Wéi maachen ech Röntgenröhren?

X-Strahlen gi vun Ëmwandlung vun der Energie vun der Elektronepueren zu photons generéiert, deen am eraus X-Ray existeiert. Quantitéit (aussetzt) an Qualitéit (Spektrum) Stralung kann duerch Änneren déi aktuell, Volt an Zäit vun der Instrument ugepasst ginn.

Prinzip vun der Operatioun

X-Ray iech (photo am Artikel kritt) sinn Energie converters. Si kréien et aus dem Netz an Euroen aner Formen - andeems Stralung an Hëtzt, dësen ass eng well byproduct. X-Ray eraus Apparat esou datt et der Produktioun vun photons Dr. an dissipates der Hëtzt wéi séier wéi méiglech.

D'eraus ass eng relativ einfach Apparat, typesch mat zwou fundamental Elementer - e cathode an eng Anode. Wann aktuell aus der cathode dem Anode leeft, verléieren der Elektronepueren Energie, déi vun X-Strahlen bis de Generatioun féiert.

Anode

D'Anode ass eng Komponent, Hellef der Emissioun vun héich-Energie photons produzéiert. Dëst ass eng relativ massive Metal Element déi zu der positiv Pole vun der elektresch Circuit verbonne ass. Et huet zwee Haaptgrënn Funktiounen:

• Et där den Elektronen Energie an X-Ray Stralung,
• Et dissipates Hëtzt.

D'Material fir d'Anode ass ausgewielt dës Funktiounen ze verbesseren.

Meeschter um Elektronepueren soll Idealfall, Form eng héich-Energie photons, amplaz Hëtzt. Verhältnis vun Ganzen Energie, déi an X-Stralung (COP) ëmgerechent ass hänkt vun zwee Facteuren:

• atomarer Zuel (Z) vun der Anode Material,
• Elektronen Energie.

Am meeschte x-Ray iech als Material vun der Anode benotzt Wolfram, deem atomarer Zuel bis 74. Zousätzlech zu de grousse Z selwecht ass, huet dës Metal verschidden aner Charakteristiken déi et fir dës Zweck gëeegent maachen. Wolfram ass eenzegaarteg a senger Fähegkeet Kraaft ze erhalen, wann gehëtzt, eng héich Schmelze Punkt huet an engem niddregen Taux Ausnam.

Fir vill Joren, ass d'Anode vun reng Wolfram feieren. An de leschte Joren ugefaangen mir dës Metal durchgang mat Rhenium ze benotzen, mee just op der Uewerfläch. Self Anode ënnert dem Wolfram-Rhenium kann een vun Liicht Material, gutt Hëtzt-Stockage feieren. Zwou esou Substanze sinn Molybdän an GRAPHITE.

D'X-Ray eraus fir mammography benotzt, ass mat der Anode, Beschichtete mat Molybdän feieren. Dëst Material huet eng Mëttelstuf atomarer Zuel (Z = 42), déi photons mat charakteristesche Energie, gëeegent fir Opnahmen Këscht generéiert. Puer mammography Apparater hunn och eng zweet Anode, geformt aus Rhodium (Z = 45). Dëst mécht et méiglech Kräfte méi an méi grouss Pénétratioun fir dichten Broscht erreechen.

D'Benotzung vun Wolfram-Rhenium durchgang verbessert der laangfristeg Stralung Wasserstoff - mat Zäit Effizienz Apparater mat Anode aus reng Wolfram ass wéinst thermesch Schued un der Uewerfläch reduzéiert.

Meeschter um Anode huet d'Form vun der misse discs an de Motor Aarsch fix, déi hinnen um relativ héich doud op der Zäit vun der Emissioun vun X-Strahlen rotéiert. Den Zweck vun der Rotatioun - d'Ewechhuele vun Hëtzt.

Mann Plaz

D'X-Ray Generatioun Deel net de ganze Anode. Et geschitt an engem klengen Deel vu senger Uewerfläch - den Armstrong Plaz. Dimensiounen lescht sech Gréisst vun den Elektronen hëlze vum cathode nächste. An der Majoritéit vun et e véiereckege Form individuell bannent 0.1-2 mm Apparaten huet.

Der x-Ray eraus Design mat enger bestëmmter Gréisst vun den Armstrong Plaz. Déi kleng et ass, d'Weeër geleet manner Blur an héich laang, a wat ass méi, déi besser Hëtzt dissipation.

