Рентгеновская трубка

Назначением рентгеновской трубки является генерация рентгеновских лучей. По сути своей она является двухэлектродным электровакуумным прибором — диодом.

Существуют разные конструкции рентгеновских трубок, но почти все они имеют типовую электронную схему. В классическом исполнении трубка представляет собой стеклянную колбу определённой формы, в которую впаяны металлические электроды: катод и анод.

Катодом служит вольфрамовая спираль, подключённая к накальной цепи источника тока и заключённая в фокусирующее устройство, которое и формирует поток электронов.

Анод выполняется из меди и делается достаточно массивным для обеспечения хорошего теплообмена. Та часть анода, которая обращена к катоду, имеет косой срез под острым углом 45° – 70°. В центре скошенного среза закрепляется вольфрамовая мишень с фокусным пятном анода, на которой происходит генерация рентгеновского излучения.

Процесс генерации рентгеновского излучения.

При включении тока накала спираль катода разогревается, при этом вокруг неё образуется облако свободных электронов; чем больше напряжение, тем выше температура нагрева, тем плотнее облако.

При подаче на электроды трубки высокого напряжения — порядка десятков и сотен киловольт — проявляется свойство разноимённых зарядов притягиваться друг к другу. В результате отрицательно заряженные электроны с большой скоростью устремляются к положительному аноду. Чем выше анодное напряжение, тем больше скорость электронного пучка.

Достигнув фокусного пятна, электроны резко тормозятся на нём, и их кинетическая энергия преобразуется в «лучи торможения», что и является рентгеновским излучением. На данное явление впервые обратил внимание немецкий учёный В. К. Рентген в результате эксперимента.

Изобретение рентгена датируется 8 ноября 1895 года, когда В. К. Рентген, проводя опыты с катодной трубкой, случайно обнаружил таинственные лучи, которые он назвал X-лучами. В том же году им была создана первая в мире газовая трубка ионного типа. Впоследствии трубки, генерирующие X-лучи, и сами лучи назвали в честь учёного - рентгеновскими.

Типы рентгеновских трубок

К настоящему времени разработано большое количество видов рентгеновских трубок в соответствии с условиями их эксплуатации. Они различаются:

• по типу получения электронной эмиссии — с подогреваемым или холодным катодом;
• по типу излучения — непрерывное или импульсное;
• по способу охлаждения анода — воздушное, масляное, водяное;
• по типу анода — вращающийся или неподвижный;
• по конструкции баллона — стеклянные или металлокерамические;
• по размерам фокусного пятна и другим параметрам.

Применение

Рентгеновские трубки широко применяются:

• в средствах неразрушающего радиографического контроля — дефектоскопия.
• в научных исследованиях — структурный анализ, спектральный анализ;
• в медицине — диагностика, рентгенотерапия;
• в рентгеновской микроскопии;
• в микро рентгенографии;