，形成一定的電位分布曲線，迫使電子呈一定形狀和尺寸飛向陽極，達成聚焦的目的。在自整流X線機中，負半周時，聚焦罩還能夠吸取二次電子，以保護燈絲和玻璃殼的安全。（三）玻璃殼玻璃殼又稱管殼，用來固定，支撐陰、陽兩極并保持管內的真空度，普通采用熔點高、絕緣強度大、膨脹系數小的鉬組硬質玻璃（如國產DM-305）制成。由于鉬組玻璃殼與陰、陽兩極的金屬膨脹系數不同，兩者不適宜直接焊接，故在銅體上鑲有含54%鐵、29%鎳、17%鈷的合金圈作為中間過渡體，再將玻璃殼焊接在合金圈上，使合金圈與硬質玻璃膨脹系數相近，以避免因溫度變化而造成結合部的玻璃出現裂縫或碎裂。有的X線管還將X線射出口處的玻璃加以研磨，使其略薄，以減少玻璃對X線的吸取。為避免X線管管內氣體放電，確保陰極發(fā)射的電子能暢通無阻擋地高速飛向陽極，管內的真空度應保持在133.3×10-7Pa(10-7mmHg)下列；另外，裝入管內的全部零件都必須通過嚴格清洗去油和徹底除氣（普通采用高頻真空加熱抽氣）。固定陽極X線球管的重要缺點是：焦點尺寸大、瞬時負載功率小。現在，在醫(yī)用診療X線機中，固定陽極X線球管已多被旋轉陽極X線球管取代。但固定陽極X線球管構造簡樸、價格低，在小型X線機、治療X線機（陽極循環(huán)冷卻）等裝置中仍被采用。二、X線球管的焦點在X線成像系統(tǒng)中，對X線成像質量影響最大的因素之一就是X線球管的焦點。因此，實際工作中對X線球管的焦點規(guī)定比較嚴格。（一）實際焦點實際焦點是指燈絲發(fā)射的電子經聚焦后在靶面上的瞬間轟擊面積。現在，醫(yī)學診療用X線球管的燈絲均繞成螺管狀，燈絲發(fā)射的電子經聚焦后，以細長方形轟擊在靶面上，形成細長方形的焦點，故稱為線焦點。實際焦點的大小（普通指寬度），重要取決于聚焦罩的形狀、寬度和深度。實際焦點越大（受轟擊的靶面積越大，可承受的功率值對應增加），X線管的容量就越大，曝光時間就能夠縮短。我國生產的X線管大多數采用單槽或階梯槽構造，聚焦罩及其電位分布。在電場作用下，實際焦點面上的電子密度分布不同，其X線輻射強度的分布呈單峰、雙峰甚至多峰型，如圖3-8所示。在同樣焦點尺寸的狀況下，焦點中央輻射強度越強（呈高斯分布），其影像分辨力越高；另首先為矩形分布；最差為雙峰分布。醫(yī)學診療用X線管的焦點普通是雙峰分布。（二）有效焦點有效焦點亦稱為作用焦點，是指實際焦點在X線投照方向上的投影。實際焦點在垂直于X線管長軸方向的投影，稱為標稱焦點。有效焦點的標稱值為一無量綱的數值，但現在，有效焦點的標注辦法仍用習慣標注法，如：2.0mm×2.0mm、1.0mm×1.0mm或0.3mm×0.3mm等。但X線管特性參數表中標注的焦點為標稱焦點。有效焦點與實際焦點之間的關系。設實際焦點寬度為a，長度為b，則投影后的長度為b，寬度不變，即：有效焦點=實際焦點×式中：θ表達陽極靶面與X線投照方向的夾角。當投照方向與X線球管長軸垂直時，θ角稱為靶角或陽極傾角，普通為7o～20o。靶角是一種與容量和X線輻射強度的分布親密有關的重要參數。例如，有一種靶角為19o的固定陽極X線球管，實際焦點長為5.5mm，寬為1.8mm。