Mann Plaz Gréisst ass e Faktor datt considéréiert ginn muss, wann den X-Ray eraus ausgesicht. Producteure produzéiere Apparater mat klenge Mann Plaz, wou et néideg héich Opléisung a kleng genuch Stralung ze erreechen. Zum Beispill, ass et an der Etude vun klengen an delikat Deeler vum Kierper wéi an mammography néideg.

D'X-Ray eraus produzéiere haaptsächlech Armstrong Flecken mat zwou Gréissten - grouss a kleng, wat vun de Bedreiwer am Aklang mat der Bild administrativ Prozedur ausgewielt ginn.

cathode

D'Haaptrei Funktioun vun der cathode - Elektronepueren ze generéieren an hinnen an engem dem Anode ënner hëlze sammelt. Et besteet meeschtens vun engem klenge Scholdenspiral Drot (Filament) an enger Coupe-gebuerene gemach Ënnerbewosstsinn.

Elektronepueren duerch de Parcours laanschtgoungen kann net normalerweis den Dirigent verloossen an engem fräie Raum verlooss. Mä si kann et maachen, wann se genuch Energie kréien. An engem Prozess als thermesch Emissioun bekannt, benotzt d'Hëtzt der Elektronepueren vum cathode zu Récktrëtt. Dëst gëtt méiglech, wann den Drock an engem evakuéiert x-Ray eraus erreecht 10 ^-6 -10 ^-7 Torr. Art. D'Da muss een ass an déi selwecht Manéier wéi eng Scholdenspiral Filament Sonneluucht gehëtzt vun engem aktuellen weess laanschtgoungen. Aarbecht cathode Ray eraus ass vun Heizung op eng Temperatur luminescence Verleeen thermesch Energie therefrom der Elektronepueren begleet.

Ballon

losen - D'Anode an cathode sinn an engem zouene Wunneng aus. De Ballon an hir Inhalter sinn dacks als opginn Éieren, déi eng limitéiert Liewen huet an ersat ginn. Der x-Ray eraus hu meeschtens e Glas ett, obwuel Metal a Keramik Rechtssécherheet fir den Dokter fir verschidde Programmer benotzt.

D'Haaptrei Funktioun ass de Container an Isolatioun ze Ënnerstëtzung vun der Anode an der cathode, ënnerhalen Staubsauger. Den Drock am evakuéiert x-Ray eraus bei 15 ° C ass 1,2 × 10 ^-3 pa. D'Präsenz vu Gas am Tank géif erlaben Stroum fräi duerch den Apparat ze Flux, net nëmmen an der Form vun engem Elektronen hëlze.

Wunneng

X-Ray eraus Staatsapparat esou datt, nieft dem Gebai an Ënnerstëtzung vun aneren Deeler, déngt et als Schëld Kierper an absorbéiert der Stralung, ausser fir d'nëtzlech hëlze duerch d'Fënster laanschtgoungen. Seng relativ grouss externen Uewerfläch dissipates Meeschter vun der Hëtzt am Apparat generéiert. Der Plaz tëscht dem Réibau an der opginn ass mat Ueleg gefëllt dass et Isolatioun a kille gëtt.

Kette

Déi elektresch Circuit verbënnt den Telefon zu engem Muecht Quell, déi engem Generator genannt ass. Source ass aus dem Reseau ugedriwwen an där d'ofwiesselnd aktuell aktuell ze direkten. D'Generator erlaabt och dir e puer Parameteren vun der Ketten ze ajustéieren:

• KV - Volt oder elektresch Potential;
• MA - aktuell déi duerch d'eraus leeft;
• S - Dauer oder aussetzt Zäit, an ufale vun enger zweeter.

De Parcours gëtt d'Bewegung vun Elektronepueren. Si mat Energie gelueden, duerch d'Generator laanschtgoungen, a ginn et fir de Anode. Wéi hir Bewegung geschitt zwou Fraen:

• elektresch potentiell Energie ass an kinetescher Energie herrlech;
• kinetescher, ass am Tour, an X-Ray Stralung an Hëtzt ëmgerechent.

Potential

Wann der Elektronepueren an der flask ukommen, déi se Potential elektresch Energie, déi duerch d'Quantitéit vun KV Volt tëscht dem Anode an der cathode alles ass. D'X-Ray eraus war bei engem Volt verdanken 1 KV ze generéieren, déi all ëm 1 Kev hun mussen. Vun der KV ugepasst, gëtt de Bedreiwer all Elektronen engem bestëmmte Montant vun Energie ass.

