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

Рентгеновская трубка

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

Принцип функционирования и внутреннего устройства

Излучающий элемент – это вакуумный сосуд, внутри которого 3 типа электродов: накал катода, анод, катод. Главные элементы трубки – катод и анод. Интересно, что раньше анод носил название антикатод.

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 потери части энергии. В результате 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. Во избежание возникновения таких ситуаций используются способы охлаждения с помощью воды, масла, а также вращения самого анода.

Трубки для рентгена функционируют в режиме почти плоского диода. Ток через нее 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.

Излучение рентгеновской трубки

Существует 2 вида излучения лучей рентгена:

Тормозное излучение

Характерная черта-постоянный спектр энергии. С левой стороны он ограничивается минимал.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, тем не менее 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 электр.поле атомных ядер, происходит процесс выбивания отрицательно заряженных частиц из внутренних электр. оболочек атомов анода. Пустоты заполняются иными частицами с отрицательным зарядом. Выделяется рентгеновское излучение с 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 о том, что функционирование лучей рентгена в рентгенографии обеспечивается спектром торможения, а специфика воздействия противоположного спектра используется в способах рентгеноструктурного и рентгеноспектрального исследованиях.