Кожух-диафрагма XRS АП (р/а АРИОН, АРИНА, ПАМИР)

Назначение

Кожух-диафрагма свинцовая XRS АП предназначена для формирования потока ионизирующего излучения в нужном направлении с телесным углом, определяемым геометрией окна диафрагмы и его расположением.

Кожух-диафрагмы XRS АП используются при фронтальном просвечивании труб импульсными рентгеновскими аппаратами серий АРИОН, АРИНА и ПАМИР. Применение диафрагм в рентгенографии решает две основные задачи:

задача 1: повышение качества снимков за счет снижения отраженного и рассеянного излучений;
задача 2: ослабление неиспользуемого ионизирующего излучения как дополнительная мера по обеспечению радиационной безопасности персонала.

Кожух-диафрагмы XRS АП изготавливаются в соответствии с ТУ 4276-037-96651179-2015. Эксплуатация изделия регламентирована требованиями СанПиН 2.6.1.3164-14.

Модификации кожуха-диафрагмы XRS АП

Кожух-диафрагма XRS АП (без возможности смены диафрагмы)

Кожух-диафрагма XRS АП СД со сменной свинцовой диафрагмой

Кожух-диафрагма XRS АП устанавливается на тубус излучателя рентгеновского аппарата и крепится к корпусу стяжками. Для предотвращения повреждения лакокрасочного покрытия тубуса рентгеновского аппарата, корпус кожух-диафрагмы с внутренней стороны защищен резиновым слоем. Для защиты от внешних повреждений используется ПВХ ткань. Конструкция фланца кожух-диафрагмы позволяет регулировать положение окна выхода излучения с шагом 45 градусов в направлении оси рентгеновского аппарата. В модификации со сменной свинцовой диафрагмой дополнительно предусмотрена бесступенчатая регулировка положения окна диафрагмы без смены положения кожуха.

Модификация кожух-диафрагмы XRS АП-300М СД для моноблочных рентгеновских аппаратов АРИОН-300М выпущенных после 01.11.2020 имеет болтовое крепление к корпусу аппаратов.

Кожух-диафрагма XRS АП-300М СД

Варианты расположения и формы окна диафрагмы

Окно диафрагмы может быть расположено на фронтальной части кожуха или на его боковой поверхности. При фронтальном расположении окно может быть круглым или прямоугольным, при боковом расположении — только прямоугольным. В модификации кожух-диафрагмы со сменными диафрагмами (XRS АП СД) окно располагается только фронтально. Боковое расположение окна для кожух-диафрагмы XRS АП СД не предусмотрено.

Модификация XRS АП (без возможности смены диафрагмы)

Фронтальное расположение круглого окна на XRS АП

Фронтальное расположение прямоугольного окна на XRS АП

Боковое расположение прямоугольного окна на XRS АП

Модификация XRS АП СД со сменной диафрагмой

Фронтальное расположение круглого окна на XRS АП СД

Фронтальное расположение прямоугольного окна на XRS АП СД

Маркировка

Расшифровка обозначений кожух-заглушки XRS АП

Для кожух-диафрагм для ренгеновского аппарата Арион-300М вместо xxx/yyy используется маркировка 300М. 

Для возможности применения кожух-диафрагм с двумя ренгеновскими аппаратами, имеющими разные диаметры и длины излучателей, использкется дополнительная переходная втулка и кольцо. При этом xxx/yyy заменяется на xxx1/yyy1-xxx2/yyy2, где первая пара размеров для кожуха без втулки, а вторая пара размеров для кожуха с втулкой.

Схемы просвечивания при использовании кожух-диафрагм XRS-АП

На основе штатива трубного АРИОН ШРТ-1/130
На основе штатива трубного усиленного АРИОН ШРТ-2

Почему необходимо использовать диафрагму при просвечивании?

Известно, что излучатели рентгеновских аппаратов АРИОН, АРИНА и ПАМИР (далее аппараты) имеют достаточно широкий угол раскрытия пучка рентгеновского излучения. На рисунке с диаграммой показан поперечный срез телесного угла излучения, из которого видно, что угол раскрытия пучка, пусть и с потерей интенсивности излучения по краям, приближен к 180 градусам. Диаграмма отображает усреднённые значения интенсивности излучения импульсных рентгеновских трубок у аппаратов АРИОН, АРИНА, ПАМИР.