Kinetik

Niddereg Drock an engem evakuéiert x-Ray eraus (bei 15 ° C ass et 10 ^-6 -10 ^-7 Torr. V.) erlaabt der Deelchen ënnert der Aktioun vun Emissiounsniwwelen an thermionic elektresch Kraaft Emissiounen aus dem cathode dem Anode. Dës Kraaft gut iwwerstan hinnen, an huet Vitesse an kinetescher Energie a Potential eroffält doraus. Wann e ëm op d'Anode Lännereien, ass potenziellen verluer, an all seng Energie an kinetescher Energie ëmgerechent. 100-Kev Elektronen erreecht eng Vitesse grouss wéi Halschent Liichtjoer Vitesse. der Uewerfläch vun der ëm opfälleg ass Ralentissement ganz séier erof an hir kinetescher Energie verléieren. Si dréit zu X-Strahlen oder Hëtzt.

Elektronepueren kommen an Kontakt mat der individuell Atomer vun der Anode Material. Stralung entsteet duerch hir dÉxistenz orbitals (X-Ray photons), a mat engem Kär (bremsstrahlung).

bindender Energie

All Elektronen an engem Atom huet eng gewësse verbindlech Energie, déi op der Gréisst vun der Pai an den Niveau hänkt op déi ëm etabléiert ass. D'obligatoresch Energie spillt eng wichteg Roll an der Generatioun vun de charakteristesche X-Strahlen an ass waren eng Elektronen vun enger Atom ze läschen.

bremsstrahlung

Bremsstrahlung produzéiert déi gréisst Zuel vun photons. D'Elektronepueren an d'Anode Material ageréckt an den helle no Mëssverständnis, Richtung an decelerated gravitativer Kraaft Atom. Hir Energie während der Sitzung verluer schéngt an der Form vun X-Ray photon.

Gamme vu

Nëmmen e puer photons hunn eng Energie no bei der Elektronen Energie. D'Majoritéit vun hinnen ass et manner. Dovun ausgoen, datt et e Raum oder Terrain ass de Kär ronderëm, Hellef der Elektronepueren Erfahrung Kraaft "inhibition." Dësen Terrain kann an Zonen ënnerdeelt ginn. Dat gëtt engem Vue vun de Visiteure Kär vun der Zil- Atom ass am Zentrum. Elektronesch iwwerall an der Zil- hannendran ass decelerated a generéiert en X-Ray photon. Deelchen déi meeschten Zentrum falen, sinn déi meescht ausgesat an dofir am meeschten Energie verléieren, produzéiert Héich-Energie photons. Elektronepueren an de baussenzege Zone Gaang eng erliewen schwaach Interaktioun an photons vun manner Energie produzéiert. Obwuel der Géigend hunn déi selwecht Breet, datt si eng aner Géigend je der Distanz vum helle hunn. Well d'Zuel vun Deelchen Tëschefall op der Zon, op hirem Ganzen Géigend hänkt, ass et kloer dass d'externen Géigend méi Elektronepueren Fondplaz a méi photons féieren. Energie X-Ray Spektrum kann duerch dëst Modell virausgesot ginn.

E _Max photons Haaptrei bremsstrahlung Spektrum entspriechend ze E _Max Elektronepueren. Ënnert dësem Punkt, vergréissert mat falender photon Energie hir Zuel.

Eng bedeitend Zuel vu photons vun niddereg Energie absorbéiert oder Filter, nodeems se duerch d'Uewerfläch vun der Anode eraus oder Këscht FILTER zu Ugrëff Versuch. Filter ass allgemeng ofhängeg vun der Zesummesetzung a deck vun der Material duerch déi hëlze Passë, an dëst bestëmmt d'Finale Form vun der Héich-Energie Spektrum Kéier.

Afloss KV

Déi héich-Energie Deel vum Spektrum bestëmmt der Volt x-Ray iech an kV (kilovolt). Dat ass well et der Energie vun Elektronepueren Erréchen der Anode bestëmmt, an photons kann net d'Potential grouss wéi dës hunn. Ënner all Volt laafen X-Ray eraus? Déi maximal photon Energie entsprécht de Maximum applizéiert Potential. Dëst Volt kënne während aussetzt variéieren wéinst der ofwiesselnd aktuell Netz. An dësem Fall, _Max Biergspëtzten Volt E duerch photon Schwéngunge Period KV _{p alles.}

Weider potentiell quanta, bestëmmt KV _p de Montant vun Stralung vun enger bestëmmter Zuel vu Elektronepueren generéiert der Anode Erréchen. Well den Total Effizienz vun bremsstrahlung Stralung vum Zwëschefall Elektronen Energie méi fräi ass, wat KV _p alles _ass, beinhalt dat, datt de KV _p der Effizienz vun der Apparat schellt.

