5.2 Рентгеновская трубка

Рентгеновская трубка (рис. 5.7) представляет собой высоковольтный электровакуумный прибор с двумя электродами: катодом и анодом. Рентгеновские лучи возникают в результате резкого торможения быстродвижущихся электронов об анод рентгеновской трубки.

1 - катод; 2 – фокусирующий электрод; 3 - анод; 4 – стеклянный баллон.

Рис. 5.7 Строение рентгеновской трубки

Электроны разгоняются сильным электрическим полем, которое создается высоким напряжением, приложенным между электродами (~ 10…100 кВ). По способу получения свободных электронов различают два основных класса рентгеновских трубок: ионные трубки и электронные трубки. В ионных трубках свободные электроны получаются в результате ионизации разреженного газа между электродами трубки при давлении порядка 1—0,1 Па (10^-2 …10 ^-3 мм рт. ст.).

В электронных трубках для получения свободных элек­тронов используется явление термоэлектронной эмиссии в высоком вакууме при давлении порядка 10^-4–10^{- 5} Па (10^-6 … 10^-7 мм рт. ст.).

Катод электронной рентгеновской трубки имеет вольфрамовую нить, которая накаливается электрическим током и служит источником свободных электронов. В современных рентгеновских аппаратах применяются исключительно электронные трубки, как правило, запаянные. В некоторых случаях используются разборные трубки, работающие с вакуумным насосом.[5.2]

5.3 Рентгеновский аппарат

Основным устройством рентгеновского аппарата является блок, обеспечивающий режим работы рентгеновской трубки.

Общий вид блока рентгеновского излучателя с рентгеновской трубкой представлен на рис.5.8.

Основными узлами блока являются: высоковольтный трансформатор, умножитель высокого напряжения, генератор накала. Защитный кожух обеспечивает защиту от высокого на­пряжения, а также исходящих рентгеновских лучей.

Рис. 5.8 Рентгеновский излучатель

Длины волн спектральных линий K-серий (нм) для ряда анодных материалов приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1 Длины волн спектральных линий K-серий (нм)

	Kα	Kα₁	Kα₂	Kβ₁	Kβ₂
Fe	0,193735	0,193604	0,193998	0,17566	0,17442
Cu	0,154184	0,154056	0,154439	0,139222	0,138109
Ag	0,0560834	0,0559363	0,0563775
Cr	0,2291	0,22897	0,229361
Co	0,179026	0,178897	0,179285
Mo	0,071073	0,07093	0,071359
W	0,0210599	0,0208992	0,0213813
Zr		0,078593	0,079015	0,070173	0,068993
Ni		0,165791	0,166175	0,15001	0,14886

Рентгеновское излучение можно получать также и на ускорителях заряженных частиц. Так называемое синхротронное излучение возникает при отклонении пучка частиц в магнитном поле, в результате чего они испытывают ускорение в направлении, перпендикулярном их движению. Синхротронное излучение имеет сплошной спектр с верхней границей. При соответствующим образом выбранных параметрах (величина магнитного поля и энергия частиц) в спектре синхротронного излучения можно получить и рентгеновские лучи.

Биологическое действие излучения заключается в нарушении жизнедеятельности особенно быстро размножающихся клеток. Очень жесткое рентгеновское излучение (с энергией фотонов примерно 10 МэВ) используется для разрушения раковых клеток, находящихся глубоко внутри тела. Для уменьшения повреждений здоровых окружающих тканей пучок вращается вокруг пациента таким образом, чтобы под его воздействием все время оставалась только поврежденная область.