国試対策
Ⅲ X 線発生装置
１． X 線管の構造
問題１． 次の図は固定陽極 X 線管と回転陽極 X 線管の縦断面像を 示す．図中番号①～⑥（固定陽極），⑦～⑩（回転陽極）の各部位名 を答えよ．
.問題２． 次の文章は X 線管の構造を説明したものである．文中の
（ ）に適当な言葉を入れよ．
ガラス容器の中に陰極と陽極を封入し，管内を高真空[約（ ① ） mmHg)]にした（ ② ）２極真空管である．また，管球には高電圧が加 えられ，高温となるため（ ③ ）耐力が大きく，（ ④ ）強度があり，
（ ⑤ ）変化が少ない，（ ⑥ ）を主成分とする硬質ガラスが用いら れている．
X 線管と X 線管容器および冷却ファン
真空
ある容器に真空ポンプをつなぎ，中の空気を抜いていくとき中 の気圧は次第に下がる．容器の中の真空度を知るための目安 として，中の気圧を普通は水銀柱の高さを単位として [mmHg]
で表す．普通，真空といえば 1 [mmHg] 以下の気圧を指す．
1 [ atm ] ＝ 760 [ mmHg ] 1 [ mmHg ] ＝ 1.316×10-3 [ atm ] 気圧換算
1 [atm] = 101325 [Pa] = 760 [Torr]
真空度
100 [mmHg] 程度 ・・・・・・・・・・・・・・ 低圧 1～10-2 [mmHg] 程度 ・・・・・・・・・・ 低真空 10-3～10-6 [mmHg] 程度 ・・・・・・・・ 高真空 10-7 [mmHg] 以下 ・・・・・・・・・・・・・ 超高真空
① 10-7
② 熱電極
③ 絶縁 ④ 機械的 ⑤ 化学
⑥ Si（シリコン）
（１） 陰極 (cathode)
負電位となる全体部分の総称で（ ① ），（ ② ），（ ③ ）より構 成される．Ｘ線発生に必要な電子源として，高温に熱せられたフィラメ ントから放出される（ ④ ）を用いている．
【 フィラメント 】
直径（ ⑤ ）の（ ⑥ ）線をコイル状に巻き，（ ⑦ ）V，（ ⑧ ）A の交流電源で高温に加熱している．
【 集束電極（筒） 】
電子流を（ ⑨ ）させるために（ ⑩ ）構造となっていて，フィラメン トは集束電極の（ ⑪ ）に組み込まれている．
集束電極はフィラメントと同電位（一端が接続されている）で（ ⑫ ），
（ ⑬ ）で作られている．
集束筒の中での（ ⑭ ）は焦点の大きさを変える因子となる．
（２） 陽極 (anode)
正電位となる全体部分の総称で，（ ⑮ ）の先端に（ ⑯ ）を埋め 込んだもの．埋め込んだ⑯を（ ⑰ ）という．
陰極からの（ ⑱ ）を受け止める働きをするが，電子の直接衝撃を 受ける部分（衝撃面積）を（ ⑲ ）という．
（３） 固定陽極と回転陽極 固定陽極 P27～29
陽極にはその構造と形状から，（ ⑳ ）と（ ○21 ）がある．
固定陽極は全体を電気伝導・熱伝導の良い（ ○22 ）で作り，その先 端にタングステンを埋め込んでターゲットとしている．
回転陽極では（ ○23 ）を（ ○24 ）により高速回転させ（ ○25 ）としてX 線を発生させている．
円板は熱に強い（比熱が大きい）（ ○26 ）を裏打ちしている．現在で はこれに（ ○27 ）（：比熱がタングステンの約 10 倍）を張り合わせてい る．
（４） ターゲットの具備条件を列挙せよ．
・ （ ① ）が大きいこと．
・ （ ② ）が高いこと．
・ （ ③ ）が低いこと．
・ （ ④ ）伝導が良いこと．
① フィラメント ② 集束電極 ③ ステム（導入線）
④ 熱電子
⑤ 0.1～0.3mm ⑥ W ⑦ 10 数 ⑧ 数
⑨ 焦点面に集束 ⑩ 内側にくぼんだ構造
⑪ 中（内） ⑫ Fe ⑬ Ni
⑭ フィラメントの深さ
⑮ Cu ⑯ W
⑰ ターゲット
⑱ 熱電子流
⑲ 焦点
⑳ 固定陽極 ○21 回転陽極
○22 銅
○23 タングステン円板
○24 回転子
○25 ターゲット
○26 モリブデン
○27 カーボングラファイト
① 原子番号が大きいこと．
X 線発生効率はターゲットの原子番号に比例する．