Operateur KV _p, ofzeänneren normalerweis de Spektrum. Ganzen Deel ënnert der Energie Kéier stellt d'Zuel vun photons. Unfiltered Spektrum ass en Dräieck, an de Montant vun Stralung zu Undeel un der Platz KV. An der Presenz vun der FILTER vergréissert och KV Erhéijung Pénétratioun vun photons, déi de Prozentsaz vun de Filter Stralung reduzéiert. Dëst féiert zu méi Stralung nozeginn.

charakteristesche Stralung

Déi Zort vun Interaktioun datt de charakteristesche Stralung generéiert regruppéiert Héich-Vitesse Kollisioun mat Sonn Elektronepueren. Interaktioun kann nëmmen Plaz huelen, wann en Deel vun _der E ëm huet méi grouss wéi d'obligatoresch Energie vun engem Atom. Wann dës Conditioun erfëllt, an et ass eng Kollisioun, ass den Elektronen Uewerschenkel eraus. Dës Blieder oppe Positioun, déi ëm eng méi héich Energie Niveau gefëllt. Wéi mir d'Elektronen gëtt Energie Emissiounen an der Form vun X-Ray photon plënneren. Et ass de charakteristesche Stralung genannt, well E der photon charakteristesche chemeschen Element ass aus deem de Anode feieren ass. Zum Beispill, wann en Elektronen ass Uewerschenkel K Wolfram Layer _Verbindung mat E = 69,5 Kev, ass de Walbezierk Zentrum mat engem Elektronen vun der L-Niveau _{Kommunikatioun} mat E = 10,2 Kev gefëllt. Charakteristesche X-Ray photon huet Energie gläich op d'Differenz tëschent deenen zwee Niveauen, oder 59,3 Kev.

An Tatsaach, féiert d'Anode Material fir eng Rei vun charakteristesche X-Ray Energien. Dëst geschitt, well Elektronepueren op verschiddene Niveauen Energie (K, L, etc.) do kann Deelchen bombarding an der Wunnraum kënnen mat enger Rei vun Energie Niveauen gefëllt ginn. Iwwerdeems de Wunnraum L-Niveau generéiert photons an hir Energien fir benotzt ze kleng sinn an Diagnostice Imaging. All charakteristesche Energie ass eng Bezeechnung entscheet déi de Bunnen bedeit, Hellef engem Walbezierk Zentrum, mat engem Index, deen eng Elektronen Quell weist néideg. Alpha (α) ADR den Index vun llt Elektronen aus L-Niveau, an Beta (β) weist d'Fëllung Niveau vun M oder N.

• Spektrum Wolfram. Charakteristesche Stralung vun der Metal produzéiert eng linear Spektrum aus puer diskret Energien an Bremsen generéiert kontinuéierlech Verdeelung. D'Zuel vun photons vun all charakteristesche Energie hunn, charakteriséiert an dass d'Wahrscheinlechkeet de Walbezierk Zentrum K-Niveau vun llt op de Bunnen hänkt.
• Spektrum Molybdän. Anodes vun dëser Metal fir mammography benotzt, produzéiere zwee genuch enorm charakteristesche x-Ray Energie: K-Alpha bei 17,9 Kev an der K-Beta op 19.5 Kev. D'optimaalt Gamme vun X-Ray iech, wat déi bescht Gläichgewiicht tëscht Géigesaz an ze erreechen erlaabt irradiation Dosis fir d'Moyenne Broscht Gréisst um E _p = 20 Kev erreecht. Ee Bremsstrahlung méi Energie produzéieren. An mammography material fir onpassend Deeler vun der Spektrum benotzt Molybdän FILTER Stoppen. D'FILTER Wierker op de Prinzip vum «K-Grenz." Et absorbéiert Stralung an iwwerschësseg Elektronen bindender Energie um Molybdän Atom K-Niveau.
• De Spektrum vun Rhodium. Rhodium huet atomarer Nummer 45, an Molybdän - Q42 Dofir, charakteristesche X-Strahlen vun engem Rhodium Anode e bësse méi héich Energie wéi dat vun Molybdän a méi andeems hunn wäert. Et ass fir Imaging dichten Broscht benotzt.