Общая диаграмма

Импульс 1

Импульс 2

На самом деле, ввиду особенностей конструкции и режима работы рентгеновских трубок импульсного действия, диаграмма не будет такой равномерной. Своя диаграмма будет и у определённой модели из серии аппаратов, и у каждого аппарата одной модели. Кроме того, каждый импульс рентгеновской трубки также не будет похожим на другой. Трубка в высоковольтных генераторах импульсных рентгеновских аппаратов всегда работает на максимальных значениях анодного тока и напряжения, данные параметры являются нерегулируемыми. Подобные генераторы имеют неравномерный спектр излучения, что отражается на качестве изображения снимка. В отличие от рентгеновских аппаратов постоянного потенциала на трубке, при использовании импульсных аппаратов на качество теневого радиационного изображения в большей степени влияют:

• побочное характеристическое излучение с отличной от основного излучения длиной волны;
• относительная загрязнённость спектра рентгеновского излучения - отношение пиковой интенсивности линий побочного характеристического излучения к пиковой интенсивности линий основного характеристического излучения;
• афокальное рентгеновское излучение, возникающее вне действительного фокусного пятна;
• рассеянное рентгеновское излучение, изменившее направление распространения, с изменением или без изменения энергии при прохождении вещества.

На первые три параметра мы можем повлиять только путём замены импульсного источника излучения на генератор другого типа и бюджета (промышленные рентгеновские аппараты постоянного потенциала: МАРТ, АРСЕНАЛ, РПД, Eresco и другие). В данном контексте мы такой вариант не рассматриваем. Но мы можем снизить воздействие рассеянного излучения на активный слой рентгеновской плёнки (цифровых запоминающих пластин, плоскопанельного детектора) путём уменьшения угла раствора рабочего пучка излучения, используя коллиматор XRS АП.

Снижение влияния рассеянного излучения

Для получения качественных рентгенограмм важное значение принимают меры по снижению влияния рассеянных фотонов, попадающих на рентгеновскую плёнку, запоминающую пластину или плоскопанельный детектор при просвечивании. Рассеянное излучение является отрицательным фактором и приводит к уменьшению резкости и контрастности изображения на радиографическом снимке.

Часть рентгеновского излучения не поглощается при прохождении через объект контроля и рассеивается. Фотоны могут изменять направление своего движения, рассеиваясь на поверхности близко расположенных предметов, стен и пола помещения, земли. Отражаясь от этих объектов, некоторая часть фотонов, не несущая никакой информации о внутреннем строении контролируемого материала, проходит через активный слой рентгеновской плёнки (запоминающей пластин, плоскопанельного детектора). Вместе с тем равномерно повышается плотность снимка, изменяется его контрастность. Энергия рассеянного излучения в некоторых случаях такова, что может превышать энергию фотонов, прошедших через контролируемый объект. Поэтому следует стремиться к тому, чтобы максимально исключить влияние рассеянного излучения при проведении экспозиции.

Диафрагма ограничивает пучок излучения и, тем самым, уменьшает облучение как части объекта вне контролируемой зоны, так и предметов, находящихся по близости. Идеальная рентгенооптическая схема контроля показана на рисунке выше, где для уменьшения доли рассеянного излучения, попадающего на плёнку, применяется диафрагма и свинцовый экран.

Радиационная безопасность персонала

Свинцовый поглотитель кожух-диафрагмы XRS АП обеспечивает многократное ослабление рентгеновского излучения вне рабочего пучка, проецируемого диафрагмой непосредственно на зону контроля. Коэффициент ослабления излучения зависит от рабочего напряжения на аноде рентгеновской трубки. Эффективность любой защиты характеризуется свинцовым эквивалентом — толщиной слоя свинца (согласно ГОСТ 12.4.217-2001), который поглощает данное излучение, как и слой материала, выбранного в качестве основы. Свинцовый эквивалент радиационной защиты для кожух-диафрагмы XRS АП составляет 8–10 мм.

За счёт снижения телесного угла уменьшается интенсивность обратно рассеянного ионизирующего излучения (выходящего из облучаемого объекта в пространство между объектом контроля и источником первичного ионизирующего излучения). Свинцовые фартуки и маски также ослабляют влияние обратно рассеянного излучения. Таким образом, согласно ГОСТ 16950–81, коллиматоры XRS АП вместе с указанными принадлежностями подходят под определение радиационно-защитных изделий.