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X射線管的陰極燈絲被電流加熱到2000℃以上，然后發射電子。這些電子在高壓下被加速，并以高速飛向陽極靶。電子的一些動能被轉換成X射線并發射出去，而其他大部分動能被轉移到陽極靶上，使其快速升溫。從上述過程可以看出，為了確保X射線管的正常工作并產生一定能量和強度的射線，X射線管必須具有足夠的真空度、足夠的絕緣強度和足夠的散熱能力。由X射線管的結構實現的絕緣強度和真空度限制了可以施加在陽極和陰極之間的高電壓。因為氣體分子可以在電子的沖擊下電離，額外的電流和真空度也會影響射線管電流的穩定性。這也將直接影響X射線管的正常操作和使用。如果散熱措施不當，X射線管的陽極會迅速上升，這不僅會導致陽極靶燃燒，還可能導致X射線管整體損壞。當施加的管電壓低時，為了獲得更大的管電流，只能使用更大的燈絲電流。然而，燈絲電流只能在一定范圍內調節，因此在低管電壓下可用的大管電流也受到限制。
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