什么环境条件对我的x射线管有害

总结

x射线管制造商经常遇到的一个问题是环境条件对长寿命x射线管构成威胁。本应用说明列出了x射线管将发挥其最大预期寿命的基本条件，并确定了已知的关注领域。

失效模式

温度范围
x射线管最常见的故障模式是不能充分散热在正常工作时产生的热量。众所周知，传递在电子束上的动能的99%以上以阳极目标的热的形式损失了。因此，一个50W的x射线管仅通过转换过程就会产生大约49.8W的热量。再加上螺旋钨丝产生的热能，人们可以很容易地看到散热是一个主要因素。

由于冷却不足，x射线管本身的失效机制有两种形式;首先是阳极目标材料的简单升华。在将阳极目标材料直接从固体转化为气体(升华)时，所产生的蒸汽会迅速降低正常工作所必需的内部超高真空。这种超高真空的损失导致x射线管无法承受阴极电子源(螺旋钨丝)和目标阳极之间的高压间隙。x射线管开始短路或产生电弧，从而释放出更多的气体，气体进一步降低内部真空，最终导致x射线管不再工作。

由于散热不当导致的第二种失效模式是破坏离子的释放。如果允许x射线管阳极超过目标材料的蒸汽压点，则会发生离子的释放。反过来，这些释放出来的离子被吸引回螺旋钨丝，并开始通过离子擦洗过程腐蚀钨丝。这可能导致灯丝过早失效，表现为灯丝断裂或断路。

通过确保x射线管不允许过热，可以预防这两种故障模式。这意味着在冷却系统发生故障时，要仔细监测冷却电路的故障保护。bob平台下载手机版牛津仪器公司现在在其包装的x射线管中提供集成热保护，以防止这种类型的故障。

因此，x射线管的可接受工作温度范围与冷却设计有关。每个x射线管对允许温度范围的耐受性略有不同，有些低至50摄氏度，而另一些则耐100摄氏度。强烈建议任何集成x射线管的设计都要仔细测量工作温度范围，以确保所选的范围不会允许x射线管过热。

环境注意事项
大多数x射线管要么有一个铍的出口窗口，要么只是允许x射线直接通过玻璃外壳传输。选择带或不带铍出口窗口的x射线管取决于应用，低能量通量和安装要求等因素会影响决定。也就是说，如果您的x射线管包含铍出口窗口，则必须特别注意其特定的环境要求。铍出口窗由高纯度铍金属组成，通常厚度为125微米。铍的金属形态在极性溶剂中极易溶解。极性溶剂的例子包括水、醇和酸。因此，重要的是不要将铍出口窗口长时间暴露在这些剂中，因为它们会破坏窗口，这反过来又会损害x射线管内部的高真空，导致x射线管失效。如果你的铍出口窗口需要清洁，使用棉签和丙酮(一种非极性溶剂)。

最后，由于x射线管的出口窗口通常暴露在样品室环境中，确保待分析的样品不释放极性溶剂，因为这是x射线管的常见故障机制。正如您可能怀疑的那样，含有高水蒸气含量(高湿度)的环境也应该避免，因为铍出口窗口上的水冷凝会溶解铍金属并导致后续故障。如果您希望在这些不太宽容的环境中操作x射线管，请联系牛津仪器公司，为您的铍窗涂上聚合物保护材料。bob平台下载手机版这种材料可能会对性能产生不利影响，特别是在10KV以下，但会保护易碎的铍窗免受腐蚀损坏。

正如人们可能会怀疑的那样，在一个由碳氢化合物组成的环境中，带有铍出口窗口的x射线管的运行将取决于所讨论的分子的极性。通常大多数脂肪烃和芳香烃对于铍的出口窗是安全的。事实上，x射线管在其生命的前5天大部分时间都浸泡在高压变压器油中，这是一种低极性碳氢化合物。碳氢化合物对铍出口窗的破坏主要来自碳氢化合物在铍出口窗上的沉淀，从而降低了铍的传输特性。在许多情况下，这种物质可以用丙酮(一种非极性溶剂)和棉签清洗掉。记住，铍是剧毒的，没有保护的手永远不要触摸窗户，如果窗户破碎或破碎，也不应该清洗窗户。

另一个需要考虑的问题是在氦环境中使用铍出口窗制作的x射线管的操作。通常在x射线光谱学中发现，氦作为一个非常小的原子，通过铍窗有很高的透射率。因此，在这种环境中使用x射线管时，必须仔细考虑设计。至少，只应该考虑至少125微米的铍出口窗口，除非铍窗口涂有高度透明的类金刚石保护涂层。

如果您的设计要求在真空环境中使用带有铍窗的x射线管，重要的是要记住，铍窗材料是脆性的，因此在分析分析的典型环境中，铍窗在常压和真空环境之间循环时极易损坏。强烈建议使用二次室，以便x射线管在亚大气压力下运行，而无需为每个样品引入循环。如果您希望在真空bob平台下载手机版环境中操作x射线管，请与牛津仪器公司联系以了解适当的设计细节。