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前面介紹了熒光光譜儀以及X熒光光譜儀，并且介紹了能量色散熒光光譜儀和波長(zhǎng)色散熒光光譜儀，不管是能量色散還是波長(zhǎng)色散，都有X射線光管來(lái)進(jìn)行激發(fā)，這里將為您介紹X射線熒光光譜儀中的X射線管。

X 射線管是利用高速電子撞擊金屬靶面產(chǎn)生 X射線的真空電子器件，工作在高電壓下的真空二極管。包含有兩個(gè)電極 :一個(gè)是用于發(fā)射電子的燈絲，作為陰極，另一個(gè)是用于接受電子轟擊的靶材，作為陽(yáng)極，兩級(jí)均被密封在高真空的玻璃或陶瓷外殼內(nèi)。

按照產(chǎn)生電子的方式,X射線管可分為充氣管和真空管兩類(lèi)。

克魯克斯管

克魯克斯管就是最早的充氣X射線管。這種管接通高壓后,管內(nèi)氣體電離，在正離子轟擊下，電子從陰極逸出，經(jīng)加速后撞擊靶面產(chǎn)生X射線。

充氣管

充氣X射線管是早期的X射線管。1895年，W.C.倫琴在進(jìn)行克魯克斯管實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)了 X射線。充氣X射線管功率小、壽命短、控制困難，后已很少應(yīng)用。1913年，W.D.庫(kù)利吉發(fā)明了真空 X射線管。

X射線熒光光譜儀的X射線管

真空管

管內(nèi)真空度不低于10-4 帕，陰極為直熱式螺旋鎢絲，陽(yáng)極為銅塊端面鑲嵌的金屬靶。根據(jù)管子的用途選擇靶材和電子束能量，常用鎢作靶材。在某些用途下，還采用銀、鈀、銠、鉬、銅、鎳、鈷、鐵、鉻等材料。陰極工作溫度約為2000K,發(fā)射出的電子經(jīng)數(shù)萬(wàn)至數(shù)十萬(wàn)伏高壓加速后撞擊靶面。陰極被一個(gè)前端開(kāi)槽的金屬罩包圍。金屬罩的電位等于或低于陰極，迫使電子聚焦在靶面上的一個(gè)狹窄區(qū)域內(nèi),形成焦斑。X射線就從焦斑上向各個(gè)方向輻射，通過(guò)管壁上的窗口輸出。窗口一般用對(duì) X射線吸收很小的鈹、鋁或輕質(zhì)玻璃制成，以鈹片為最佳。

X射線管出現(xiàn)x射線的原理

X 射線管包含有陽(yáng)極和陰極兩個(gè)電極，分別用于用于接受電子轟擊的靶材和發(fā)射電子的燈絲。兩級(jí)均被密封在高真空的玻璃或陶瓷外殼內(nèi)。X 射線管供電部分至少包含有一個(gè)使燈絲加熱的低壓電源和一個(gè)給兩極施加高電壓的高壓發(fā)生器。

當(dāng)鎢絲通過(guò)足夠的電流使其產(chǎn)生電子云，且有足夠的電壓(千伏等級(jí))加在陽(yáng)極和陰極間，使得電子云被拉往陽(yáng)極。此時(shí)電子以高能高速的狀態(tài)撞擊鎢靶，高速電子到達(dá)靶面，運(yùn)動(dòng)突然受到阻止，其動(dòng)能的一小部分便轉(zhuǎn)化為輻射能，以 X 射線的形式放出，以這種形式產(chǎn)生的輻射稱(chēng)為軔致輻射。改變燈絲電流的大小可以改變燈絲的溫度和電子的發(fā)射量，從而改變管電流和 X 射線強(qiáng)度的大小。改變 X 光管激發(fā)電位或選用不同的靶材可以改變?nèi)肷?X 射線的能量或在不同能量處的強(qiáng)度。由于受高能電子轟擊，X 射線管工作時(shí)溫度很高，需要對(duì)陽(yáng)極靶材進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。雖然 X 射線管產(chǎn)生 X 射線的能量效率十分低下，但是在目前，X 射線管依然是最實(shí)用的 X 射線發(fā)生器件，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于 X 射線類(lèi)儀器，目前醫(yī)療用途主要分為診斷用 X 射線管和治療用 X 射線管。

通常X射線光譜儀的分析范圍為0.7-40keV，故一般激發(fā)電壓范圍為1-50kv，X射線光管可提供的最高管壓一般為30-100kv，波長(zhǎng)色散光譜儀的光管功率多為2-4kw，能量色散光譜儀一般采用低功率光管（0.5-1.0kw）。

X射線管在醫(yī)學(xué)上用于診斷和治療,在工業(yè)技術(shù)方面用于材料的無(wú)損檢測(cè)、結(jié)構(gòu)分析、光譜分析和底片曝光等。以上就是關(guān)于X熒光光譜儀中的X射線管的原理。