② 溶融点が高いこと．
ターゲットに当たる電子エネルギーの 99％が熱になる．
③ 蒸気圧が低いこと．
蒸気圧が高い金属は X 線管内のガス圧力を上昇させ真 空度の低下につながる．⇒放電につながる．
④ 電気伝導が良いこと．
ターゲット内部を電子が自由に移動することにより X 線高 圧回路が形成される．回転陽極はタングステンでターゲット 円板を作り，ターゲットで発生した熱が回転部分に伝導しな いように軸材料は比熱の大きいモリブデンを用いる．
（５） 焦点
《実焦点と実効焦点》 を説明せよ．
・ 実焦点
フィラメントから放射された電子がターゲットに当たる（ ① ）．
X 線管の（ ② ）を左右する．
・ 実効焦点
X 線の（ ③ ）から見た投影面積．写真の（ ④ ）に関係する．
一般に焦点寸法は X 線管軸に対し直角方向の（ ⑤ ）で表し
（JIS 公称寸法），これが正方形または円形になるように設計されてい る．
実焦点は大きく、実効焦点は小さくするのが X 線管の理想で回転陽極はこれ を実現した。
《基準軸と基準面》 を説明せよ．
① 基準軸
② 基準面
《ターゲット角(陽極角)》 を説明せよ．
（ ① ）と（ ② ）との角度をターゲット角(陽極角)とよぶ．陽極角 が小さいほど（ ③ ）は小さくなる．
実効焦点が同じであれば、ターゲット角が小さいほど熱電子の衝 突面積（実焦点）が大きくなり（ ④ ）も増える． 10°と 20°
では約２倍の許容負荷となるが，反面，（ ⑤ ）が制限される．
《正焦点と副焦点》
フィラメント前面から直接放射された電子の作る焦点を（ ① ）とよ び，集束電極で反射しフィラメントの側方向からでた電子の作る焦点 を（ ② ）という．
・ 両者の寸法は集束電極中のフィラメントの（ ③ ）できまり、フィ ラメントが深くなるほど副焦点は（ ④ ）、正焦点は（ ⑤ ）な る．
・ 焦点面での温度上昇を考慮して正焦点の（ ⑥ ）に副焦点があ ることが望ましい．（熱電子密度が異なる）
① 面積 ② 許容負荷
③ 放射窓方向 ④ 鮮鋭度 ⑤ 実効焦点
① Ｘ線管軸に垂直で実焦点の中心を通る線．
② 基準軸に垂直な面．
① 中心 X 線 ② 焦点面
③ 実効焦点
④ 許容負荷
⑤ 有効照射野
① 正焦点 ② 副焦点 ③ 深さ ④ 大きく
⑤ 小さく ⑥ 内側
《通電条件による焦点寸法の変化》
焦点寸法は使用時の X 線管電流，電圧によって若干変化する．
管電流
管電圧を一定にして、管電流を増やすと焦点は大きくなる．この効 果を（ ① ）という．
（ブルーミング効果：blooming effect）
この効果の影響は（ ② ）で大きくなる． これは電子流の増大に より，電子相互の反発力が大きくなり（ ③ ）からである．
【 ブルーミング値 】
焦点寸法の計測法で，（ ④ ）にて指定電圧のもとで（ ⑤ ）により 求めた焦点解像限界（R100）と，（ ⑥ ）の 50％で求めた解像限界
（R50）の比．
ブルーミング値 ＝ R50 / R100
管電圧
管電流を一定にして、管電圧を増やすと焦点は（ ⑦ ）なる．
管電圧の増大とともに電子の（ ⑧ ）が大きくなる．
《焦点(実効焦点)寸法の測定》
実効焦点の測定には（ ① ）法，（ ② ）法，（ ③ ）法がある．
この中で国際的に通用する国際規格は（ ④ ）法である．また，
0.3mm以下の小焦点寸法の測定に用いるのは（ ⑤ ）法で，平行パ ターンカメラ法とスターパターンカメラ法がある．
《ヒール効果》 を説明せよ． P34
実効焦点は X 線中心軸に対して陽極側で小さく，陰極側で大きくな り，同時に X 線放射量もこれと同じ傾向となる．このような X 線量の変 化をヒール効果という．
ヒール効果の原因
・ 熱電子はターゲット表面だけではなく，ある深さまで到達して X 線 を発生する．X 線の発生過程で，深部から出て行こうとするものほ ど減弱が多くなる．
右図では（１）が，発生する X 線の減弱が少なく，（３）は減弱が多く なる．
ヒール効果の影響
