第一代和第二代扫描仪使用固定阳极、油冷的X射线管，但由于对输出功率增加的需求，旋转阴极X射线管在CT中变得普遍。
传统固定阳极CT管，当阴极钨丝通过足够的电流时，使其产生白热现象时电子会从钨的表面逸出形成电子云，通过施加在X射线管阴极和阳极之间的高电压产生磁场，使阴极表面上的游离电子撞击阳极钨靶，其部分能量约1%将转换成X射线，剩下的能量转换成热能。
传统的固定阳极的CT管，靶点会集中在钨靶的一个点上面，这个点的热量较为集中，输出功率较低，故旋转阳极CT管出现了，如图所示为一个旋转阳极CT管。
如上图所示，阳极是以高速进行旋转的，该盘通常由铼、钨和钼（RTM）合金和其他材料制成，具有小的目标角度（通常为12度）和每分钟3600到10000转的旋转速度。即电子击中钨靶不在一个点上，会分散到一个圆周上面，提高了导热能力。其中冷却的方式有风冷和直接油冷或者直接水冷的方式。
西门子的“0兆球管”通过阳极直接油冷，使球管阳极冷却率和产热率几乎相等，即使在最大负荷条件下，球管仍可以及时冷却下来，远远少于进行下次操作所需要的时间。球管始终不会热保护。因此，也就不需要大热容量的球管。
通过提高定子绕组的频率，可以实现每分钟10,000转的旋转速度。由于滚珠轴承技术导致机械问题并限制了X射线管的性能，因此引入了一种改善阳极盘旋转的液体轴承方法。阳极组件的静止轴由包含镓基液态金属合金的槽构成。在阳极旋转期间，液体被迫进入槽中，产生了盘与液体之间的水动力效应。
当Ｘ射线管放置很长时间不使用时，这些气体分子的分布将会遭到破坏。这时，如果Ｘ射线管不经过预热就投入使用的话，就会产生某种程度的放电。所以，预热程序使得气体分子的分布重新建立。
另一方面是使灯丝逐步加温到工作状态，从低条件慢慢的向高条件曝光；空气校准是为了校准探测器和前置放大器的工作点，同时由于液态金属轴承球管的材料特性，温度的变化会导致其物理和化学性质发生改变，影响其正常工作，亦可以减小球管的应力。总得来说是预热能够测的准，同时能够延长球管的使用寿命。
以上是现在主流的CT球管技术，技术上基本上没有发生变化 ，它们都使用加热的丝丝，类似于老式白炽灯泡，以在真空管内产生电子来生成X射线。丝越热，获得的电子越多，产生的X射线就越多。因此，传统的X射线管体积大、重量重、温度高且速度慢（需要预热）。
采用冷电子源材料的出现改变了这一现状，碳纳米管（CNT）电子发射器突破了传统X射线技术的限制，提供了一个稳定一致、寿命长、性能优越的CNT X射线管，同时制造成本低廉且易于扩展到多产品制造。
碳纳米管（CNT）X射线管的工作原理不同，它们使用场发射而不是热电发射来产生电子，因此无须预热，低功耗、寿命长。场发射是通过金属表面的极强电场而产生电子流的过程；一个简单的例子是火花塞，其中大电压产生短暂而强烈的电子流火花。在任何场发射中，电场通过减小金属表面的纵横比而变得更加强烈；如果金属是尖锐的尖端，电场更加强烈，尖端越尖锐，电场越强烈。碳纳米管（CNT）被认为是物理学上理想的场发射器，因为它们具有极其尖锐的尖端，CNT通常宽10纳米但长20-50微米，并具有与金属相同的电学性质。由于它们的理想场发射性质，CNT可以产生非常高的电子流。
单个碳纳米管可以展现出非常大的电流；单个碳纳米管已经证明能够达到0.1mA。挑战在于从单个碳纳米管扩展到更大范围的碳纳米管分布，以实现更高总电流，即50mA-100mA。常见的方法是尝试在大面积上复制最佳的碳纳米管结构，这种方法有一些限制。
昂贵 ：在大面积上制造理想的碳纳米管需要一种复杂的微波等离子体制造工艺，这是昂贵且难以扩展的，因为CNT发射器的尺寸变大以实现更高的电流。 不可重复：由于微波等离子体过程的固有变化，每次制造相同的发射器都非常具有挑战性。 不稳定：如果单个碳纳米管受损或不理想，那么整个结构可能会变得不稳定，因为其他碳纳米管会因为受损或次优的碳纳米管发射器而过度受压。 无法扩展 ：随着目标电流的增加，所需的碳纳米管数量和发射器矩阵的尺寸增加。随着尺寸的增加，稳定性和可重复性的挑战呈指数级增加。
其中生产CT球管的主要厂家有GE、飞利浦、西门、佳能、联影、瑞能医疗、昆山医源、麦默真空、电科睿视、思柯拉特、昊志影像（主要是碳纳米管冷阴极CT球管）、Micro-X（碳纳米管冷阴极CT球管）。
标签：碳纳米管,球管,CNT,X射线,阳极,CT From： https://blog.csdn.net/Nautiluss/article/details/142812556