안녕하세요. 방사선학과를 졸업하고 작은 의료기기 회사의 연구개발 분야에서 종사중인 회사원입니다.

최근 공정 중인 엑스선 튜브의 문제가 생겨 안을 확인 해 보았더니 텅스텐 타겟의 손상을 확인 할 수 있었습니다. 엑스선 발생시 생성된 과도한 열에 의한 양극이 용융된 손상으로 보입니다.  엑스선 발생시 생성되는 열의 냉각을 위하여 엑스선 튜브 제작사에서는 Cooling Time(Duty Cycle)을 지정하고 있습니다. 엑스선 튜브는 보통 일본 제품을 사용중이며 우리나라에서는 엑스선 튜브 자체의 제작이 거의 없는 것으로 알고 있습니다. 따라서 Cooling Time의 기준 및  자료가 부족하여 보통 일본 제품의 Cooling Time을 따라 사용 중입니다. 현 상태에 관한 보다 정량적인 결과를 확인 하고 싶은데 저의 지식이 열역학 및 기계공학에 무지한 지라 도움을 받고 싶어 글을 남깁니다.

1. 엑스선 발생시 생성되는 열에 의한 텅스텐 타겟의 녹는 점 또는 손상 시점을 계산할 때 텅스텐의 열용량 및 비열을 확인 하여 1회 조사시 발생하는 방사선의 에너지로 온도 상승을 계산 하는 것이 맞는 이론인지 궁금합니다. (예를 들어 텅스텐 타겟의 질량 10g, 용융점이 3410도, 비열 0.032cal/g 20도, 일때 3390도 가량 높이는데 필요한 E를 구하고 1회 조사시 70kV 2mA 0.1S 의 조건으로 방사선E를 구하여 횟수를 계산)
2. 1항처럼 계산 할 때 Cooling Time(1:60)을 고려한다면 1초 조사 후 60초를 쉬는 동안에 온도의 하강은 어떻게 계산 할 수 있나요?

 

위의 사항의 직접적인 답변이 아니라도 해당 내용을 확인 하려면 어떤 강의나 이론을 들어야 도움이 되는지도 궁금합니다.

두서 없는 글 읽어 주셔서 감사드리고 해당 내용의 정확한 지식이 없어 질문의 수준이 낮은 점 죄송합니다.

오늘도 좋은 하루 되세요. 감사합니다.