根據上式能夠計算出有效焦點的長是：5.5×≈5.5×0.33=1.8mm，其寬度不變，即有效焦點近似為1.8mm×1.8mm的正方形。X線成像時，為減小幾何含糊而獲得清晰的影像，規(guī)定有效焦點越小越好。減小有效焦點面積可通過減小靶角來實現，但靶角太小，由于X線輻射強度分布的變化，投照方向的X線量將大量減少，因此靶角要適宜，普通固定陽極X線管的靶角為15°～20°。也能夠通過減小實際焦點面積以減小有效焦點面積，但實際焦點面積減小后，受200W/mm2的限制，X線球管的容量也將隨之減小。（三）有效焦點與成像質量有效焦點尺寸越小，影像清晰度就越高。當有效焦點為點光源時，圖像的邊界分明，幾何含糊小，影像清晰度高；有效焦點越大，圖像邊界上的半影也越大，幾何含糊大，影像清晰度減少。減小有效焦點，勢必減小實際焦點，X線管的功率隨之減小，曝光時間需增加，這將會引發(fā)運動含糊。由此可見，減小焦點面積以減小幾何含糊、改善影像清晰度和增大X線管的功率以縮短曝光時間、減小運動含糊是一對矛盾。固定陽極X線管常采用雙焦點的方法來折中幾何含糊和運動含糊之間的矛盾；另一更有效的辦法是采用旋轉陽極X線管。（四）焦點的方位性由于X線呈錐形輻射，因此在照射野不同方向上投影的有效焦點不同。由圖可見，投影方位愈靠近陽極，有效焦點尺寸愈小；愈靠近陰極，則有效焦點尺寸愈大（寬度不變）。并且，若投影方向偏離管軸線和電子入射方向構成的平面，有效焦點的形狀還會出現失真。因此，使用時應注意保持實際焦點中心、X線輸出窗中心與投影中心三點一線，即X線中心線應對準影像中心。（五）焦點增漲當管電流增大時，電子數量增多，由于電子之間庫侖力斥力的作用，使焦點尺寸出現增大的現象，稱為焦點增漲。用針孔攝影法拍攝的焦點像。由圖可見，管電壓（kV）一定時，隨著管電流的增大、焦點增漲的程度變大。管電壓的變化對焦點增漲大小的影響遠較管電流的變化影響小，但管電壓的變化將變化電位分布曲線，使主、副焦點的形成發(fā)生變化，普通狀況下，對小焦點增漲影響較大。第二節(jié)旋轉陽極X線球管（一）特點旋轉陽極X線球管較好地解決了提高功率和縮小焦點之間的矛盾。旋轉陽極X線球管X線的產生，是由偏離X線管中心軸線的陰極發(fā)射出的電子流，轟擊到轉動的靶面上產生的。由于高速運動的電子流轟擊靶面所產生的熱量，被均勻地分布在轉動的圓環(huán)面上，由于承受電子流轟擊的面積因陽極旋轉而大大增加（實際焦點的尺寸不變、空間位置不變）,使熱量分布面積大大增加，因此有效地提高了X線管的功率，使減小實際焦點、同時適宜減小靶角，以使有效焦點減小成為可能。旋轉陽極X線管的最大優(yōu)點是瞬時負載功率大、焦點小?，F在，旋轉陽極X線球管的功率多為20～50kW，高者可達150kW，而有效焦點多為1～2mm，微焦點可達0.05～0.3mm，從而大大地提高了影像的清晰度。（二）構造旋轉陽極X線球管也是由陽極、陰極和玻璃殼三部分構成。與固定陽極X線球管相比，除了陽極構造有明顯不同外，其它相差不大，這里僅介紹旋轉陽極X線管的陽極構造。旋轉陽極X線管的陽極重要由靶面、轉子、轉軸和軸承構成，如圖3-15所示。1．靶盤與靶面靶盤直徑為70～150mm之間的單凸狀圓盤，中心固定在轉軸（鉬桿）上，轉軸的另一端與轉子相連，規(guī)定有良好的運動平衡性；靶面含有一定的靶角，靶角在6°～17.5°之間。