X射線熒光光譜儀的X射線光管
X射線光管是X射線熒光光譜儀和衍射儀的激發光源,它所產生的X射線光譜稱作原級X射線譜,由連續譜線和特征譜線組成。在X射線管中,當所加的管電壓很低時,只有連續譜產生;當所加電壓大于或等于X射線管的陽極材料激發電勢時,特征X射線光譜即以疊加在連續譜之上的形式出現。這種特征光譜的波長決定于X射線管的陽極材料。給X射線管提供高壓電場和燈絲加熱,使燈絲發射的電子在高壓電場的作用下轟擊陽極靶,當X射線管的真空破壞或燈絲斷的情況下,X射線管則不能正常工作,工作中光管的合理使用和維護十分重要。
一、X射線熒光光譜儀線管的結構
X射線管是一種高壓真空二極管,它包括發射電子的陰極和一個接收電子的陽極(靶)。由燈絲電流加熱鎢絲,產生的電子云在陽極和燈絲間所加電位差的作用下,沿聚焦管被加速飛向陽極靶,所獲X射線的很大一部分穿過窗口射出。陰極套用于吸收無用的散射電子并擋住從燈絲發出的鎢擴散。 為盡可能減少管窗對X射線的吸收,窗口用輕元素鈹制成,為提高長波X射線的透射率,還應使用盡可能薄的鈹窗。鈹窗的厚度取決于靶原子系數,鎢靶窗通常厚1~2mm,鉻靶窗可薄至0.2~0.5mm。
1.X射線熒光光譜儀線管燈絲斷的原因
(1)燈絲本身損耗,燈絲變細,在升電流時突然燒斷,此種情況發生的可能性較小。
(2)X射線管的高壓真空破壞,使燈絲處于非真空狀態,此時給燈絲通電流燈絲必斷。
(3)鈹窗漏氣,在外力作用下或化學反應下,由于鈹窗很薄,如果鈹窗破壞,則X射線管的高壓真空破壞,使燈絲燒斷。 對拆下的X射線管檢查,鈹窗口有銹跡,因為金屬鈹是兩性金屬,在適當條件下,會發生化學反應。由于鍍窗口生銹,可確定鍍窗漏氣,使x射線管高壓真空破壞,導致燈絲燒斷。
二、X射線熒光光譜儀線管的使用一般規則是在X射線管說明書標明的最大功率內使用,當超過lh不用儀器時,將X射線管設置為待機狀態;當超過兩星期不用儀器時,將X射線管高壓關閉;超過十星期不用儀器時,將X射線管拆下;千萬不要通過關閉冷卻水去關閉X射線管高壓;升高壓時,先升電壓后升電流;降高壓時,先降電流后降電壓.
三、X射線熒光光譜儀線管的老化
1.老化對象
新的X射線管、超過l00h未曾使用和曾經從儀器上拆下的X射線管,必須進行老化。對超過24h但小于100h未曾使用的X射線管進行快速自動老化。
2.老化目的
檢查X射線管的高壓能力,它能使X射線管內的真空度得到改善,并且以較低的能量去除X射線管內的微粒。
3.老化方法
手動老化是以每l~3min升5~10kV速率,從最低電壓、最低電流升至最高電壓、最低電流;自動老化是由CPU板上的固化軟件來進行。
四、X射線熒光光譜儀線管的待機與維護
1.待機
至少沒定至40kV/l0mA,對于陶瓷X射線管設定至50kV/20mA。
2.維護
為避免鈹窗口被腐蝕導致陶瓷X射線管變成含氣的而使X射線管損壞,應注意以下問題:
(1)將冷卻水的溫度設定至最高露點溫度以上。
(2)保持管塔內部的清潔和干燥,必要時在房間內配置去濕機。
(3)高壓關閉后不要開著水冷系統。
(4)將待機高壓設定至50kV/20mA。
3.X射線管陽極的清洗
(1)每工作4000h至少清洗一次。冷卻水不干凈時需要更頻繁的清洗。
(2)拆下射線管底部,將射線管陽極端朝上。然后將醋酸(CH3COOH,l0%)或鹽酸(HCl,4%)放在陽極上,等待半小時后,用水擦洗干凈。重復以上過程直至將陽極清洗干凈。