Τι είναι ο σωλήνας ακτίνων Χ;

Οι σωλήνες ακτίνων Χ είναι δίοδοι κενού που λειτουργούν σε υψηλές τάσεις.
Ένας σωλήνας ακτίνων Χ αποτελείται από δύο ηλεκτρόδια, μια άνοδο και μια κάθοδο, τα οποία χρησιμοποιούνται για να βομβαρδιστεί ο στόχος με ηλεκτρόνια και το νήμα να εκπέμπει ηλεκτρόνια, αντίστοιχα. Και οι δύο πόλοι είναι σφραγισμένοι σε γυάλινα ή κεραμικά περιβλήματα υψηλού κενού.

Το τμήμα τροφοδοσίας του σωλήνα ακτίνων Χ περιέχει τουλάχιστον ένα τροφοδοτικό χαμηλής τάσης για τη θέρμανση του νήματος και μια γεννήτρια υψηλής τάσης για την εφαρμογή υψηλής τάσης στους δύο πόλους. Όταν ένα σύρμα βολφραμίου περνά αρκετό ρεύμα για να δημιουργήσει ένα νέφος ηλεκτρονίων και εφαρμόζεται αρκετή τάση (της τάξης των κιλοβολτ) μεταξύ της ανόδου και της καθόδου, το νέφος ηλεκτρονίων έλκεται προς την άνοδο. Αυτή τη στιγμή, τα ηλεκτρόνια χτυπούν τον στόχο βολφραμίου σε κατάσταση υψηλής ενέργειας και υψηλής ταχύτητας. Τα ηλεκτρόνια υψηλής ταχύτητας φτάνουν στην επιφάνεια στόχο και η κίνησή τους εμποδίζεται ξαφνικά. Ένα μικρό μέρος της κινητικής τους ενέργειας μετατρέπεται σε ενέργεια ακτινοβολίας και απελευθερώνεται με τη μορφή ακτίνων Χ. Η ακτινοβολία που παράγεται σε αυτή τη μορφή ονομάζεται bremsstrahlung.

Η αλλαγή του ρεύματος του νήματος μπορεί να αλλάξει τη θερμοκρασία του νήματος και την ποσότητα των ηλεκτρονίων που εκπέμπονται, μεταβάλλοντας έτσι το ρεύμα του σωλήνα και την ένταση των ακτίνων Χ. Η αλλαγή του δυναμικού διέγερσης του σωλήνα ακτίνων Χ ή η επιλογή διαφορετικού στόχου μπορεί να αλλάξει την ενέργεια της προσπίπτουσας ακτίνας Χ ή την ένταση σε διαφορετικές ενέργειες. Λόγω του βομβαρδισμού ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας, ο σωλήνας ακτίνων Χ λειτουργεί σε υψηλή θερμοκρασία, η οποία απαιτεί εξαναγκασμένη ψύξη του στόχου της ανόδου.

Αν και η ενεργειακή απόδοση των σωλήνων ακτίνων Χ για την παραγωγή ακτίνων Χ είναι πολύ χαμηλή, προς το παρόν, οι σωλήνες ακτίνων Χ εξακολουθούν να είναι οι πιο πρακτικές συσκευές παραγωγής ακτίνων Χ και έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως σε όργανα ακτίνων Χ. Επί του παρόντος, οι ιατρικές εφαρμογές χωρίζονται κυρίως σε διαγνωστικούς σωλήνες ακτίνων Χ και θεραπευτικούς σωλήνες ακτίνων Χ.