Анализируя таблицу 6 (см. выше), можно заметить, что почти вся энергия, подводимая к рентгеновской трубке, превращается в тепло. Предельно допустимой нагрузкой рентгеновской трубки называется наивысшая температура, при которой рентгеновская трубка работает без повреждения ее основных частей. Предельно допустимая нагрузка рентгеновских трубок дается в виде графиков и таблиц. При нагревании и охлаждении температура любого тела меняется по экспоненциальному закону в зависимости от времени (рис. 7.19). На рис. 7.19 а показана зависимость температуры тела от времени при нагревании его постоянной мощностью с учетом теплоотдачи за счет теплопроводности, конвекции и теплового излучения. Из графика видно, что температура тела стремится к некоторой максимальной температуре Тмакс, при которой наступает равновесие между отдаваемой телу и отводимой от него тепловой энергией. На рис. 7.19 б изображена кривая зависимости температуры тела, нагретого до Тмакс, от времени охлаждения. На рис. 7.19 в показано изменение температуры тела в зависимости от времени при повторном кратковременном нагревании. В последнем случае температура тела во время нагревания повышается, а в паузах уменьшается по экспоненциальному закону. Равновесие наступает, когда изменение температуры тела одинаково в интервалах нагрева и охлаждения. 

Рис. 7.19. Кривые изменения температуры 
а) нагревание; б) охлаждение; в) повторный кратковременный нагрев

 Рентгеновская трубка может работать на двух режимах: режиме длительной нагрузки при рентгеноскопии и режиме кратковременной нагрузки при рентгенографии. Поскольку электрическая энергия, подводимая к трубке, на аноде практически полностью превращается в тепловую, то после нагрузки надо делать перерыв, чтобы анод трубки охладился. Если трубку включить, не дождавшись охлаждения анода, то его температура может превысить предельно допустимую температуру. При кратковременных перегрузках зеркало анода плавится. При длительной перегрузке электроды рентгеновской трубки испаряются, вследствие чего срок службы трубки существенно сокращается. 

 Автоматы, находящиеся в пульте управления рентгеновского аппарата, обеспечивают защиту трубки от перегрева. Определение и соблюдение необходимого перерыва между съемками является важной задачей. Для определения времени охлаждения при режиме просвечивания вычисляется длительная мощность, а для рентгенографии усредненная мощность трубки. Теплоемкость кожуха рентгеновской трубки с масляной изоляцией в 10 - 100 раз больше, чем теплоемкость анода. Поэтому трубку можно перегрузить, не отметив при этом значительного нагрева кожуха. 

 Длительная мощность: Рд = UIk, где:

• Рд - длительная мощность в вт; 
• U - амплитудное значение анодного напряжения трубки в кв; 
• I - анодный ток рентгеновской трубки в ма; 
• k - коэффициент пропорциональности, зависящий от формы анодного напряжения и тока трубки. 

 Для четырехкенотронных рентгеновских аппаратов с длиной кабелей 6 м по полюсу к = 0,71, а с длиной кабелей больше 6 м к = 0,96. Для шестикенотронных рентгеновских аппаратов (если они при просвечивании не работают как четырехкенотронные) к = 0,96. 

 Например, длительная мощность четырехкенотронного аппарата при анодном напряжении 70 кв и токе 4 ма с длиной кабелей по 4 м составит: Рд = 70 х 4 х 0,71 = 199 вт. 

 Усредненная мощность. При рентгенографии рентгеновская трубка работает в режиме повторной кратковременной нагрузки. Усредненную мощность рентгеновской трубки можно получить, если энергию, подводимую к трубке при рентгенографии, поделить на время экспозиции и пауз между съемками. Ввиду того, что экспозиция по сравнению с продолжи-тельностью паузы мала, ею можно пренебречь: 

Рср = UQk/T, где:

• Рср - усредненная мощность в вт; 
• Q - нагрузка трубки во время съемки в ма x сек; 
• Т - пауза между снимками в сек; 
• k - коэффициент пропорциональности (при четырехкенотронных аппаратах k = 0,71, при шестикенотронных k = 0,96). 

