Δεδομένου ότι οι σωλήνες ακτίνων Χ λειτουργεί;

Η ακτινοβολία ακτίνων Χ δημιουργείται με τη μετατροπή της ενέργειας των ηλεκτρονίων σε φωτόνια, η οποία συμβαίνει σε ένα σωλήνα ακτίνων Χ. Η ποσότητα (έκθεση) και η ποιότητα (φάσμα) της ακτινοβολίας μπορούν να ρυθμιστούν με αλλαγή της τρέχουσας τάσης, της τάσης και του χρόνου λειτουργίας της συσκευής.

Αρχή λειτουργίας

Οι σωλήνες ακτίνων Χ (η φωτογραφία δίνεται στο άρθρο) είναι μετατροπείς ενέργειας. Το παραλαμβάνουν από το δίκτυο και το μετατρέπουν σε άλλες μορφές - διεισδυτική ακτινοβολία και θερμότητα, ενώ το τελευταίο είναι ένα ανεπιθύμητο παραπροϊόν. Η συσκευή σωλήνα ακτίνων Χ είναι τέτοια που μεγιστοποιεί την παραγωγή φωτονίων και απορροφά τη θερμότητα όσο το δυνατόν γρηγορότερα.

Ο σωλήνας είναι μια σχετικά απλή συσκευή, η οποία συνήθως περιέχει δύο κύρια στοιχεία - την κάθοδο και την άνοδο. Όταν το ρεύμα ρέει από την κάθοδο στην άνοδο, τα ηλεκτρόνια χάνουν ενέργεια, πράγμα που οδηγεί στη δημιουργία ακτίνων Χ.

Άνοδος

Η άνοδος είναι ένα στοιχείο στο οποίο εκπέμπονται φωτόνια υψηλής ενέργειας. Αυτό είναι ένα σχετικά μαζικό στοιχείο μετάλλου που συνδέεται με τον θετικό πόλο του ηλεκτρικού κυκλώματος. Εκτελεί δύο κύριες λειτουργίες:

• Μετατρέπει την ενέργεια των ηλεκτρονίων σε ακτινογραφίες,
• Διαλύει τη θερμότητα.

Το υλικό για την άνοδο επιλέγεται για να ενισχύσει αυτές τις λειτουργίες.

Στην ιδανική περίπτωση, τα περισσότερα ηλεκτρόνια πρέπει να σχηματίζουν φωτόνια υψηλής ενέργειας αντί για θερμότητα. Η αναλογία της συνολικής τους ενέργειας, η οποία μετατρέπεται σε ακτινοβολία ακτίνων Χ (EFFICIENCY), εξαρτάται από δύο παράγοντες:

• Ο ατομικός αριθμός (Ζ) του υλικού ανόδου,
• Ενέργεια των ηλεκτρονίων.

Στους περισσότερους σωλήνες ακτίνων Χ, το βολφράμιο χρησιμοποιείται ως υλικό ανόδου, ο ατομικός αριθμός του οποίου είναι 74. Εκτός από το μεγάλο Ζ, αυτό το μέταλλο έχει κάποια άλλα χαρακτηριστικά που το καθιστούν κατάλληλο για αυτόν τον σκοπό. Το βολφράμιο είναι μοναδικό στην ικανότητά του να διατηρεί αντοχή όταν θερμαίνεται, έχει υψηλό σημείο τήξης και χαμηλή ταχύτητα εξάτμισης.

Για πολλά χρόνια η άνοδος κατασκευάστηκε από καθαρό βολφράμιο. Τα τελευταία χρόνια έχει χρησιμοποιηθεί το κράμα αυτού του μετάλλου με ρήνιο, αλλά μόνο στην επιφάνεια. Η ίδια η άνοδος κάτω από την επικάλυψη βολφραμίου-ρηνίου κατασκευάζεται από ελαφρύ υλικό που συσσωρεύει θερμότητα. Δύο από αυτές τις ουσίες είναι το μολυβδαίνιο και ο γραφίτης.