X 線量分布が陰極側で多く，陽極側で少なくなる．
陽極側の線質硬化
ヒール効果を利用する撮影 乳房撮影，胸部撮影など．
① ブルーミング効果
② 低電圧
③ 電子軌道が広げられる
④ スターパターンカメラ法
⑤ 0.1 秒の最大許容管電流
⑥ 最大許容管電流
⑦ 小さく
⑧ 吸引力
① スリットカメラ ② ピンホールカメラ ③ 解像力
④ スリットカメラ ⑤ 解像力
３． 回転陽極の回転数 P30
陽極の回転はターゲット円板に直結された銅製の回転子と外部の 固定子からなり、誘導電動機の原理により固定子から回転磁界が与 えられ、回転子は次の速度で回転している。
N（ ① ） [rpm]
注意 ☞ 三倍高速回転陽極では電源周波数を 3 倍にする。
４． 焦点外Ｘ線
ターゲットを衝撃した電子の一部は散乱を起こし，（ ① ）として陽 極外に飛び出るが，再び（ ② ）にひかれて陽極に戻るとき X 線を放 射する． 2 次電子の戻る位置は焦点とは限らず，（ ③ ）におよび X 線を放射する． このような X 線を（ ④ ）という．
陽極に銅を用いた固定陽極 X 線管ではさほど問題ではないが，回 転陽極では陽極全体が（ ⑤ ）であるため，焦点外 X 線の発生率が 高く，X 線写真の（ ⑥ ）を低下させるなどの悪影響を与える．
・ 焦点外 X 線は（ ⑦ ）の上昇とともに増加する．
・ 焦点から（ ⑧ ）になるほど２次電子のエネルギーも大きく線質 が（ ⑨ ）なる．
焦点外 X 線の除去
焦点外 X 線遮蔽形 X 線管を用いるほか，X 線放射窓に付ける
（ ⑩ ）と（ ⑪ ）の組み合わせにより除去する．
５． ガラスバブル
X 線管の陰極と陽極はガラス容器に封入され、X 線管用ガラスとし ては次の条件を満たすことが必要である。
ガラスバルブの具備条件
① 電気絶縁力が大きい。
② 高真空が保てる。
③ 機械的強度が大きい。
④ 温度変化に強い。
⑤ 加工が容易
⑥ 化学的耐性が良い
⑦ X 線吸収が小さい
以上の条件を満たすものとして、現在はシリコン主体の（ ① ）硬 質ガラスが用いられている． 管内の真空度を保つためにバリウム などの金属を高温で蒸発させ薄い皮膜にした（ ② ）を塗布してい る。
① 120 (1 )[ ] rpm P S
N f
f：電源周波数(50Hz or 60Hz) P : 磁極の数(通常 2 極) S：滑り(約 0.1)
① 2 次電子
② 電界
③ 陽極全体
④ 焦点外 X 線
⑤ タングステン
⑥ 鮮鋭度
⑦ 管電圧
⑧ 遠い位置
⑨ 硬く
⑩ 鉛コーン
⑪ 多重絞り
① ホウケイ酸
② ゲッタ
５． 許容負荷と定格
【負荷】
負荷とは，Ｘ線管陽極に（ ① ）を供給すること．
（１） 短時間負荷 ： （ ② ）の負荷．
ターゲットの（ ③ ）を基準にして制限．
（２） 長時間負荷 ： （ ④ ）の負荷．
（ ⑤ ）の温度上昇により制限．
（３） 混合負荷 ： （ ⑥ ）
短時間連続撮影や透視と撮影などの混合負荷．
【許容負荷と熱容量】
Ｘ線管の耐熱性を示す尺度であり電気エネルギーで表す．
（１） 許容負荷
（ ⑦ ）を考えた，Ｘ線管供給電気エネルギーの最大許容値．
（２） 熱容量
（ ⑧ ）を考えた，Ｘ線管供給エネルギーの最大許容値．
定格 とは （ ⑨ ）で
Ｘ線管の定格は，（ ⑩ ）および（ ⑪ ）に発生する熱量で決まる．
（１） 短時間許容負荷
短時間許容負荷を大きくする因子を 5 項目列挙せよ．
① ② ③ ④ ⑤
① 電気エネルギー（電力： Ｐ ＝ ＩＶ [W] ）
② 撮影時（負荷時間数ｍｓ～数ｓ）
③ 溶融点（2600～3000℃）
④ 透視撮影（負荷時間数 10ｓ～数 10min）
⑤ 陽極（主にターゲット）全体
⑥ 短時間負荷＋長時間負荷
⑦ ターゲット焦点面でのミクロ的温度上昇
⑧ 陽極（主にターゲット）全体の温度上昇
⑨ Ｘ線管容量（入力）の大きさ
⑩ ターゲット ⑪ 陽極
① 焦点面積を大きくする．
② ターゲット角度を小さくする．
③ 陽極回転数を上げる．
