医用加速器是生物医学上的一种用来对肿瘤进行放射治疗的粒子加速器装置。带电粒子加速器是用人工方法借助不同形态的电场，将各种不同种类的带电粒子加速到更高能量的电磁装置，常称“粒子加速器”，简称为“加速器”。 要使带电粒子获得能量，就必须有加速电场。依据加速粒子种类的不同，加速电场形态的不同，粒子加速过程所遵循的轨道不同被分为各种类型加速器。目前国际上，在放射治疗中使用最多的是电子直线加速器。

原理：电子直线加速器是利用具有一定能量的高能电子、（速度达到亚光速）与大功率微波的微波电场相互作用，从而获得更高的能量。这时电子的速度增加不大，主要是质量不断变大。（爱因斯坦相对论）。电子直接引出，可作电子线治疗。电子打击重金属靶，产生韧致辐射，发射X射线，作X线治疗。（原理与X光机相似，加速器使用透射靶。）

医用加速器的功用强大，但是它在治疗中产生的辐射也不容小觑。所以在设备中需要防辐射的装置比如：辐射头内除一挡用于均整X-辐射的均整过滤器外，还采用多挡使电子辐射分布均匀的散射钨合金过滤器。为了调节电子辐射野，在电子辐射治疗时需附加不同尺寸和不同形状的限束钨合金屏蔽装置。钨合金屏蔽装置的优点体现在钨的特殊性能。钨的高密度性能使的钨合金有很好的屏蔽X射线的效果，并且钨储量丰富便于开采，易加工无毒。钨合金也在医疗放射领域越来越受关注。

钨合金高能电子加速器屏蔽组件

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我国在普通钨丝的生产方面发展迅速,上个世纪70年代钨丝产量增长了019倍,80年代增长了115倍,90年代年增长了112倍,2000年的产量是1970年的15倍。现在我国自己生产的普通钨丝已经能够满足国内市场的需求。

但是,我国抗震钨丝的生产却不能满足国内市场的需要。我国抗震钨丝生产至今尚未形成规模化、产业化。从上个世纪70年代90年代,我国在抗震钨丝方面开展了一些科研工作。以西北有色金属研究所为代表,为国防、航天的需要制备了一些高性能抗震钨丝,但这些工作大多停留在实验室生产阶段,没有形成产业化。随着我国交通运输业、电子显象管等行业的飞速发展,对抗震钨丝的需求呈逐年上升趋势增长,而这些需求几乎全部依赖进口。

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X射线(英语：X-ray），又被称为艾克斯射线、伦琴射线或X光，是一种波长范围在0.01纳米到10纳米之间（对应频率范围30 PHz到30EHz）的电磁波形式。X射线最初用于医学成像诊断和X射线结晶学。X射线也是游离辐射等这一类对人体有危害的射线。主要由原子内层轨道电子跃迁或高能电子减速时与物质的能量交换作用产生。

实验室里常利用具有高真空度的X射线管来产生。这种X射线管管壁用玻璃或透明陶瓷制成，管内高真空可减少电子运动的阻力。阴极由钨灯丝制成，灯丝被3~4A的电流加热后发出大量的热电子，电子经聚焦和5000~~8000A的电压加速后撞击阳极金属靶（Cu、Mo、Ni等熔点高而导热性好的金属）时，电子猝然减速或停止运动，使大部分能量以热辐射形式耗散掉，少部分则以X射线的形式向外辐射产生X射线谱。

X射线发现不久就被应用于医学影像，后来还成立了放射科和放射医学，这都体现了x射线技术的广泛运用。X射线的用途主要是探测骨骼的病变，但对于探测软组织的病变也相当有用。常见的例子有胸腔X射线，用来诊断肺部疾病，如肺炎、肺癌或肺气肿；而腹腔X射线则用来检测肠道梗塞，自由气体（free air，由于内脏穿孔）及自由液体（free fluid）。

针对X射线的特点及能量范围,目前对低能X射线的屏蔽一般采用含铅玻璃、有机玻璃及橡胶等制品，但考虑到铅氧化物有一定的毒性，对环境也有污染，现在一般采用混凝土或纤维来防护X射线，该纤维是由聚丙烯及固体屏蔽剂混合制备而成，其屏蔽效果比较理想。对高能X射线的屏蔽，现在比较流行的是采用树脂/纳米铅复合材料和树脂/纳米硫酸铅复合材料。具研究调查高密度钨合金也能屏蔽X射线防止对人体造成危害。而且钨是环保材料，易家工无毒。在医疗仪器设备中也有运用，如防辐射罐，CT机等。

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在原料中掺入K和Al,不能获得抗震钨丝,但是其产品能获得极好的加工性能;掺入K和Si,能获得只有极少量的中等抗震钨丝;掺入K、Si和Al,其产品能获得极佳的抗震性能,这是为什么呢?