Οι σωλήνες ακτίνων Χ που χρησιμοποιούνται για μαστογραφία είναι κατασκευασμένοι με ανόδιο επικαλυμμένο με μολυβδαίνιο. Αυτό το υλικό έχει έναν ενδιάμεσο ατομικό αριθμό (Z = 42), ο οποίος παράγει χαρακτηριστικά φωτόνια με ενέργειες που είναι βολικές για τη λήψη μαστού. Ορισμένα όργανα μαστογραφίας έχουν επίσης μια δεύτερη άνοδο από ρόδιο (Z = 45). Αυτό σας επιτρέπει να αυξήσετε την ενέργεια και να επιτύχετε μεγαλύτερη διείσδυση για ένα πυκνό στήθος.

Η χρήση του κράματος ρηνίου-βολφραμίου βελτιώνει τη μακροπρόθεσμη απόδοση ακτινοβολίας - με την πάροδο του χρόνου, η αποτελεσματικότητα των συσκευών με μια άνοδο καθαρού βολφραμίου μειώνεται λόγω της θερμικής βλάβης στην επιφάνεια.

Οι περισσότερες ανόδους έχουν σχήμα λοξότμητων δίσκων και είναι προσαρτημένες στον άξονα του ηλεκτροκινητήρα, ο οποίος τους περιστρέφει σε σχετικά υψηλές ταχύτητες κατά την εκπομπή ακτίνων Χ. Ο σκοπός της περιστροφής είναι η αφαίρεση της θερμότητας.

Εστιακό σημείο

Στην παραγωγή ακτίνων Χ, δεν συμμετέχει ολόκληρη η άνοδος. Εμφανίζεται σε μια μικρή περιοχή της επιφάνειας - ένα εστιακό σημείο. Οι διαστάσεις των τελευταίων καθορίζονται από τις διαστάσεις της δέσμης ηλεκτρονίων που προέρχεται από την κάθοδο. Στις περισσότερες συσκευές έχει ορθογώνιο σχήμα και κυμαίνεται μεταξύ 0,1 και 2 mm.

Οι σωλήνες ακτίνων Χ προβάλλουν με ένα συγκεκριμένο μέγεθος του εστιακού σημείου. Όσο μικρότερο είναι, τόσο λιγότερη θαμπάδα και υψηλότερη είναι η σαφήνεια της εικόνας και όσο περισσότερο είναι, τόσο καλύτερη είναι η απομάκρυνση της θερμότητας.

Το μέγεθος του εστιακού σημείου είναι ένας από τους παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά την επιλογή των ακτίνων Χ. Οι κατασκευαστές παράγουν συσκευές με μικρά εστιακά σημεία, όταν είναι απαραίτητο να επιτυγχάνεται υψηλή ανάλυση και επαρκώς μικρή ακτινοβολία. Για παράδειγμα, απαιτείται στη μελέτη μικρών και λεπτών τμημάτων του σώματος, όπως στη μαστογραφία.

Οι σωλήνες ακτίνων Χ παράγονται κυρίως με εστιακές κηλίδες δύο μεγεθών - μεγάλων και μικρών, οι οποίες μπορούν να επιλεγούν από τον χειριστή σύμφωνα με τη διαδικασία σχηματισμού εικόνας.

Κάθοδος

Η κύρια λειτουργία της καθόδου είναι να παράγει ηλεκτρόνια και να τα συλλέγει σε δέσμη κατευθυνόμενη στην άνοδο. Κατά κανόνα, αποτελείται από ένα μικρό σπειροειδές σύρμα (νήμα), βυθισμένο σε μια κυπελλοειδής κοιλότητα.

