醫(yī)療行業(yè)幾十年來風(fēng)云萬變，萬年不變的是高攀不起的球管。都知道它是放射設(shè)備的核心部件，知道真空密封，知道球管怎么工作，但是很少人知道它是怎么制造出來的。
今天，我們一起來揭開 X 射線管制造過程的神秘面紗。下面是球管制造流程的示意圖 ▼
材料是成本的重中之重。難熔金屬包括高導(dǎo)熱無氧銅、高等級的鎳、鎢、銀、錸和可伐（Kovar）合金，價格不但高，而且還飄忽不定。這些金屬一般從中國、俄羅斯、澳大利亞、秘魯和加拿大這些國家開采和采購。
零配件的來源渠道非常有限。比如陽極靶，它是由難熔金屬（通常是鎢）制成的大型金屬件，在受到電子撞擊時產(chǎn)生 X 射線。只有少數(shù)幾家大公司能夠制造陽極靶，因為單獨生產(chǎn)的話投資會非常大。
陽極靶真空爐
生產(chǎn)零部件當(dāng)然也需要大量的資本投入，比如耗資數(shù)百萬美元的大型熔爐。熔爐的大小從 10平方英尺（約0.9平方米）到 50平方英尺（約4.6平方米）不等。在熔爐中，將金屬部件所有的氣體和其他材料去除，確保達到理想的真空環(huán)境，類似于從海綿中把水?dāng)D掉。
接下來是等離子涂層，涂層表面將會吸收或反射管內(nèi)積聚的難以置信的熱量——靶面溫度可高達2,700 攝氏度。球管內(nèi)部產(chǎn)生的熱量占 99%，X 射線占 1%。管子的大部分技術(shù)和設(shè)計都是為了熱管理。清潔雖然聽起來很簡單，但卻是重要的一步，需要投資購買超聲波水溶液清潔設(shè)備和溶劑型清潔設(shè)備，設(shè)備高度可達 15英尺（約4.6米）。清潔有助于防止在管內(nèi)短路時發(fā)生打火。氣體殘留或者電路故障都會引起打火，導(dǎo)致不出射線。使用前預(yù)熱球管可以防止打火。
除氣和清潔后，零部件必須放在充滿氮氣的柜子里，否則會從大氣中再次吸收氣體。利用氧氣沸點高于氮氣的特性，氮氣可從液態(tài)空氣中先蒸發(fā)出來。瓦里安與它的供應(yīng)商合建了一個現(xiàn)場制氮工廠；當(dāng)立則購買大量液氮，然后讓它蒸發(fā)，再收集氮氣。在許多生產(chǎn)步驟中都會用到這些超純氮氣。
零部件的制備
X 射線管的兩個主要組成部分是：帶負電的陰極，其中包含燈絲，通常由鎢制成，用于產(chǎn)生電子束；帶正電的陽極，其中包含電子束轟擊的靶面。這兩個部分將在經(jīng)過HEPA 過濾的潔凈空間中組裝。潔凈室類似于無菌手術(shù)室，工人需要穿長袍、戴手套和頭罩。
參觀 X 射線管工廠就像參觀玻璃吹制工廠一樣有趣。 根據(jù)產(chǎn)品型號，組裝好的陰極和陽極放置在金屬或玻璃芯棒（也稱為外殼）中。形成玻璃外殼非常有趣，需要高水平的玻璃技術(shù)，因為有些玻璃無法與金屬部件密封，需要使用“過渡”玻璃。
在這個階段，對陽極和陰極反復(fù)加熱和冷卻，去除不需要的氣體。抽氣過程的長短取決于球管的大小和應(yīng)用，時間從八小時到三天不等，使用的抽氣設(shè)備大約有一個大壁櫥那么大。抽氣過程中，管子運動頻繁，并會產(chǎn)生 X 射線，因此為了保障操作人員的安全，容納管子的設(shè)備會用鉛進行密閉處理。真空對于創(chuàng)造穩(wěn)定的高壓環(huán)境至關(guān)重要。根據(jù)當(dāng)立的說法，他們在處理過程中達到的真空水平優(yōu)于國際空間站周圍的真空水平。到這里，管子與大氣*隔絕了。
密封完成后，氣體已經(jīng)除盡。管芯放入鉛制管套，X射線將通過管套上的窗口出來。緊接著添加絕緣油（兼冷卻劑）。絕緣油經(jīng)過特殊處理，并不會被X射線破壞。球管全部組裝好后，放入測試罐中，加上工作電壓，放在類似現(xiàn)場用的機架上，模擬醫(yī)療場所的應(yīng)用。測試電壓一般會比額定工作電壓高。
這個過程是客戶關(guān)心的問題——所購球管的焦點大小。焦點大小需要測量，必須符合行業(yè)規(guī)定的公差范圍。最終裝配結(jié)束后，需要檢查是否有散射的X射線輻射，確保只能從管套的窗口出射線。最終球管會裝在客戶的掃描設(shè)備上校準(zhǔn)調(diào)試，保證在現(xiàn)場發(fā)揮*佳性能。最后則是一些涂漆、貼標(biāo)簽之類的工作。當(dāng)立從除氣和清潔到能夠發(fā)貨的整個過程通常需要四到五天到數(shù)周的時間，取決于具體的球管類型。對瓦里安來說，零配件的制備可能需要一個月的時間，而其余的過程則需要大約兩周的時間。
以上內(nèi)容來自于一篇對當(dāng)立和瓦里安的舊報道，僅供學(xué)習(xí)和參考。
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