• ПН-ПТ: 08:00 - 18:00
  • 8 (800) 444-00-69
    Звонок по России бесплатный
Заказать бесплатный звонок

Рентгеновская трубка: особенности

Рентгеновская трубка – электровакуумный инструмент для создания рентгеновского излучения путем тормозного излучения электронных частиц. Она широко применяется в медицине для исследований или лечения. Частицы облучают металлический катод. Скорость их ускорения энергии может достигать 10 КэВ.

Принцип функционирования и внутреннее устройство

Излучающий элемент – это вакуумный сосуд, внутри находятся электроды 3 типов: накал катода, анод, катод. Главные элементы трубки – катод и анод.

В процессе нагревания катода образуются электроны. Разница потенциалов катода и анода приводит к ускорению потока электронов и стремительному росту их энергии. В результате этого пучок электронов перемещается на анод с положительным зарядом. При соединении электронов и анода происходит их резкое торможение, что приводит к значительной потере части энергии. Происходит тормозное излучение диапазона рентгена. При этом всего 1% кинетической энергии электрона направлен на рентгеновское излучение, остальные 99% расходуются на создание тепла. Это может привести к перегреву анода. Для предотвращения таких ситуаций анод охлаждают путем вращения, а также с помощью воды или масла.

Трубки для рентгена функционируют в режиме почти плоского диода. Ток высчитывается с помощью применения закона степени 3/2. Его формула Ia=K*Ua3/2. Регулирование тока, проходящего сквозь трубку, происходит с помощью контроля количества испускаемых отрицательно заряженных частиц. В результате этого происходит изменение напряжения накала.

Стандартные значения анодного напряжения для трубок, использующихся в рентгенографии, 60-80кВ. При проведении рентгеноскопии необходимо обеспечить непрерывное функционирование, показатели тока должны составлять несколько мА. Проведение рентгенотерапии требует более жесткой энергии. Показатели анодного напряжения в этом случае – свыше 100кВ.

Какими бывают излучения рентгеновской трубки?

Существует 2 вида излучения лучей рентгена:

Тормозное излучение

Характерная черта – постоянный спектр энергии. С левой стороны он ограничивается минимальной длиной волны, следом энергия резко возрастает, достигая максимальных значений при длине волны, затем полого опускается, асимптотически стремясь к нулевой отметке.

При росте положительно заряженного напряжения увеличивается и жесткость энергии, происходит смещение относительно волн меньшей длины. Мощность излучения растет пропорционально квадрату напряжения. При росте тока сквозь трубку рентгена мощность излучения увеличивается в прямой пропорции к току. Важно отметить, что характер спектра остается неизменным.

Материал положительного электрода не оказывает никакого воздействия на размер волн спектра тормозного излучения, но он воздействует на его интенсивность в целом, растущую в прямой пропорции к порядковому номеру хим. элемента, использованного для создания зеркала положительного электрода.

Характеристическое излучение

Кроме процесса торможения отрицательно заряженных частиц в электрическом поле атомных ядер, происходит процесс выбивания отрицательно заряженных частиц из внутренних электрических оболочек атомов анода. Пустоты заполняются иными частицами с отрицательным зарядом. Выделяется рентгеновское излучение со специфичным для материала положительного электрода спектром энергий.

Энергия спектра тормозного излучения заметно превосходит эти показатели характеристического излучения. Спектр характеристического излучения отличается большей мягкостью и может задерживаться с помощью стекла трубки. В связи с этим принято говорить, что функционирование лучей рентгена в рентгенографии обеспечивается спектром торможения, а специфика воздействия противоположного спектра используется в рентгеноструктурных и рентгеноспектральных исследованиях.