Τα ηλεκτρόνια που διέρχονται από το κύκλωμα συνήθως δεν μπορούν να εγκαταλείψουν τον αγωγό και να εισέλθουν σε ελεύθερο χώρο. Ωστόσο, μπορούν να το κάνουν αν έχουν αρκετή ενέργεια. Στη διαδικασία που είναι γνωστή ως θερμοιονική εκπομπή, χρησιμοποιείται θερμότητα για την εξαγωγή ηλεκτρονίων από την κάθοδο. Αυτό γίνεται εφικτό όταν η πίεση στον εκκενωμένο σωλήνα ακτίνων Χ φθάνει τα 10 ^-6 -10 ^-7 mm Hg. Art. Το νήμα θερμαίνεται με τον ίδιο τρόπο όπως το νήμα της λυχνίας πυρακτώσεως όταν το ρεύμα ρέει μέσα από αυτό. Το έργο του σωλήνα ακτίνων Χ συνοδεύεται από τη θέρμανση της καθόδου στη θερμοκρασία φωταύγειας με την αντικατάσταση μερικών από τα ηλεκτρόνια από τη θερμική ενέργεια από αυτήν.

Κύλινδρος

Η άνοδος και η κάθοδος περιέχονται σε ένα σφραγισμένο περίβλημα. Το μπαλόνι και το περιεχόμενό του ονομάζονται συχνά ένθετα που έχει περιορισμένη διάρκεια ζωής και μπορεί να αντικατασταθεί. Οι ακτίνες Χ έχουν κυρίως γυάλινους βολβούς, αν και για μερικές εφαρμογές χρησιμοποιούνται μεταλλικοί και κεραμικοί κύλινδροι.

Η κύρια λειτουργία του κυλίνδρου είναι η στήριξη και η μόνωση της άνοδος και της καθόδου και η διατήρηση κενού. Η πίεση στον εκκενωμένο σωλήνα ακτίνων Χ στους 15 ° C είναι ^1,2.10-3 Pa. Η παρουσία αερίων στον κύλινδρο θα επιτρέπει την ελεύθερη ροή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω της συσκευής και όχι μόνο υπό τη μορφή δέσμης ηλεκτρονίων.

Στέγαση

Η συσκευή σωλήνα ακτίνων Χ είναι τέτοια ώστε, εκτός από το φράκτη και το στήριγμα άλλων εξαρτημάτων, το περίβλημα του να χρησιμεύει ως ασπίδα και να απορροφά την ακτινοβολία, εκτός από μια χρήσιμη δέσμη που διέρχεται από το παράθυρο. Η σχετικά μεγάλη εξωτερική του επιφάνεια διαχέει μεγάλο μέρος της θερμότητας που παράγεται μέσα στη συσκευή. Ο χώρος ανάμεσα στο σώμα και το ένθετο γεμίζει με λάδι, παρέχοντας μόνωση και ψύξη του.

Αλυσίδα

Το ηλεκτρικό κύκλωμα συνδέει τον σωλήνα με μια πηγή ενέργειας, η οποία ονομάζεται γεννήτρια. Η πηγή λαμβάνει ενέργεια από το δίκτυο και μετατρέπει το εναλλασσόμενο ρεύμα σε σταθερό. Η γεννήτρια σας επιτρέπει επίσης να ρυθμίσετε μερικές παραμέτρους του κυκλώματος:

• KV - τάση ή ηλεκτρικό δυναμικό.
• Το ΜΑ είναι το ρεύμα που ρέει μέσω του σωλήνα.
• S - διάρκεια ή χρόνος έκθεσης, σε κλάσματα του δευτερολέπτου.

Η αλυσίδα εξασφαλίζει την κίνηση των ηλεκτρονίων. Φορτίζονται με ενέργεια, διέρχονται από τη γεννήτρια και την δίνουν στην άνοδο. Καθώς κινούνται, υπάρχουν δύο μετασχηματισμοί:

• Η δυνητική ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια.
• Η κινητική, με τη σειρά της, μετατρέπεται σε ακτινοβολία ακτίνων Χ και θερμότητα.

Δυναμικό

Όταν τα ηλεκτρόνια εισέρχονται στη φιάλη, έχουν δυνητική ηλεκτρική ενέργεια, η ποσότητα της οποίας καθορίζεται από την τάση KV μεταξύ της ανόδου και της καθόδου. Ο σωλήνας ακτίνων Χ λειτουργεί υπό τάση, για να δημιουργήσει 1 KV από το οποίο κάθε σωματίδιο θα έχει 1 keV. Ρυθμίζοντας το KV, ο χειριστής εκχωρεί σε κάθε ηλεκτρόνιο μια ποσότητα ενέργειας.

