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種類と構造 (過去12年／3問出題)

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整流方式とリプル百分率の最短結論

  • 単相全波整流（2ピーク）： リプル理論値 $100\%$ 。撮影時間は電源周期に拘束。一次側で電圧調整。
  • 三相6ピーク整流： リプル理論値 $13.4\%$ 。
  • 三相12ピーク整流： リプル理論値 $3.4\%$ 。二次側巻線はデルタ（ $\Delta$ ）およびスター（ $Y$ ）のハイブリッド結線。
  • 自己整流方式： X線管自身の整流作用を利用。短時間撮影は不可。

コンデンサ式および定電圧形の特徴

  • コンデンサ式・暗流X線： 充電待機中に電界放出等で漏れ出る微弱なX線。対策としてバイアス格子（三極管構造）やテトロード管による制御を実施。
  • コンデンサ式・線量： 放電降圧のため、線量と $\text{mAs}$ 値は比例しない。
  • 定電圧形： テトロード管によりX線の高速開閉と定電圧フィードバック制御を実施。

※以下の国家試験問題・選択肢は学習支援を目的として引用しています。問題文および選択肢の著作権は厚生労働省に帰属します。解説・補足・分野分類・関連知識の整理は当サイトが独自に作成しています。

67PM5 【診療画像機器学】
X 線高電圧装置で正しいのはどれか。
1．コンデンサ式装置では暗流 X 線が発生する。
2． 2 ピーク装置では 2 個の高電圧ダイオードで整流する。
3． 2 ピーク装置の撮影時間は電源の 1 周期の倍数になる。
4．自己整流装置は他の装置に比べて短時間での撮影ができる。
5．三相 12 ピーク装置の管電圧リプル百分率は 13.4 ％である。
正解：1
2. 2ピーク装置（単相全波整流）では、4個の高電圧ダイオードを使って全波整流します。
3. 2ピーク装置では、交流のプラス側とマイナス側の両方を利用するため、撮影時間は電源の半周期の整数倍になります。60 Hzなら半周期は約8.3 msです。
4. 自己整流装置は、X線管そのものの整流作用を利用する方式です。流せる管電流が小さいため、大電流が必要な短時間撮影には向いていません。
5. 三相12ピーク装置のリプル百分率は**3.4％**です。13.4％は三相6ピーク装置です。
覚え方は、
2ピーク：100％ → 6ピーク：13.4％ → 12ピーク：3.4％
77AM76 【X線撮影機器学】
X 線高電圧装置で正しいのはどれか。
1．管電流は X 線管の陽極に流れる電流の最大値で表す。
2．コンデンサ式 X 線装置の管電流時間積は線量に比例する。
3．管電圧は X 線管の陽極と陰極との間の電位差の平均値で表す。
4． 2 ピーク形 X 線装置の管電圧調整は単巻変圧器の出力側で行う。
5．共振形インバータ式 X 線装置の管電圧リプル百分率はインバータ周波数に比例する。
正解：4
4. 2ピーク形では、単巻変圧器（オートトランス）で電圧を調整してから、高電圧変圧器へ送ります。つまり、単巻変圧器の出力側で管電圧を調整します。

1. 管電流は、X線管の陽極と陰極の間を流れる電流で、基本的に平均値で表します。
2. コンデンサ式では、放電していくにつれて管電圧が低下するためmAsと線量は単純には比例しません。
3. 管電圧は、陽極と陰極の間にかかる電圧の**最大値（波高値）**で表します。
5. インバータ周波数が高くなるほど、電圧の波が細かくなって管電圧はなめらかになります。
72AM13 【診療画像機器学】
X線高電圧装置について正しいのはどれか。２つ選べ。
1．定電圧形のX 線の開閉はテトロード管で制御される。
2．非共振形インバータ式の管電圧制御はDC - DCコンバータで行われる。
3．三相全波整流方式(6ピーク)の管電圧脈動率の理論値は3.4％である。
4．三相全波整流方式(12 ピーク)の高電圧変圧器の二次側はΔ - Δ 結線である。
5．共振形インバータ式における管電圧のフィードバック制御は、一次側の管電圧を検出して行われる。
正解：12
1. 定電圧形（テトロード制御形）では、テトロード管を高速スイッチのように使ってX線のON・OFFを制御します。
2. 非共振形インバータ式では、DC-DCコンバータによって管電圧を調整します。

3. 6ピーク形は **13.4％**です。3.4％は12ピーク形！
4. 12ピーク形では、Δ（デルタ）結線とY（スター）結線を組み合わせます。これによって位相を30°ずらし、12ピークの波形を作ります。
5. 実際にX線管へかかっている管電圧を確認するため、高電圧変圧器の二次側（高電圧側）の管電圧を検出してフィードバック制御します。一次側ではありません。