早在上个世纪70年代初,国外专家提出了抗震钨丝钾泡弥散强化学说,但是这种学说还是一种唯象的理论。比如,钾泡的本质是什么?钾泡如何分裂,又以什么机制形成?分裂的钾泡个数受什么因素控制?钾泡在材料高温蠕变中的作用是什么?粗、细掺杂钨丝再结晶行为有无本质的不同?等等。这些基本问题缺乏可靠的实验依据和深入的理论分析。

近年来,国内外有关专家对掺杂钨丝的烧结过程中钾泡的产生、热加工过程中钾泡的特征以及钾泡在抗震钨丝中的作用进行了深入的研究。

1、掺杂元素K、Si、Al的作用

(1)在原料中掺入Si,大部分Si以硅酸盐或钨酸盐的形式保留在氧化钨的表面上,它有利地保持了氧化层的疏松性和还原期间水分的渗透性,这样有利于掺杂均匀,同时也有利于获得所必需的钾。这些盐极容易被HF酸洗去;

(2)掺入Al,铝在还原过程中大幅度地提高钨粉中钾的含量,能获得优质的抗震钨丝;

(3)掺入K,是为了最终产品———抗震钨丝能获得钾泡,钾泡的弥散化可以明显地降低钨丝的低温脆性,减少钨丝劈裂,使其钨丝获得极佳的抗震性能。

2、掺杂压坯在烧结过程中的变化

掺杂钨粉经过压制成型后进行烧结,在烧结过程中主要发生以下3个阶段的变化:

第一阶段是使压坯致密化,以达到适于机械热加工的密度和晶粒结构。

第二阶段是调整压坯的化学性质,包括K、Si、Al以及填隙浓度等,使压坯更加适于机械加工。

第三阶段是由于压坯中含有铝硅酸钾(或硅酸铝钾),它能在烧结过程中产生钾泡。

钾泡的产生同烧结过程一样,也主要分为3个阶段:

第一阶段是压坯中的铝硅酸钾(或硅酸铝钾)迁移到烧结第一阶段形成的孔隙颈部。

第二阶段是铝硅酸钾(或硅酸铝钾)分解成低价氧化物,低价氧化物通过与表面连通的孔隙而挥发掉,在此阶段大多数铝和硅在进入固熔体之前就从与表面连通的孔隙中蒸发掉了。在第一和第二烧结阶段期间,钾仅位于亚微米球形孔隙中。

第三阶段是氧从小的球形孔隙中而钾从亚微米孔隙中扩散到不规则大孔隙中,钾保留在钨基体的小球形孔隙和不规则大孔隙中,当钾扩散到大孔隙中时,其蒸气压力会阻碍这些孔隙的进一步收缩,使其致密化受到限制。

3、烧结后压坯在热加工过程中钾的变化

掺杂钨压坯烧结后,经过一系列热加工时,含钾的孔隙会变长成椭圆形,椭圆直径随热加工的延续而变小,当含这些椭圆孔隙的掺杂钨制品退火时,这些椭圆孔隙将会破裂成一排排球形小气泡,或者它们收缩成单个气泡,这就形成了钾泡。当钾泡形成后,它们就会增大至平衡尺寸为止。钾泡中的钾在高温下呈蒸气态充满整个钾泡,而在低温下则以结晶态的薄层沉积在钾泡的内壁上。

总之,掺杂钨压坯烧结的主要特征是因含掺杂剂的还原钨粉中亚微米空隙,它使掺杂钨压坯产生钾泡。与钾泡的产生有关联的化学性质对掺杂钨压坯的性能、钾浓度、钾泡分布、晶粒结构与密度,以及形成最终产品的性能都产生十分重要的影响。除了钾泡的影响外,掺杂烧结钨坯压坯的密度和显微结构也是很重要的。因此,这些问题还有待进一步深入地探讨和研究。

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