Κινητική

Η χαμηλή πίεση στον εκκενωμένο σωλήνα ακτίνων Χ (στους 15 ° C είναι 10 ^-6 -10 ^-7 mm Hg) επιτρέπει στα σωματίδια να διαφεύγουν από την κάθοδο στην άνοδο υπό την επίδραση της θερμικής εκπομπής και της ηλεκτρικής δύναμης. Αυτή η δύναμη τα επιταχύνει, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση της ταχύτητας και της κινητικής ενέργειας και μείωση της δυνητικής ενέργειας. Όταν ένα σωματίδιο χτυπά την άνοδο, το δυναμικό της χάνεται και όλη η ενέργεια της πηγαίνει στην κινητική ενέργεια. Ένα ηλεκτρόνιο 100 keV φτάνει μια ταχύτητα που υπερβαίνει τη μισή ταχύτητα του φωτός. Με την επιτάχυνση της επιφάνειας, τα σωματίδια επιβραδύνουν πολύ γρήγορα και χάνουν την κινητική τους ενέργεια. Μετατρέπεται σε ακτινογραφίες ή θερμότητα.

Τα ηλεκτρόνια έρχονται σε επαφή με τα μεμονωμένα άτομα του υλικού ανόδου. Η ακτινοβολία παράγεται όταν αλληλεπιδρά με τα τροχιακά (φωτόνια ακτίνων Χ) και με τον πυρήνα (bremsstrahlung).

Δύναμη επικοινωνίας

Κάθε ηλεκτρόνιο στο εσωτερικό του ατόμου έχει κάποια δεσμευτική ενέργεια, η οποία εξαρτάται από το μέγεθος του τελευταίου και από το επίπεδο στο οποίο βρίσκεται το σωματίδιο. Η ενέργεια δέσμευσης παίζει σημαντικό ρόλο στη δημιουργία χαρακτηριστικής ακτινοβολίας ακτίνων Χ και είναι απαραίτητη για την απομάκρυνση του ηλεκτρονίου από το άτομο.

Bremsstrahlung

Η ακτινοβολία πέδησης παράγει τον μεγαλύτερο αριθμό φωτονίων. Τα ηλεκτρόνια που διεισδύουν στο υλικό ανόδου και περνούν κοντά στον πυρήνα εκτρέπονται και επιβραδύνονται από τη δύναμη έλξης του ατόμου. Η ενέργεια τους, που χάθηκε κατά τη διάρκεια αυτής της συνάντησης, εμφανίζεται με τη μορφή ενός φωτονίου ακτίνων Χ.

Φάσμα

Μόνο μερικά φωτόνια έχουν ενέργεια κοντά στην ενέργεια των ηλεκτρονίων. Τα περισσότερα από αυτά είναι χαμηλότερα. Υποθέστε ότι υπάρχει ένας χώρος, ή ένα πεδίο, που περιβάλλει τον πυρήνα, στον οποίο τα ηλεκτρόνια βιώνουν τη δύναμη της "αναστολής". Αυτό το πεδίο μπορεί να χωριστεί σε ζώνες. Αυτό δίνει στο πεδίο πυρήνα έναν στόχο με ένα άτομο στο κέντρο. Ένα ηλεκτρόνιο που πλήττει οποιοδήποτε σημείο του στόχου υφίσταται επιβράδυνση και παράγει ένα φωτόνιο ακτίνων Χ. Τα σωματίδια που έρχονται πιο κοντά στο κέντρο εκτίθενται στο μεγαλύτερο αντίκτυπο και, ως εκ τούτου, χάνουν το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας, παράγοντας τα πιο υψηλής ενέργειας φωτόνια. Τα ηλεκτρόνια που εισέρχονται στις εξωτερικές ζώνες έχουν ασθενέστερες αλληλεπιδράσεις και δημιουργούν ποσοτικά με χαμηλότερη ενέργεια. Αν και οι ζώνες έχουν το ίδιο πλάτος, έχουν διαφορετικές περιοχές, ανάλογα με την απόσταση από τον πυρήνα. Δεδομένου ότι ο αριθμός των σωματιδίων που πέφτουν σε μια δεδομένη ζώνη εξαρτάται από τη συνολική έκταση της, είναι προφανές ότι οι εξωτερικές ζώνες δεσμεύουν περισσότερα ηλεκτρόνια και δημιουργούν περισσότερα φωτόνια. Σύμφωνα με αυτό το μοντέλο, είναι δυνατόν να προβλεφθεί το ενεργειακό φάσμα της ακτινοβολίας ακτίνων Χ.