④ 焦点軌道直径を大きくする．
⑤ 管電圧波形のリプル百分率（脈動率）を小さくする．
☞ 前ページ 「短時間許容負荷を大きくする因子」 の解説！
① 実焦点面積
実焦点面積が大きいほど許容入力は大きくなる．
＊ 短時間許容負荷 ∝ 実焦点面積
比負荷 [W/mm2] ： 実焦点単位面積あたりの最大入力．
固定陽極Ｘ線管では，200 [W/mm2]
② ターゲット角
実効焦点が同じであれば、ターゲット角が小さいほど熱電子の衝 突面積（実焦点）が大きくなり許容負荷も増える．
10°と 20°では約２倍の許容負荷となるが，反面，有効照射野が 制限される．
③，④ 回転陽極 X 線管の比負荷
0.1 秒以下の短時間負荷では次の関係式がある．
n d n k d a k l
W
sin [W/mm2] W:最大入力 l:実効焦点の長さ K:定数 θ:ターゲット角
a:実効焦点幅 d:焦点軌道直径 n:陽極回転数
・ ３倍高速 X 線管では 3倍＝1.7 倍．
・ 焦点軌道が 75m と 100mm の許容負荷の差は 15
. 1 75 /
100 倍となる．
⑤ 管電圧波形
管電圧は，脈動率が小さいほど軌道上の熱分布は平均化され，脈 動の大きな波形より許容負荷は増加する．
定電圧波形の許容負荷を１とすると単相全波で 0.7 倍，単相半波で 0.5 倍，自己整流では 0.35 倍に制限される．
定電圧と三相全波
0.7 0.7 0.5
単相全波 単相半波 0.5 0.7
自己整流
⑥ 管電圧、管電流、負荷時間との関係 電圧と電流は反比例の関係にある．
・ 100kV で 200mA 流せる X 線管は 50kV ではおよそ 400mA 流せる．
・ 管電流と負荷時間は負荷時間が1/2になっても２倍の許容 量とはならず，冷却効果があるので約 10% 制限されるだ けである．
⑦ X 線管入力 Ｐ＝ＩＶ [ kW ]
X 線曝射時に X 線管に加えられる電力（kW 単位の実効値）．
・ 高電圧整流方式により実効値に変換する係数が異なるので 脈動率にかかわる係数で補正し次の式で示される．
PVAf103
P:X 線管入力[kW] V:管電圧[kV]（最大値）
A:管電流[mA]（平均値） ｆ:管電圧脈動率に関わる係数
【 ＪＩＳ規定 ： 教科書では 】 PUIf103[ｋＷ]
実際の回路では，正弦波形が歪むので理論値とは異なり，ｆ の値を次のように定めている．
三相全波整流（12 ピーク）、および定電圧回路 ｆ ＝ １． リプル百分率が 10％以下．
三相全波整流（6 ピーク）
ｆ ＝ 0.95． リプル百分率 10％以上～25％以下．
自己整流，単相半波整流，単相全波整流 ｆ ＝ 0.74． リプル百分率 25％以上．
脈波別脈動率
脈波種類 脈動率
単相半波・単相全波 100 ％
3 相 6 ピーク 13.4 ％ 3 相 12 ピーク 3.4 ％
インバータ式装置 1～3 ％
色付きはＪＩＳによるリプル４％以下の定電圧装置
（２） 長時間負荷
・ 長時間負荷は陽極全体の温度により制限される．
・ 陽極熱容量が大きい方が長時間負荷は大きい．
・ 冷却効率がよい管球ほど大きい．
① 陽極発生熱量 ( heat unit : HU )
陽極に蓄積できる熱容量の許容最大値で，ＨＵ単位（Ｈｅａｔ unit）．
連続繰り返し撮影（負荷）時に考慮する．
＊ ＨＵのほかジュール[Ｊ]，ワット[Ｗ]の単位が用いられる．
X 線管入力の大部分は熱に変わり，陽極での発熱量Ｑは [J または Ws]
U：管電圧 Ｉ：管電流 t：通電時間 で表すことができる．
１HU ＝ 0.71Ｗs ＝ 0.71J ＝ 0.17cal
HU 値は X 線回路により次式により求められる．
① 単相全波整流回路，単相半波整流回路または自己整流回路 HU 値＝UIt
② 三相全波整流回路，またはこれと同じリプル百分率（脈動率）を もつ回路
HU 値＝UIt1.35
③ 定電圧回路
HU 値＝UIt1.41
④ コンデンサ放電式
HU 値＝
22
2
71 1
.
