x-ray tube heat capacity

หลอดเอกซเรย์ที่ดีต้องมีความจุความร้อนสูงๆ ด้วยเพราะอะไร?

หลอดเอกซเรย์ที่ใช้งานทุกหลอดจะมีค่าที่สำคัญค่าหนึ่งที่เรียกว่า Anode heat capacity ซึ่งถือว่าเป็นค่าที่ใช้สำหรับการบอกถึงความสามารถในการทำงานของหลอดเอกซเรย์ว่าทำงาน(workload) ได้มากแค่ไหน ค่า maximum heat storage capacity จะเกี่ยวข้องกับ

          Max.heat storage capacity  =  Anode mass x Specific heat x temperature rise

จะเห็นว่าค่า Anode mass และ Specific heat เป็นค่าเฉพาะตัวของสารที่ใช้ทำ anode ถือเป็นค่าคงที่ ดังนั้นจะเหลือค่า temperature rise ซึ่งเป็นค่าที่เพิ่มขึ้นของอุณหภูมิที่เกิดขึ้นบน anode ซึ่งความร้อนที่เกิดขึ้นนี้เกิดจากค่า exposure parameter ที่ให้แก่หลอดได้แก่ tube voltage(kV หรือ kVp), tube current(mA) และ exposure time (sec.)   โดยมีค่าเท่ากับผลคูณของ tube voltage peak, tube current และ exposure time

Anode heat capacity =   Fc (kVp x mA. x sec.)

โดยค่า Fc เป็นค่า Correction factor สำหรับชนิดกระแสไฟฟ้า

Type of generator (electric supply)	Fc	Anode heat capacity (Heat unit; HU or Jules.)*
Single phase (1Ø)	1.0	kVp x mA x sec.
Three phase (3 Ø) 6 rectifiers	1.35	1.35 kVp x mA. x sec.
Three phase (3 Ø) 12 rectifiers	1.40	1.35 kVp x mA. x sec.
High frequency rectifier	1.40	1.40 kVp x mA. x sec.
Condenser discharge	1.0	kVp x mA. x sec.

* 1 HU = 0.71 Jules

            สำหรับหลอดเอกซเรย์ทั่วไปควรเลือกใช้หลอดเอกซเรย์ที่มีค่า anode heat capacity ที่เหมาะสมกับลักษณะงานดังนี้

            เครื่องเอกซเรย์ทั่วไปไม่เกิน 50 kW  ควรเลือกใช้หลอดเอกซเรย์ที่มี anode heat capacity 120,000 -300,000  HU. ส่วนเครื่องเอกซเรย์ และเครื่อง Fluoroscopy ขนาด 75-100 kW ควรเลือกหลอดเอกซเรย์ที่มีขนาด 300,000 – 500,000 HU.เพื่อให้สามารถเอกซเรย์อย่างต่อเนื่องนานๆ เครื่อง DSA หรือเครื่อง angiogramควรเลือกหลอดเอกซเรย์  500,000 HU. จนถึง 1,000,000 HU. ส่วนเครื่อง CT-scan โดยเฉพาะ MDCT จะใช้หลอดที่มี Anode Heat Capacity สูงมาก เรียกว่า Mega heat unit x-ray tube คือมีค่าระหว่าง 3- 10 M.HU. ซึ่งหลอดเอกซเรย์ประเภทนี้จะต้องออกแบบให้มีอัตราการระบายความร้อนที่ดีมากๆ เพื่อป้องกันความเสียหายที่จะเกิดขึ้นซึ่งจะมี cooling rate ประมาณ 0.8MHU/min. – 1.5MHU/min.