Το _{Emax των} φωτονίων του θεμελιώδους φάσματος bremsstrahlung αντιστοιχεί στο _{Emax των} ηλεκτρονίων. Κάτω από αυτό το σημείο, με μείωση της ενέργειας των κβάντων, ο αριθμός τους αυξάνεται.

Ένας σημαντικός αριθμός φωτονίων με χαμηλές ενέργειες απορροφώνται ή φιλτράρονται, καθώς προσπαθούν να περάσουν από την επιφάνεια ανόδου, το παράθυρο σωλήνα ή το φίλτρο. Η διήθηση εξαρτάται κατά κανόνα από τη σύνθεση και το πάχος του υλικού μέσω του οποίου περνά η δέσμη, που καθορίζει την τελική μορφή της καμπύλης χαμηλής ενέργειας του φάσματος.

Επίδραση του KV

Το τμήμα υψηλής ενέργειας του φάσματος προσδιορίζει την τάση στους σωλήνες ακτίνων Χ kV (kilovolt). Αυτό οφείλεται στο ότι καθορίζει την ενέργεια των ηλεκτρονίων που φθάνουν στην άνοδο και τα φωτόνια δεν μπορούν να έχουν μεγαλύτερο δυναμικό από αυτό. Με ποια τάση λειτουργεί ο σωλήνας ακτίνων Χ; Η μέγιστη ενέργεια φωτονίων αντιστοιχεί στο μέγιστο εφαρμοζόμενο δυναμικό. Αυτή η τάση μπορεί να ποικίλει κατά την έκθεση λόγω του ρεύματος AC. Σε αυτή την περίπτωση, το E _{max του} φωτονίου καθορίζεται από την τάση κορυφής της περιόδου ταλάντωσης KV _p .

Εκτός από τις δυνατότητες των κβάντων, το KV _p καθορίζει την ποσότητα της ακτινοβολίας που παράγεται από έναν δεδομένο αριθμό ηλεκτρονίων που εισέρχονται στην άνοδο. Δεδομένου ότι η συνολική αποτελεσματικότητα του bremsstrahlung αυξάνεται λόγω της αύξησης της ενέργειας των ηλεκτρονίων βομβαρδισμού, η οποία καθορίζεται από την KV _p , προκύπτει ότι το KV _p επηρεάζει την απόδοση της συσκευής.

Η αλλαγή σε KV _p , κατά κανόνα, αλλάζει το φάσμα. Η συνολική έκταση κάτω από την ενεργειακή καμπύλη είναι ο αριθμός των φωτονίων. Χωρίς φίλτρο, το φάσμα είναι ένα τρίγωνο και η ποσότητα της ακτινοβολίας είναι ανάλογη προς το τετράγωνο του KV. Με την παρουσία ενός φίλτρου, η αύξηση της KV αυξάνει επίσης τη διείσδυση των φωτονίων, πράγμα που μειώνει το ποσοστό της φιλτραρισμένης ακτινοβολίας. Αυτό οδηγεί σε αύξηση της απόδοσης ακτινοβολίας.