0 CV V
V:管電圧[kV] I:管電流[mA] ｔ：負荷時間[s]
C:コンデンサ容量[μF]
V1:放電開始電圧 V2:放電終了電圧
② 陽極熱量と冷却曲線 P43 陽極冷却曲線
陽極に最大陽極熱容量を蓄えた状態から入力を加えないで放置 し，陽極熱容量が時間の経過とともに減少する状態を表したもの．
陽極冷却率 [W] [HU/s]
時間経過に対して陽極熱量の減少する割合．
陽極最大冷却率 [W] [HU/s]
陽極冷却率の最大値．
③ 加熱曲線 P44
陽極加熱曲線（Ｘ線管装置加熱曲線）
Ｘ線管またはＸ線管装置に対して連続的に負荷を加えた場合，
時間の経過とともに熱量が蓄積していく状態を表したもの．
（３） 混合負荷 p45
混合負荷としては，スポット撮影，集団検診撮影，高速連続撮 影などがある．
① スポット撮影（透視と撮影の併用）
透視によりターゲット温度が上昇しているので，短時間許容負 荷の 70％以下で使用する．
② 集団検診撮影（繰り返し連続撮影）
１回あたりの負荷は短時間最大入力の 80％とする．
【撮影頻度】 負荷条件と間隔が同じの場合
長時間負荷換算平均入力 T
t f I U
Ｔ：使用間隔
③ 高速連続撮影
（1 回の撮影時間）×（撮影回数） ＜ 最大規格表範囲内
（４） 焦点の荒れとその影響 P46
・ Ｘ線管に短時間許容負荷以上の過大負荷が加えられると，焦 点温度が上昇し焦点面が融解する．
・ 高頻度で熱電子衝突が衝突した場合も同様となる．
・ Ｘ線の出力が低下する．
現在は焦点の荒れを防ぐために（ ① ），（ ② ）のターゲッ トが使用されている．
① Re＋W ② Fe＋W t
f I U t P
HU値
X 線管入力
X 線管入力（陽極入力）とは，X 線を発生させるために陽極に加えら れる電力（P=IV）．
PUIf103[kW]
P：X 線管入力 [kW]
U：管電圧 [kV] ピーク値 I：管電流 [mA] 平均値
ｆ：管電圧のリプル百分率で決まる定数
☞ ピーク値と平均値を実効値に換算する係数．
ｆ ＝1.0 ： リプル百分率が 10％以内
（インバータ式，定電圧形，三相 12 ピーク形に相当）
ｆ ＝0.95 ： リプル百分率が 10％を超え 25％以内 （三相 6 ピーク形に相当）
ｆ ＝0.74
（単相 2 ピーク，単相１ピーク形に相当）
ヒートユニット（HU）
HU とは，X 線管の入力を表す特別な単位．陽極蓄積熱量など を表す．
☞ HU＝0.71[J] として換算する．
（１） 単相全波整流回路，単相半波整流回路，自己整流回路
HUUIt HU/secUI
（２） 三相全波整流回路または同等のリプル百分率回路
35 .
1
U I t
HU HU/secUI1.35
（３） 定電圧回路
41 .
1
U I t
HU HU/secUI1.41
（４） コンデンサ式
HU 0.71C(U12U22) U：管電圧 [kV] ピーク値で表す I：管電流 [mA] 平均値で表す ｔ：負荷時間 [s]
C：コンデンサ容量 [μF]
U1,U2：放電開始時と放電終了時の管電圧
【 練習問題 】 問題 23 P265
単相２ピーク形装置で 120ｋＶ，500ｍＡ，0.02ｓの条件で 20 回連続撮 影をしたい．Ｘ線管の熱容量は少なくとも何ＨＵのものが必要か．ただ し，その冷却効果は無視する．
問題 24
単相２ピーク形装置で，最大冷却率 240[HU/s]のＸ線管がある．この Ｘ線管で 80ｋＶ，300ｍＡ，0.1ｓの条件で反復負荷を行う場合の最短使 用間隔を求めよ．また，毎分の使用頻度数は何回か．
問題 25 第 47 回国試問題
３相全波整流装置を用いて 100ｋＶ，200ｍＡ，0.1ｓの条件で撮影を行 う場合，連続して許される最大撮影回数は何回か．ただし，使用する Ｘ線管の陽極蓄積熱容量は 100×103ＨＵとする．
問題 26
回転陽極Ｘ線管において短時間負荷が 100ｋＶ，400ｍＡのとき，Ｘ線 管入力は約何ｋＷか．ただし，Ｘ線高電圧装置の管電圧リプル百分率 は 30％とする．
６． ガラスバブル
X 線管の陰極と陽極はガラス容器に封入され、X 線管用ガラスとし ては次の条件を満たすことが必要である。
ガラスバルブの具備条件 を列挙せよ．
・ 電気（ ① ）力が大きい。
・ （ ② ）が保てる。
・ （ ③）強度が大きい。
・ （ ④ ）変化に強い。
・ （ ⑤ ）が容易
・ （ ⑥ ）耐性が良い
・ （ ⑦ ）が小さい
以上の条件を満たすものとして、現在はシリコン主体の（ ⑧ ）硬 質ガラスが用いられている． 管内の真空度を保つためにバリウム などの金属を高温で蒸発させ薄い皮膜にした（ ⑨ ）を塗布してい る。
] [ 24 ] [ 000 , 24 20 ) 1 ( 02 . 0 10 500 10