以前，采用純鎢制成的靶盤與靶面，其熱容量較小、散熱性和抗熱脹性都比較差。因此在交變熱負荷的使用條件下，由于表面與內層之間溫差所產生的熱應力，容易使靶面產生裂紋；另外，鎢在1100℃以上會發(fā)生再結晶，將使靶面使用很快就會出現表面龜裂、粗糙現象，致使X線管輻射X線的能力下降?，F在采用錸鎢合金（含10%～20%錸）做靶面，鉬或石墨作靶基，制成鉬基錸鎢合金復合靶及石墨基錸鎢合金復合靶，如圖3-16所示。錸鎢合金靶面晶粒細致，抗熱脹性高，再結晶溫度高，使靶面龜裂、粗糟狀況減輕。有的還在靶盤上開幾條徑向的細膨脹縫以消除機械應力。在相似使用條件下，曝光2萬次，錸鎢合金靶與純鎢靶進行比較，輸出劑量分別下降13%和45%。錸鎢合金靶與純鎢靶的劑量對比曲線?？梢?，錸鎢合金靶面明顯優(yōu)于純鎢靶面。鉬和石墨與金屬鎢相比，熱容量大（石墨的比熱比鎢的比熱約大10倍）、散熱率好（石墨的輻射系數靠近1，導熱系數與鎢、鉬相近），且質量小，使錸鎢合金靶重量輕、熱容量大，有效地提高了X線管持續(xù)負荷的能力，使X線管達成了50kW的大功率和1.0mm×1.0mm的焦點。2．轉子它由無氧銅制成，通過鉬桿與靶盤和靶面連為一體，轉子轉動時，靶盤和靶面隨之轉動。其表面黑化，熱輻射能力較強。旋轉陽極X線管的啟動電機與小型單相異步電機的構造和原理相似，只是轉子裝在X線管的玻璃殼內，而定子線圈裝在X線管玻璃殼的外面。轉軸裝入由無氧銅或純鐵制成的軸承套中，兩端各裝一只軸承。低速旋轉陽極X線管的陽極實際轉速約為2700r/min（f=50Hz），高速旋轉陽極X線管的陽極實際轉速普通為8500r/min（f=150Hz），陽極轉速越高，單位時間內承受高速運動的電子流轟擊的圓環(huán)面積越大，X線管的功率就越大，固然，轉速的提高須考慮轉子的運動平衡、軸承等因素。旋轉陽極X線球管的功率是基于陽極轉速達成額定值時的功率，如果在陽極轉速尚未達成額定值時曝光，將會造成X線管的靶面熔化損壞。因此，使用旋轉陽極X線管的X線機均設有旋轉陽極啟動、延時、保護電路。曝光結束、啟動電機斷電后，轉子因慣性將有較長的靜轉時間（從切斷啟動電機定子電源開始到轉子停止轉動所用的時間），靜轉時間普通為數分鐘至幾十分鐘，靜轉是無用的空轉，制造噪聲且磨損軸承，因此有必要在曝光結束后即對旋轉陽極進行制動，這樣可減少噪聲，延長軸承的壽命，進而延長X線管的壽命。對高速旋轉陽極X線管來講，制動可使旋轉陽極快速越過臨界轉速（引發(fā)共振的臨界轉速為5000～7000r/min），避免X線管損壞。對于低速旋轉陽極X線管，如果轉子的靜轉時間低于30s，就闡明軸承已明顯磨損。3．軸承與軸承的潤滑軸承由耐熱合金鋼制成，能夠承受較高的工作溫度（約400℃左右），但不能超出460℃。為避免過多的熱量傳導到軸承，把陽極端的轉軸外徑做得較細或用管狀鉬桿，減少熱傳導，少量由陽極靶面?zhèn)鲗н^來的熱量則大部分通過轉子表面輻射出去?？梢姡D陽極X線管與固定陽極X線管的散熱方式不同，靶面受高速運動的電子流轟擊所產生的巨大熱量重要依靠熱輻射進行散熱，散熱效率低，持續(xù)負荷后陽極熱量急劇增加，靶盤溫度不停上升，為避免由此造成的X線管損壞，先進X線機的X線管裝置內設有溫度限制保護裝置，對X線管予以對應的保護。