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钨合金準直器

钨合金準直器

钨合金準直器

钨合金準直器是缩小粒子束或光波的装置,缩小意味着使粒子射线沿着特定的方向,即只允许与準直器平行的射线通过,或使空间截面梁体变得更窄从而限制射线量的装置。

钨合金準直器是医用加速器的辐射头组成部件。对电子辐射的準直除利用初级和次级準直器外,在辐射头下方配备电子限束器,它的主要的功能是限定电子辐射的範围,以便保护靶区外的正常组织和使要害器官免受照射。

基本介绍

  • 中文名:钨合金準直器
  • 外文名:Tungsten alloy collimator
  • 用途:医用加速器的辐射头组成部件

工作原理

钨合金準直器是医用加速器的辐射头组成部件。产生一定形状轮廓辐射野的部件称为準直系统,产生规则形状轮廓辐射野的部件称为规则野準直系统,规则野是指轮廓为大小可变的方形、矩形或圆形辐射野。
粒子準直器原理图粒子準直器原理图

套用领域

钨合金準直器是因射线的不同可分为中子射线準直器,X射线準直器,及伽马射线準直器。钨合金準直器作为射线加速器的一部分主要套用于放射治疗领域。通过放射治疗对人体各部位恶性肿瘤及一些良性病进行的治疗,同时可用放射线治疗癌症。钨合金準直器也可作为射线探测器的一部分套用于工业探测中,例如核电站辐射探测,石油钻井勘探,管道检测等。
医用直线加速器医用直线加速器

性能

製造钨合金準直器钨合金材料规格ASTM B777-99
等级
1
2
3
4
钨含量(%)
90
92.5
95
97
密度(g/cc)
16.85-17.25
17.15-17.85
17.75-18.35
18.25-18.85
硬度(HRC)
32
33
34
35
极限抗拉强度
ksi
110
110
105
100
Mpa
758
758
724
689
屈服强度0.2%
ksi
75
75
75
75
Mpa
517
517
517
517
延伸率(%)
5
5
3
2

优势

在同等厚度条件下,钨合金的射线禁止能力是铅的1.7倍多,当射线越强,两者禁止射线的能力相差的愈加明显;
生产準直器用钨合金禁止件生产準直器用钨合金禁止件
钨合金材质具有环保特性,而铅有毒,钨合金禁止件製造辐射探测器对人体安全不具有危害;
钨合金易进行切削加工,密度及硬度都比铅材料高,经过烧结加工钨合金禁止件可以达到很低的厚度;
钨具有金属中最高的熔点,钨合金可作为某些高温环境下的辐射探测材质;
钨合金在各种特殊气体条件下都具有很高的稳定性,例如在氯、溴或其它卤素的气体等用作淬火气体中都能保持其稳定性。

製造过程

首先将不低于90%的钨金属粉末与等比例的铁和镍金属粉末混合,在这一过程中进行热处理,烧结的温度可控制在1450 ° C 到 1500 °C左右,此时进行压坯或松装粉末体加热到其基本组元熔点以下的温度(约0.7~0.8T绝对熔点)。热处理可提高压坯或送装粉末体的强度,并提高钨合金的密度。
生产準直器用钨合金禁止件生产準直器用钨合金禁止件

烧结工艺

烧结是一种热处理工艺,压坯或送装粉末体的强度和密度都是很低的。为了提高压坯或送装粉末体的强度,需要在适当的条件下进行热处理。这就是把压坯或松装粉末体加热到其基本组元熔点以下的温度(约0.7~0.8T绝对熔点),并在此温度下保温,从而是粉末颗粒结合起来,改善其性能。
烧结对钨合金準直器的性能有着决定性的影响。烧结的结果是粉末颗粒之间发生粘结,烧结体的强度增加,而且在大多数的情况下,其密度也提高。在烧结过程中,压坯要经历一系列的物理化学变化,开始是水分或有机物的蒸发或挥发,吸附气体的排除,应力的消除,粉末颗粒表面氧化物的还原;继之是原子间发生扩散,粘帖流动和塑性流动,颗粒间的接触面增大,发生再结晶,晶粒长大等等。

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