💡 許容負荷の定義と制限因子
X線管のターゲット（陽極）では電子衝突エネルギーの99%以上が熱になるため熱による損傷を防ぐことが最も重要である。
- 許容負荷： X線管が熱で損傷しないよう、安全に使用できる限界値。
- 短時間許容負荷（撮影時限界）： 0.1秒以下の短い撮影で、焦点面の温度が上がりすぎて溶けないように制限される限界値。
- 長時間許容負荷（連続運転限界）： 連続でX線を出す場面で、陽極全体に熱が溜まらず、X線管装置ハウジング（X線管を入れてるケース）が熱を逃がせる範囲で決まる限界値。（※焦点面の温度制限ではない点に注意）
🌀 回転陽極による短時間許容負荷の向上
回転陽極型X線管はターゲット円盤を高速回転させて、電子ビームが当たる面を次々に変えて熱を分散させる仕組み。
- 熱分散機構： 電子ビームが衝突する陽極を高速回転させることで、1か所に熱が集中せず短時間許容負荷が向上する！
- 短時間許容負荷 $P$ の比例法則： 陽極回転数 $N$ と焦点軌道半径（または直径） $R$ の平方根に比例する。
- 公式：
$$ P \propto \sqrt{N \cdot R} $$
- 公式：
- 計算例：
- 軌道半径を20%大きく（1.2倍に）した場合： 短時間許容負荷は $\sqrt{1.2} \approx 1.095$ 倍（約10%増加）。
- 陽極回転数を2.5倍、軌道直径を1.2倍にした場合： 短時間許容負荷は $\sqrt{2.5 \times 1.2} = \sqrt{3} \approx 1.73$ 倍（約1.7倍）。
- ターゲット角度の影響： 同一の実効焦点サイズである場合、ターゲット角度を小さくするほど実焦点（実際の加熱面）が広くなるため、短時間許容負荷は増大する！