軸承的潤滑劑都采用固體潤滑材料，如二硫化鉬、銀、鉛等。選用不同的潤滑材料，轉子的靜轉時間亦有不同。（三）大功率X線球管大功率X線管與普通旋轉陽極X線管基本相似，但有其特殊性。例如，陽極靶盤直徑大（120mm）、轉速高，靶角?。?°～14°，普通旋轉陽極X線管的靶角為17°～21°），使給定焦點尺寸的X線管功率變大。另外，大功率X線管常與一種熱交換器配合使用。熱交換器由插在充油管套內的導管構成回路，通過導管使油或水從管套返回熱交換器，冷卻后又被泵回X線管套內的導管中。當需要短時間曝光并承受大負載時，如X線電影攝影或持續(xù)X線攝影等，可使用大功率X線管。第三節(jié)特殊X線球管一、金屬陶瓷大功率X線球管管殼用硬質玻璃制成的固定陽極X線管與旋轉陽極X線管，在進行持續(xù)大功率攝影時，往往由于玻璃壁擊穿而損壞。這是由于新X線管的玻璃殼是絕緣體，陽極靶面反彈和釋放出來的二次電子有相稱一部分轟擊到玻璃殼并附著其上，附著其上的電子一時不會全部消失，這將妨礙后來的電子附著到玻璃殼上，使玻璃壁免受大量高速電子轟擊和侵蝕。但隨著X線管使用時間的增加，由于燈絲蒸發(fā)和陽極靶面龜裂邊沿處的鎢蒸發(fā)，會使玻璃殼內壁附著一層金屬鎢的沉積物，沉積層與陽極相連形成第二陽極，致使一部分高速運動的電子轟擊玻璃殼使其侵蝕，最后造成玻璃殼擊穿，X線球管損壞。為了消除鎢沉積層的影響，延長X線球管的壽命，近年來生產了一種金屬陶瓷大功率旋轉陽極X線球管。金屬陶瓷大功率X線管的燈絲和陽極靶盤與普通旋轉陽級X線管相似。只是玻璃殼改為由金屬和陶瓷組合而成，金屬和陶瓷之間的過渡采用鈮（Nb），用銅焊接。金屬部分位于X線管中間部位并接地，以吸取二次電子，對準焦點處開有鈹窗以使X線通過。金屬靠近陽極一端嵌入玻璃殼中，金屬靠近陰極一端嵌入陶瓷內，X線管中的玻璃與陶瓷部分起絕緣作用，金屬部分接地，以捕獲電子。金屬陶瓷大功率X線球管，消除了玻璃殼那種由于鎢沉積層所致X線球管損壞的危險，因此可將燈絲加熱到較高溫度，以提高X線管的負荷。X線管管殼上的電場和電位梯度也保持不變，還可在低管電壓條件下使用較高的管電流進行攝影，解決了普通X線管由于管壁擊穿而損壞的問題。大功率陶瓷絕緣X線球管，大直徑（120mm）錸鎢合金復合靶盤、小靶角（9°～13°）。陽極在兩端有軸承支撐的軸上旋轉，用陶瓷絕緣，裝在接地的金屬管殼內，管殼裝在鋼制管套中。工作時還需使用一種外接的熱交換器，熱交換器由插在充油X線管管套內的導管構成回路，通過導管使油從管套內的導管返回熱交換器，被冷卻后再用泵抽回管套內的導管中。這種X線管的焦點尺寸為0.6mm×1.3mm或0.5mm×0.8mm，前者靶角為13°，后者靶角為9°，陽極轉速為8000r/min。重要用于持續(xù)X線攝影、體層攝影或電影攝影等。二、三極X線球管（一）構造三極X線球管是在普通X線球管的陽極與陰極之間加了一種控制柵極，故又稱為柵控X線管。三極X線球管的其它部分與普通X線管類同，只是陰極的構造比較特殊。