120 3 3 f HU KHU
] [ 240 10
) 1 ( 1 . 0 10 300 10
80 3 3
f s
6 ] [ 10
] [
60
s s 回
37.03
35 . 1 1 . 0 10 200 10 100
10 100
3 3
3
従って 37 回
絶縁
ホウケイ酸
ゲッタ
] [ 30 600 . 29 74 . 0 10 400 10
100 3 3 kW
①
② 高真空
③ 機械的
④ 温度変
⑤ 加工
⑥ 化学的
⑦ X 線吸収
⑧
⑨
７． 管容器と陽極冷却法
する管容器は次の条件を備える必要がある．
出ないよう鉛板を内張
・ （ ③ ）を備え
の膨張を吸収する（ ⑤ ）を備える．
こと．
線管容器の表面温度
は（ ⑦ ）以下でなければならない． ⑦を
） 陽極冷却法
① ），（ ② ），（ ③ ）ある． 管容器の冷却は，
定陽極 X 線管
により陽極金属を通じて外部に導かれ（ ④ ）
転陽極 X 線管
が伝わらないように、ターゲット円板軸を短くし，熱
） X 線用可動絞り（照射野限定器）
）に取り付けることで（ ② ）を
与．
羽根
錘を（ ⑤ ）の X 線照射野にする．
下
）の減少および可動絞りの（ ⑦ ）の低減に関与．
奥
）を効果的に除去する．
防電撃
ーブルソケット
力吸収板）
85℃
放射 ② 伝導 ③ 対流
と表面積に比例。
対流： する物体の温度差、伝達面積に比例。
油冷，空冷，水冷
油
放射口 ② X 線照射野
被曝低減 ④ 画質向上
必要最小限
散乱線 ⑦ 漏れ線量
焦点外 X 線
（１） 管容器 X 線管を収納
・ （ ① ） ： 金属容器で作り接地する．
・ （ ② ） ： X線放射口以外からはX線が りする．
ている．
・ （ ④ ）がある．
・ 油浸式の場合は油
・ 回転陽極 X 線管では陽極駆動用の（ ⑥ ）が組み込める
X
X 線管装置の表面温度
超え利場合には，接触防止の手段（保護カバーなど）が必要となる．
（２
陽極冷却には（
この組み合わせで冷却している．
固
ターゲット熱は伝導 などの方法で冷却される．
回
回転軸受けに熱
は主として放射（放散）によりガラス管を透して周囲の（ ⑤ ）に伝え られる． 一部は伝導により陽極端に伝わる． 油熱は自然冷却か強 制冷却を行う．
（２
X 線可動絞り（鉛）は X 線管の（ ① 調整する X 線錘制限器．
・ （ ③ ）と（ ④ ）に寄
上 利用線 羽根
（ ⑥ 羽根 （ ⑧
①
② 防 X 線
③ 高電圧ケ
④ X 線放射窓
⑤ ベローズ（圧
⑥ 回転子
⑦
①
放射：熱放散量は物体表面の絶対温度の４乗
伝導：熱放散量は物体両端の温度差、物体の断面積に比例し、熱移動距 離に反比例。
熱放散量は相接
④
⑤
①
③
⑤
⑥
⑧
可動絞りの性能 JIS Z 4701，4721．
tance）が（ ① ）で（ ② ）を
・ 平均照度は （ ③ ）で（ ④ ） 以上であること．ただ
・ 示は，表示した X 線照射野
・ 照準器による開度表示は，X 線照射野の境界とそれに対応す
・ いて，
・ 可動絞りに表示する．
線源装置（X 線管装置＋可動絞り）の総ろ過
その他の X 線装置は
ろ過＝（ ③ ）＋（ ④ ）
有ろ過
（ ⑤ ），（ ⑥ ），（ ⑦ ）を含めたろ過．
加ろ過
器外側に取り付けられた（ ⑧ ），可動絞り内の（ ⑨ ），
65 ㎝ ② 35×35 ㎝
SID １m ④ 100 ｌｘ
2％
2％
1.0ｍGy
1.5 ㎜ Al 当量
固有ろ過 ④ 付加ろ過
ガラス壁 ⑥ 絶縁油 ⑦ 管容器の窓材
フィルタ ⑨ 光照射野ミラー ⑩ フィルタ
・ 最大照射野は SID（Source Image Dis 超えない．
光照射野の
し，（ ⑤ ） 以上が望ましい．
目盛りまたは数値による開度表 と入射
面上の X 線照射野との大きさの差異が，SID の（ ⑥ ）を超えな い．
投光
る光照射野の境界とのずれは，SID の（ ⑦ ）を超えない．
可動絞りの漏れ線量は JIS Z 4701 に規定する負荷条件にお １ｈ当たりの積算値が空気カーマ（ ⑧ ）を超えない．ただし，許容 値の（ ⑨ ）以下にすることが望ましい．
固有ろ過は（ ⑩ ）の最小公称値を，その
X
70ｋV 未満の歯科用 X 線装置で（ ① ）以上，
（ ② ）以上に規定されている．
総
固 X 線管の
付 X 線管容
および選択可能な（ ⑩ ）を含めたろ過．
①
③
⑤ 160 lx
⑥
⑦
⑧
⑨ 35％
⑩ Al 当量
①
② 2.5 ㎜ Al 当量
③
⑤
⑧
X 線管
（X 線の発生、X 線管 容負荷、その他）
成 18 年（58）
るのはどれか．2 つ選べ．
される．
る．
5．マンモグラフィー用 X 線管の電極間距離は一般用よりも長い．