 Например, для шестикенотронного аппарата при напряжении на трубке 90 кв и токе в 160 ма x сек и паузе между снимками 3 мин: Рср = 90 x 160 x 0,96/180 = 77 вт. 

 Расчет времени охлаждения. Длительность времени между снимками должна быть рассчитана так, чтобы усредненная мощность не превышала максимально допустимую длительную мощность рентгеновской трубки и кожуха. Максимально допустимая нагрузка Рмакс. для кожуха типа KF - 100 вт; в режиме повторной и кратковременной нагрузки, где продолжительность работы и пауза одинаковы, например, 5 минут работы и 5 минут охлаждения, - 200 вт. Для кожухов типа GD 125 и GD 125а максимально допустимая мощность при длительной нагрузке 200 вт, при повторной кратковременной нагрузке, где соотношение продолжительность работы: время охлаждения = 2:1, например, 10 минут работы и 5 минут охлаждения, Рмакс = 300 вт. При принудительном охлаждении кожуха с помощью вентилятора максимально допустимая нагрузка трубки увеличивается в 2 раза. 

 Для кожуха типа РН 125/100 с вентилятором Рмакс = 300 вт. Без вентилятора при повторной кратковременной нагрузке при соотношении длительности работы и паузы 2:1 Рмакс = 300 вт. 

 Пренебрегая выдержкой, время охлаждения трубки вычисляется как отношение усредненной мощности при съемке к максимально допустимой нагрузке трубки: 

T = UQk/Рмакс = Рср/Рмакс [сек].

 Например, для кожуха типа РН 125/100 в шестикенотронной установке при режиме съемки 90 кв, 160 ма х сек необходимое время охлаждения составит: 

Т = 90 x 160 x 0,96/300 = 46 сек. 

 Серийные снимки. При серийных снимках параметры съемки следует выбирать так, чтобы избежать перегрузки рентгеновской трубки. Серийные снимки делаются при одинаковых параметрах (кв, сек, ма х сек). Они следуют друг за другом через определенные промежутки времени. Продолжительность серийной съемки есть сумма времени экспозиций и промежутков времени между снимками. Поскольку пауза между двумя снимками очень мала, то для охлаждения трубки она не имеет значения. Электрическая энергия, используемая для серийной съемки, не должна превышать максимально допустимую нагрузку трубки на весь промежуток серийной съемки. Например, серийная съемка, при которой за 6 сек делаются 12 снимков, с точки зрения нагрузки рассматривается как один снимок с выдержкой 6 сек. Нагрузка трубки во время экспозиции должна быть значительно меньше допустимой. 

 Выдержка снимка при серийной съемке подбирается в 1,5 раза больше допустимой наименьшей выдержки (при том же анодном токе) в случае одиночного снимка. 

 Например: необходимо произвести серийные снимки с помощью четырехкенотронного рентгеновского аппарата с трубкой типа DR 125/20/40 о. Пусть серия состоит из 12-ти снимков, продолжительность съемки 5 сек, анодное напряжение 90 кв (с большим фокусом). По таблице нагрузки рентгеновской, трубки находим максимально допустимый анодный ток: 100 ма (при Up = 90 кв и t = 5 сек). Количество электричества для всей серии 5 x 100 = 500 ма x сек, т. е. для одного снимка приблизительно 40 ма x сек. По таблице нагрузки 40 ма x сек можно включить за 0,15 сек. При серийной съемке этот промежуток времени увеличивается минимум в 1,5 раза, то есть экспозиция отдельных снимков будет минимум 0,16 сек. Таким образом, отдельные снимки серии делаются с параметрами 95 кв, 250 ма, 0,16 сек (40 ма x сек = 0,16 сек x 250 ма), с паузой между снимками 0,28 сек 11 раз. После серийной съемки необходимо сделать перерыв с длительностью: 

Т = 95 x 500 x 0,96/300 = 125 сек. 

 Поскольку во время серийной съемки рентгеновская трубка работает с нагрузкой, близкой к предельно допустимой, то для сбережения трубки рекомендуется делать четырехминутный перерыв между сериями.