在聚焦槽中裝有燈絲，燈絲前方裝有柵極，燈絲與聚焦極之間互相絕緣，柵極電位就加在燈絲和聚焦極之間。三極X線球管的控制原理，如圖3-22所示。當柵極對陰極加一種負電壓（2～5kV）或負脈沖電壓時，可使陰極發(fā)射的熱電子完全飛不到陽極上，形不成管電流，不會產生X線。當負電壓或負脈沖電壓消失時，陰極發(fā)射的熱電子在陽極與陰極之間的強電場作用下飛向陽極，形成管電流，產生X線。由于脈沖電壓信號無機械慣性延時，控制敏捷，因此可實現快速持續(xù)X線攝影，攝影頻率可達200幀/秒。三極X線球管有時還可制成一種沒有實體柵極而有特殊形狀的陰極頭，它也含有三極X線球管的柵控特性，通過負偏壓能夠控制X線球管的電子流，當負偏壓較小時，將有一部分電子飛向陽極，并能聚焦起來形成很窄的電子流，以獲得很小的焦點，即微焦點。例如，給陰極頭加一種不大于X線管截止電壓的負偏壓，如負400V，那么該負偏壓將使陰極發(fā)射的電子聚焦，從而可獲得0.1mm×0.1mm的微焦點。若負偏壓值再小一點，可獲得更小的焦點，這就是微焦點X線管的工作原理。微焦點X線管慣用于放大X線攝影。（二）特性三極X線球管的特性，不僅取決于燈絲加熱電流和管電壓，還取決于柵極電位的變化。三極X線球管兼有高壓開關管和X線球管的作用。1．燈絲發(fā)射特性由于柵極負電位對電子流起著妨礙作用，因此柵控X線管的燈絲發(fā)射特性要比普通X線管的差。獲得相似的管電流，柵控X線管的燈絲加熱電流要比普通X線管的燈絲加熱電流大得多。為了提高柵控X線管的管電流，將燈絲與陰極頭互相絕緣，負電位加在陰極頭上。這樣，陰極頭既起著聚焦作用，又起著柵極作用。陰極裝有兩組燈絲，同時加熱，同時發(fā)射電子，在陰極頭的作用下使兩束電子流轟擊到靶面的位置稍有差別，形成近似高斯分布的焦點，從而獲得X線輻射強度分布較為合理的焦點，燈絲發(fā)射特性也得到了改善。它的焦點尺寸為1.2mm×1.2mm，最高工作電壓125kV，柵極切斷電壓為-2.5kV。2．截止特性不同管電壓時，使管電流截止的柵極電位也不同，如圖3-25所示。例如，在電容充放電X線機中，當管電壓為125kV時，截止管電流的柵極電位為-2.5kV。柵極電位的變化會引發(fā)燈絲附近的電位分布發(fā)生變化，從而焦點寬度也隨著變化（焦點長度變化不大）。為此，普通在燈絲兩端使柵極金屬絲的間隔變小，以變化上述現象。3．時間控制特性在柵控X線管的柵極和陰極之間加一矩形負脈沖電壓，可實現瞬時曝光。理論上講，瞬時曝光可短到10μs，但由于高壓電纜對地存在分布電容，因此柵控X線管實用的瞬時曝光時間臨界值為1ms。三極X線管的燈絲發(fā)射特性差，不能產生大的管電流，并且管電流越大，為保持管電壓波形平穩(wěn)的電容器也越大，因此三極X線管不合用于大功率的X線機?，F在，已能制造最大管電流可達數百毫安的三極X線管，X線脈沖持續(xù)時間可短到1～10ms。三極X線管重要應用于X線電影攝影、X線電視、電容充放電X線機上。三、軟X線球管（一）特點當對乳房等軟組織進行X線攝影時，用普通X線管得不到滿意的攝影效果。為提高X線影像的對比度，須使用大劑量的軟X線，為此普通使用軟X線管來產生軟X線。意大利IAE球管在乳腺X光球管市場占有率最佳，品質最佳；GE