Что такое рентгеновская трубка?

Что такое рентгеновская трубка?

Рентгеновская трубка — это тип рентгеновской генераторной трубки, которая преобразует входную электрическую мощность для получения рентгеновских лучей.

Рентгеновские трубки подразделяются на два типа в зависимости от типа трубки: герметичные трубки, в которых внутренняя часть трубки всегда находится в вакууме, и открытые трубки, в которых вакуумный насос установлен снаружи трубки для создания высокого вакуума.

Герметичные трубки также известны как анодные трубки. Они далее классифицируются на два типа: вращающиеся анодные трубки с вращающимся анодом и неподвижные анодные трубки без вращающегося анода. У неподвижной анодной трубки вращающийся анод, который позволяет рассеивать тепло и увеличивает ток, протекающий через рентгеновскую трубку.

Рентгеновские трубки классифицируются на микрофокусные и минифокусные (или миллифокусные) типы в зависимости от размера фокусного пятна. Эти рентгеновские трубки имеют размер фокусного пятна порядка микрометров и миллиметров соответственно.

Применение рентгеновских трубок

Рентгеновские трубки используются в качестве генераторов рентгеновского излучения в различных областях. Рентгеновские лучи представляют собой электромагнитные волны с длиной волны короче, чем у ультрафиолетовых лучей, и их высокая энергия позволяет им проникать сквозь материалы.

Ниже приведены некоторые из приложений, в которых используется этот проникающий эффект:

• Медицинская сфера
  Общая рентгенография, маммография, КТ-исследования, рентгенотерапия, используемая при лечении рака и т. д.
• Научные и промышленные области
  Рентгеновская дифракция, рентгенофлуоресцентный анализ, неразрушающий контроль, толщинометрия и другие испытания материалов, досмотр багажа в аэропортах и ​​т. д.

Принцип работы рентгеновских трубок

Рентгеновская трубка состоит из корпуса, катода и анода. Когда высокое напряжение подается между катодом и анодом после того, как катодная нить нагревается электрическим током, горячие электроны испускаются из нити и направляются к анодной мишени с высокой скоростью.

1. Возбуждение рентгеновскими лучами

Тепловые электроны притягиваются к ядру материала анода, такого как вольфрам, и быстро меняют направление, высвобождая энергию. В это время 99% энергии преобразуется в тепловую энергию, но оставшийся 1% испускается в виде рентгеновских лучей. Эти рентгеновские лучи называются тормозными рентгеновскими лучами и характеризуются непрерывным спектром.

Место, где проходят тепловые электроны по отношению к ядру, не определено однозначно, и интенсивность рентгеновского излучения меняется в зависимости от того, где они проходят. Поэтому тормозное излучение имеет непрерывный спектр.

2. Характеристическое рентгеновское излучение

Некоторые тепловые электроны редко сталкиваются с электронами атома-мишени. Столкнувшиеся электроны получают энергию от тепловых электронов и отталкиваются, а затем переходят на внешние электронные орбитали, но поскольку они нестабильны, они быстро возвращаются на свои исходные орбитали.

Разница в энергетическом состоянии электронной орбитали испускается в виде рентгеновских лучей. Рентгеновские трубки производят в основном тормозное рентгеновское излучение, которое выводится через окно из бериллия или другого материала с низким поглощением рентгеновских лучей в корпусе трубки.

Другая информация о рентгеновских трубках

1. Напряжение трубки и ток трубки

Интенсивность и энергия рентгеновской трубки зависят от напряжения трубки и тока.

Напряжение трубки
Напряжение трубки — это напряжение, приложенное между анодом и катодом рентгеновской трубки. Чем выше напряжение трубки, тем короче длина волны рентгеновской трубки. Напряжение трубки — это параметр, который влияет на интенсивность и энергию.

Ток трубки
Ток, который протекает через внутреннюю часть рентгеновской трубки. Ток генерируется, когда тепловые электроны, генерируемые на катоде, сталкиваются с анодом. В трубке с вращающимся анодом анод вращается, чтобы рассеивать тепло и увеличивать ток трубки.

Существует пропорциональная зависимость между током трубки и общей интенсивностью рентгеновской трубки. С другой стороны, энергия рентгеновского излучения не изменяется при изменении тока трубки.

2. Свойства пропускания рентгеновских лучей

Поскольку рентгеновские лучи представляют собой электромагнитные волны с очень короткой длиной волны, они обладают свойством проходить через материалы. Скорость передачи зависит от материала, и рентгеновские лучи ослабляются во время передачи.

Чем выше энергия рентгеновского луча, тем выше его пропускная способность.