Χαρακτηριστική ακτινοβολία

Ο τύπος αλληλεπίδρασης που παράγει χαρακτηριστική ακτινοβολία συνεπάγεται τη σύγκρουση ηλεκτρονίων υψηλής ταχύτητας με τροχιακά. Η αλληλεπίδραση μπορεί να συμβεί μόνο όταν το εισερχόμενο σωματίδιο έχει Ε _σε μεγαλύτερη από την ενέργεια δέσμευσης στο άτομο. Όταν πληρούται αυτή η συνθήκη και συμβεί μια σύγκρουση, το ηλεκτρόνιο χτυπά έξω. Αυτό αφήνει μια κενή θέση γεμάτη με ένα σωματίδιο υψηλότερου επιπέδου ενέργειας. Καθώς κινείται η κίνηση, το ηλεκτρόνιο εκπέμπει την ενέργεια που εκπέμπεται με τη μορφή ενός κβαντικού ακτίνων Χ. Αυτό ονομάζεται χαρακτηριστική ακτινοβολία, αφού το φωτόνιο Ε είναι χαρακτηριστικό του χημικού στοιχείου από το οποίο κατασκευάζεται η άνοδος. Για παράδειγμα, όταν ένα ηλεκτρόνιο του K-επιπέδου του βολφραμίου χτυπηθεί με _{δεσμούς} Ε = 69,5 keV, η κενή θέση γεμίζεται με ένα ηλεκτρόνιο από το επίπεδο L με _{δεσμούς} Ε = 10,2 keV. Το χαρακτηριστικό φωτόνιο ακτίνων Χ έχει ενέργεια ίση με τη διαφορά μεταξύ αυτών των δύο επιπέδων ή 59,3 keV.

Στην πραγματικότητα, αυτό το υλικό ανόδου οδηγεί στην εμφάνιση ενός αριθμού χαρακτηριστικών ενεργειών ακτίνων Χ. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα ηλεκτρόνια σε διαφορετικά επίπεδα ενέργειας (K, L, κ.λπ.) μπορούν να χτυπήσουν με βομβαρδισμό σωματιδίων και οι κενές θέσεις να γεμίσουν από διαφορετικά επίπεδα ενέργειας. Παρά το γεγονός ότι η πλήρωση των κενών θέσεων του επιπέδου L δημιουργεί φωτόνια, οι ενέργειές τους είναι πολύ μικρές για χρήση στη διαγνωστική απεικόνιση. Σε κάθε χαρακτηριστική ενέργεια δίδεται μια ονομασία που υποδεικνύει το τροχιακό στο οποίο σχηματίστηκε μια κενή θέση, με ένα δείκτη που υποδεικνύει την πηγή της πλήρωσης ηλεκτρονίων. Ο δείκτης άλφα (α) δείχνει την πλήρωση του ηλεκτρονίου από το επίπεδο L και η βήτα (β) δείχνει την πλήρωση από το επίπεδο Μ ή Ν.

• Φάσμα του βολφραμίου. Η χαρακτηριστική ακτινοβολία αυτού του μετάλλου παράγει ένα γραμμικό φάσμα που αποτελείται από αρκετές διακεκριμένες ενέργειες και το bremsstrahlung δημιουργεί μια συνεχή κατανομή. Ο αριθμός των φωτονίων που δημιουργούνται από κάθε χαρακτηριστική ενέργεια διαφέρει επειδή η πιθανότητα πλήρωσης κενής θέσης K εξαρτάται από την τροχιά.
• Το φάσμα του μολυβδαινίου. Οι ανόδους από αυτό το μέταλλο που χρησιμοποιούνται για μαστογραφία παράγουν δύο πολύ έντονες χαρακτηριστικές ενεργότητες ακτίνων Χ: Κ-άλφα στα 17,9 keV και Κ-βήτα στα 19,5 keV. Το βέλτιστο φάσμα των σωλήνων ακτίνων Χ, το οποίο καθιστά δυνατή την επίτευξη της καλύτερης ισορροπίας μεταξύ δόσης ακτινοβολίας και ακτινοβολίας για μεσαίου μεγέθους στήθος, επιτυγχάνεται σε _Ef = 20 keV. Ωστόσο, το bremsstrahlung παράγεται από τις υψηλές ενέργειες. Στον εξοπλισμό μαστογραφίας, χρησιμοποιείται ένα φίλτρο μολυβδαινίου για την απομάκρυνση του ανεπιθύμητου τμήματος του φάσματος. Το φίλτρο λειτουργεί στην αρχή "Κ-άκρη". Απορροφά την ακτινοβολία που υπερβαίνει τη δεσμευτική ενέργεια των ηλεκτρονίων στο επίπεδο Κ του ατόμου του μολυβδαινίου.
• Το φάσμα του ροδίου. Το ρόδιο έχει ατομικό αριθμό 45 και το μολυβδαίνιο έχει 42. Ως εκ τούτου, η χαρακτηριστική ακτινοβολία ακτίνων Χ της ανόδου ροδίου θα έχει ελαφρώς υψηλότερη ενέργεια από αυτή του μολυβδενίου και πιο διεισδυτική. Αυτό χρησιμοποιείται για τη λήψη εικόνων πυκνού στήθους.