成 18 年（第 58 回）
語で誤っているのはどれか．
．
価ろ過をいう．
成 17 年（第 57 回）
正しいのはどれか。２つ選べ。
1. X 線管電流は電極間距離の
の構造、許
平
問題 22 誤ってい
1．ターゲット角度はヒール効果に影響する．
2．X 線管焦点の大きさは陰極の電極構造で決定
3．X 線用可動絞りの奥羽根は焦点外 X 線の低減に有効であ
4．X 線用可動絞りのミラーの X 線吸収は 0.05 ㎜ Al 当量以下で ある．
平
問題 30 X 線管装置の用
1． 実効焦点とは実焦点を基準面へ垂直投影したものをいう 2．X 線管入力とは陽極に加えられる電力をいう．
3．HU とは X 線管入力を表す特別な単位である．
4．固有ろ過とは取り外しできない物質による線質等
5．フィラメント特性とは管電流とフィラメント電流との関係をい う．
平
問題 9 X 線管について
2乗に反比例する。
なる。
異なる。
大き
題 10 X 線管の短時間許容負荷を大きくする方法はどれか。
小さくする。
。
4. b,c,d 5. c,d,e
成 16 年（第 56 回）
て正しいのはどれか。
れる。
る。
題 13 X 線管について正しいのはどれか。
る。
る。
。
題 14 X 線可動絞りについて誤っているのはどれか。
に設定する。
表
5. 照射野とのずれは焦点-光照射野間距離の 4%以下
題 15 X 線管の付加フィルタとして用いないのはどれか。
成 15 年（第 55 回）
て正しいのはどれか。
きい。
d 5. c,d,e
題 12 焦点外 X 線について誤っているのはどれか。
る。
。
る。
. d,e
成 14 年（第 54 回）
間許容負荷で正しいのはどれか。
2. 焦点軌道直径を 2 倍にすると 2. X 線放射強度分布はターゲットの角度によって異
3. 焦点外 X 線の線質は焦点近傍ほど硬質となる。
4. 短時間許容負荷は管電圧リプル百分率によって
5. 実効焦点の変化は X 線管電圧が高く X 線管電流が小さいほど い。
問
a. 焦点外 X 線の面積を大きくする。
b. ターゲット角度を大きくする。
c. 管電圧波形のリプル百分率を d. 焦点面積を大きくする。
e. 焦点軌道直径を大きくする 1. a,b,c 2. a,b,e 3. a,d,e
平
問題 12 X 線管につい
1. 管電流は電極間距離の 2 乗に比例する。
2. X 線強度は管電圧の 3/2 乗に比例する。
3. 放射強度分布はターゲット角度に影響さ
4. 短時間許容負荷は陽極全体の温度によって制限され 5. 実効焦点はターゲットの電子衝撃面の焦点である。
問
a. 集束電極の外側にフィラメントがある。
b. 集束電極によって焦点外 X 線が発生す
c. 集束電極によって正焦点と副焦点とができ d. 電子密度は正焦点では大きく、副焦点では小さい e. 低管電圧で管電流が大きいと焦点は小さくなる。
1. a,b 2. a,e 3. b,c 4. c,d 5. d,e
問
1. 奥羽根は焦点外 X 線を効率的に低減する。
2. 上羽根は利用線錘を必要最小限の X 線照射野
3. 光照射野の平均照度は SID 100cm で 100 lx 以上である。
4. 固有ろ過はアルミニウム当量の最小の公称値を可動絞りに 示する。
X 線と光 にする。
問
1. モリブデン 2. タングステン 3. ロジウム 4. アルミニウム 5. 銅
平
問題 11 X 線管につい
a. 実効焦点面積は実焦点面積より小さい。
b. 許容負荷はターゲット角度の小さい方が大 c. ターゲットの材質は溶融点の高いものがよい。
d. 焦点の大きさは低電圧で大電流ほど小さくなる。
e. X 線強度は陰極側が弱く、陽極側が強い。
1. a,b,c 2. a,b,e 3. a,d,e 4. b,c,
問
a. 集束電極で集束されなかった分散電子のために生じ b. 線質は焦点から離れるほど軟質となる。
c. 発生する量は回転陽極が固定陽極よりも多い d. 焦点近傍で最も多く発生する。
e. X 線写真のコントラストを低下させ 1. a,b 2. a,e 3. b,c 4. c,d 5
平
問題 12 X 線管の短時
1. 陽極全体の温度上昇によって制限される。
2倍になる。
なる。
。
成 13 年（第 53 回）
線管で、0.1秒以下の負荷において、陽極
2.0 3. 2.3 4. 3.0 5. 4.0 3. ターゲット角度が大きいと大きく
4. 管電圧の脈動が大きいと大きくなる。
5. 陽極回転数を 3 倍にすると 3 倍になる
平
問題 11 回転陽極X
回転数を 3 倍、焦点軌道直径を 1.3 倍にすると短時間許容負荷 は約何倍か。
1. 1.7 2.
