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X射线管的阴极灯丝被电流加热到2000℃以上，然后发射电子。这些电子在高压下被加速，并以高速飞向阳极靶。电子的一些动能被转换成X射线并发射出去，而其他大部分动能被转移到阳极靶上，使其快速升温。从上述过程可以看出，为了确保X射线管的正常工作并产生一定能量和强度的射线，X射线管必须具有足够的真空度、足够的绝缘强度和足够的散热能力。由X射线管的结构实现的绝缘强度和真空度限制了可以施加在阳极和阴极之间的高电压。因为气体分子可以在电子的冲击下电离，额外的电流和真空度也会影响射线管电流的稳定性。这也将直接影响X射线管的正常操作和使用。如果散热措施不当，X射线管的阳极会迅速上升，这不仅会导致阳极靶燃烧，还可能导致X射线管整体损坏。当施加的管电压低时，为了获得更大的管电流，只能使用更大的灯丝电流。然而，灯丝电流只能在一定范围内调节，因此在低管电压下可用的大管电流也受到限制。
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