Οι ανόδους με περιοχές διπλής επιφάνειας, το μολυβδαίνιο-ρόδιο, επιτρέπουν στον χειριστή να επιλέξει μια διανομή βελτιστοποιημένη για μαστικούς αδένες διαφορετικών μεγεθών και πυκνοτήτων.

Επίδραση της KV στο φάσμα

Η τιμή του KV επηρεάζει έντονα τη χαρακτηριστική ακτινοβολία, αφού δεν θα παραχθεί εάν το KV είναι μικρότερο από την ενέργεια των ηλεκτρονίων του επιπέδου Κ. Όταν το KV υπερβαίνει αυτό το όριο, η ποσότητα της ακτινοβολίας είναι συνήθως ανάλογη της διαφοράς μεταξύ του σωλήνα KV και του κατωφλίου KV.

Το ενεργειακό φάσμα των φωτονίων ακτίνων Χ που εκπέμπονται από το όργανο καθορίζεται από διάφορους παράγοντες. Κατά κανόνα, αποτελείται από κβάντα bremsstrahlung και χαρακτηριστική αλληλεπίδραση.

Η σχετική σύνθεση του φάσματος εξαρτάται από το υλικό ανόδου, KV και το φίλτρο. Σε ένα σωλήνα με ένα χαρακτηριστικό εκπομπής ανόδου βολφραμίου δεν σχηματίζεται σε KV <69,5 keV. Σε υψηλότερες τιμές του HF που χρησιμοποιείται σε διαγνωστικές μελέτες, χαρακτηριστική ακτινοβολία αυξάνει τη συνολική ακτινοβολία στο 25%. Οι συσκευές μολυβδαίνιο μπορεί να φτάσει ένα μεγάλο μέρος του συνολικού δυναμικού παραγωγής.

αποδοτικότητα

Μόνο ένα μικρό μέρος της ενέργειας που παρέχουν τα ηλεκτρόνια μετατρέπεται σε ακτινοβολία. Το κύριο κλάσμα απορροφάται και μετατρέπεται σε θερμότητα. απόδοση ακτινοβολίας ορίζεται ως το κλάσμα των συνολικών ακτινοβολούμενη ισχύς από το γενικό ηλεκτρικό μεταδίδεται ανόδου. Οι παράγοντες που καθορίζουν την αποτελεσματικότητα του σωλήνα ακτίνων Χ που εφαρμόζεται KV τάσης και ατομικό αριθμό Ζ Η κατά προσέγγιση αναλογία από τα ακόλουθα:

• Αποδοτικότητα = KV χ Ζ χ 10 ^-6.

Η σχέση μεταξύ αποτελεσματικότητας και KV έχει μια συγκεκριμένη επίδραση στην πρακτική χρήση του εξοπλισμού ακτίνων Χ. Λόγω της δημιουργίας θερμότητας του σωλήνα έχουν ένα όριο στον αριθμό των ηλεκτρικής ενέργειας που μπορεί να διαλύσει. Επιβάλλει την ικανότητα του ορίου συσκευής. Με την αύξηση της KV, ωστόσο, η ποσότητα της ακτινοβολίας που παράγεται από ένα από θερμότητα αυξάνει σημαντικά.