問題 12 焦点外 X 線で正しいのはどれか。
めに生じる。
せる。
5. c,d,e
成 12 年（第 52 回）
管について正しいのはどれか。
陽極側が弱い。
る。
,d 5. c,d,e
題 12. 診断用 X 線管について正しいのはどれか。
より短い。
成 11 年（第 51 回）
ックス線管において短時間負荷が 100kV、
題 16 診断用エックス線管について誤っているのはどれか。
めに正焦点と副焦点が生じる。
成 10 年（第 50 回）
ス線装置について正しいのはどれか。
るよう
2. ルが短い場合にはエックス線管電圧波形が平滑化さ
3. が振り切れる原因の一つにフィラメント加熱電圧の低下があ
4. 圧整流用のシリコン整流器は整流管に比べて内部抵抗が
5. ク整流には３個の整流器が必要である。
題 14. 医用エックス線管装置で正しいのはどれか。
。
。
成 9 年（第 49 回）
クス線管について誤っているのはどれか。
を大きくできる。
4. は電極間距離の 2 乗に反比例する。
題 16. 診断用エックス線管について誤っているのはどれか。
る。
成 8 年（第 48 回）
流特性について誤っているのはどれか。
。
動作する。
題 12. 回転陽極エックス線管の短時間許容負荷を大きくする
する。
題 16. 二極管について誤っているのはどれか。
例する。
ときの電流
5. 出し得る全電子量で求められる。
a. 集束電極で集束されなかった分散電子のた b. 発生する量は回転陽極が固定陽極よりも多い。
c. 焦点近傍で最も多く発生する。
d. X 線写真のコントラストを低下さ e. 線質は焦点近傍がもっとも硬質である。
1. a,b,c 2. a,b,e 3. a,d,e 4. b,c,d
平
問題 11. 診断用 X 線
a. ターゲットから放射される X 線強度は陰極側より b. 焦点外 X 線の発生は固定陽極管より回転陽極管で多い。
c. ターゲット角度を小さくすれば短時間許容負荷が大きくな d. 焦点の大きさは負荷条件によって変化しない。
e. 実焦点面積は実効焦点面積より小さい。
1. a,b,c 2. a,b,e 3. a,d,e 4. b,c
問
1. 空間電荷電流は両極間電圧の 2/3 乗に比例する。
2. 高電圧で大電流ほど飽和電流で動作する。
3. 乳房撮影用 X 線管の電極間距離は一般撮影用 4. 三極 X 線管はコンデンサ式装置に用いられない。
5. 管電流は電極間距離の 2 乗に比例する。
平
問題 15 回転陽極エ
400mA のときエックス線管入力は約何 kW か。ただし、エックス線高電 圧装置の管電圧のリプル百分率は 30％とする。
1. 30 2. 38 3. 40 4. 54 5. 56
問
1. エックス線強度分布は陰極側が強く陽極側が弱い。
2. 許容負荷はターゲット角度の大きい方が大きい。
3. 実焦点は実効焦点より大きい。
4. 焦点の電子密度は均等でないた
5. ヒートユニットはエックス線入力を表す特別の単位である。
平
問題 11. 診断用エック
1. 空間電荷補償回路は管電流が変化しても管電圧が一定にな に補償する。
防電撃ケーブ れる。
mA 計 る。
高電 小さい。
三相６ピー
問
1. エックス線強度分布は陽極側より陰極側が高い。
2. 利用ビームは焦点から直接放射されるエックス線である 3. ターゲット角度は実効焦点と基準軸とがなす角度である。
4. フィラメント特性はフィラメント電圧と管電圧との関係を示す 5. ブルーミング値はエックス線の実焦点の特性を表す。
平
問題 13. 診断用エッ
1. 空間強度分布はターゲット角度で異なる。
2. ターゲット角度が大きいほど実焦点面積
3. 発生する熱量は管電圧、管電流および負荷時間の積に比例 する。
管電流
5. エックス線強度は管電圧の 2 乗に比例する。
問
1. 最大許容入力は実焦点面積に反比例する。
2. 短時間許容負荷は焦点面の温度により制限され 3. 長時間許容負荷は陽極全体の温度により制限される。
4. スポット撮影は短時間と長時間との混合負荷である。
5. 負荷曲線は連続負荷時の陽極の熱容量蓄積を示す。
平
題 11. エックス線管電
1. V-I 特性は飽和電流と空間電荷領域とで表される。
2. 小焦点であるほど空間電荷領域で動作する。
3. 小焦点であるほど電極溝幅は狭くなる。
4. 管電流は電極間距離の 2 乗に反比例する 5. 高電圧、小電流であるほど空間電荷領域で
問
手段について誤っているのはどれか。
1. 管電圧脈動率を小さくする。
2. 焦点面積を大きくする。
3. 陽極の回転速度を大きく 4. ターゲット角度を大きくする。
5. 焦点軌道直径を大きくする。
問
1. 真空容器中に二つの電極を封入したものである。
2. 熱電子を放出する電極を陰極という。
3. 空間電荷電流は管電圧の 2/3 乗に比
4. 陽極電圧を上げても陽極電流が増加しなくなった を飽和電流という。
飽和電流は陰極が放