Η εξάρτηση της αποτελεσματικότητας της γενιάς ακτίνων Χ για τη σύνθεση της ανόδου είναι μόνο ακαδημαϊκού ενδιαφέροντος, επειδή τις περισσότερες συσκευές που χρησιμοποιούνται βολφράμιο. Μια εξαίρεση είναι το μολυβδαίνιο και το ρόδιο, που χρησιμοποιούνται στην μαστογραφία. Αποτελεσματικότητα των συσκευών αυτών είναι σημαντικά χαμηλότερο για βολφραμίου λόγω των χαμηλότερων ατομικό αριθμό τους.

αποτελεσματικότητα

Αποδοτικότητα σωλήνα ακτίνων Χ ορίζεται ως η ποσότητα της ακτινοβολίας millirentgenah παραδίδεται σε ένα σημείο στο κέντρο της ωφέλιμης ακτίνας σε απόσταση 1 m από το εστιακό σημείο για κάθε 1 mAs ηλεκτρόνια που διέρχεται μέσα από τη συσκευή. Η αξία της αντιπροσωπεύει την ικανότητα της συσκευής να μετατρέπει την ενέργεια των φορτισμένων σωματιδίων στην ακτινοβολία ακτίνων-Χ. Σας επιτρέπει να καθοριστεί η έκθεση του ασθενή, και το στιγμιότυπο. Όπως αποδοτικότητα, αποτελεσματικότητα της συσκευής εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένου KV, τη μορφή κύματος τάσης, το υλικό της ανόδου και το βαθμό της βλάβης επιφάνειας στη συσκευή φίλτρου και τη στιγμή της χρήσης.

KV-διαχείριση

Τάση KV σωλήνα ακτίνων Χ ελέγχει αποτελεσματικά την ακτινοβολία εξόδου. Κατά κανόνα, θεωρείται ότι η παραγωγή είναι ανάλογη με το τετράγωνο της KV. Διπλασιασμός έκθεσης KV αυξάνει 4 φορές.

κυματομορφή

Η κυματομορφή περιγράφει τη μέθοδο με την οποία KV μεταβάλλεται με το χρόνο κατά τη διάρκεια της δημιουργίας της ακτινοβολίας λόγω της κυκλικής φύσης της δύναμης. Μεταχειρισμένα πολλές διαφορετικές κυματομορφές. Η γενική αρχή είναι: όσο μικρότερη είναι η αλλαγή στην KV σχήμα, η ακτινοβολία ακτίνων Χ παράγεται αποδοτικά. Ο σύγχρονος εξοπλισμός που χρησιμοποιείται γεννήτριες με σχετικά σταθερή KV.

σωλήνες ακτίνων Χ: Κατασκευαστές

Oxford Instruments Company κατασκευάζει διάφορες συσκευές, συμπεριλαμβανομένων γυαλί, ισχύς έως 250 W, 4-80 δυναμικό kV, τα εστιακό σημείο 10 μικρά και ένα ευρύ φάσμα των υλικών ανόδου, t. H. Ag, Αυ, Co, Cr, Cu, Fe, Μο, Pd, Rh, Ti, W.

Varian προσφέρει πάνω από 400 διαφορετικοί τύποι ιατρικών και βιομηχανικών σωλήνες ακτίνων Χ. Άλλοι γνωστοί παραγωγοί είναι Dunlee, GE, Philips, Shimadzu, Siemens, Toshiba, ΙΑΕ, Hangzhou Wandong, Kailong et αϊ.

Στη Ρωσία παράγονται σωλήνες ακτίνων Χ «Σβετλάνα-Roentgen». Εκτός από τις παραδοσιακές συσκευές με περιστρεφόμενες και σταθερές εταιρεία ανόδου κατασκευάζει συσκευές της ψυχρής καθόδου φωτεινή ροή ελέγχεται. Οφέλη από τις ακόλουθες συσκευές:

• εργάζονται σε μια συνεχή και παλμό τρόπους?
• απουσία της αδράνειας?
• ρυθμίζουν την ένταση του ρεύματος LED?
• καθαρότητα φάσματος?
• η δυνατότητα ακτίνων Χ ακτινοβολία ποικίλης έντασης.