Anodes mat duebel Uewerfläch Beräicher, Molybdän, Rhodium, aktivéiert de Bedreiwer eng Verdeelung fir Broscht vun verschidden Gréisst an Dicht optimiséiert ze wielen.

Den Effet op d'Spektrum KV

KV Wäert Impakt immens charakteristesche Stralung, dh. K. Et gëtt net wann manner KV K-Energie Niveau Elektronepueren produzéiert ginn. Wann KV dëser loung Wäert méi, ass de Montant vun Stralung un der Differenz allgemeng proportional an der loung KV eraus KV.

Der Energie Spektrum vun photons vun X-Ray hëlze aus dem Apparat Emissiounen ass duerch verschidde Facteuren alles. Als Regel, besteet et vun bremsstrahlung an der charakteristesche Interaktioun.

Der relativer Zesummesetzung vum Spektrum hänkt op der Anode Material, KV an agin. Zu engem eraus mat enger Wolfram Anode Emissioun charakteristesche ass guer net KV <69,5 Kev gemaach. Op héich Wäerter vun HF zu Diagnostice Studien gebraucht, Erhéijunge charakteristesche Stralung ganzen Stralung zu 25%. D'Molybdän Apparater kann et engem groussen Deel vun den am Ganzen generéieren Kapazitéit erreecht.

Effizienz

Nëmmen e klengen Deel vun der Energie vum Elektronepueren geliwwert gëtt duerch Stralung ëmgerechent. D'Haaptrei Ëmwandlung ass absorbéiert an nees Hëtzt ëmgerechent. Stralung Effizienz ass definéiert als d'Ëmwandlung vun Ganzen Muecht ausgestraalt aus dem allgemenge elektresch Anode imparted. De Facteuren déi d'Effizienz vun der X-Ray eraus bestëmmen sinn Volt KV applizéiert an atomarer Zuel Z. der geschätzte Verhältnis vun de folgenden:

• Effizienz = KV x Z x 10 ^-6.

Der Relatioun tëscht Effizienz a KV huet eng speziell Wierkung op d'praktesch Gebrauch vun X-Ray Equipement. Wéinst der Hëtzt Generatioun vun der eraus eng Limite op der Zuel vun elektreschen Muecht hunn, datt si sech opléisen kënnen. Et drängt op der Kapazitéit vum Apparat Limite. Mat KV waarden Ee, produzéiert d'Quantitéit vun Stralung duerch eent vun Hëtzt vill vergréissert.

Der Ofhängegkeet vun der Effizienz vun der X-Ray Generatioun op d'Zesummesetzung vun der Anode ass nëmme vun akademesch interesséieren well déi meescht Apparater Wolfram benotzt. Eng Ausnam ass Molybdän an Rhodium, am mammogram benotzt. Effizienz vun dësen Apparater ass vill manner fir Wolfram wéinst hirem nidderegen atomarer Zuel.

Effikacitéit

Effizienz X-Ray eraus ass wéi d'Quantitéit vun irradiation definéiert millirentgenah fir all 1 Mas Elektronepueren aus dem Armstrong Plaz bei enger Distanz vun 1 m an den Zentrum vun der nëtzlech hëlze zu engem Punkt geliwwert laanschtgoungen duerch den Apparat. Seng Wäert duerstellt der Fähegkeet vun der Apparat der Energie vun der gelueden Deelercher vun der X-Ray Stralung geflunn. Et erlaabt Dir der Belaaschtung vun de Patient, an de Bléck ze bestëmmen. Als Effizienz hänkt, Effizienz vun den Apparat op e puer Facteuren, dorënner KV, de Volt Schwéngung Form, de Anode Material an den Ofschloss vun Uewerfläch Schued un der FILTER Apparat an der Zäit vun benotzen.

KV-Gestioun

Volt KV X-Ray eraus effikassten Kontrollen der Wasserstoff Stralung. Als Regel, ass et ugeholl, datt d'Wasserstoff op d'Feld vun der KV proportional ass. Verdueblung KV aussetzt vergréissert 4 mol.

Schwéngungsform

D'Schwéngungsform beschreift d'Method vun deem KV mat Zäit während der Generatioun vun Stralung wéinst der cyclic Natur vun Muecht schwankt. Benotzt puer verschidden waveforms. De generelle Prinzip ass: déi kleng der Verännerung an der Form KV, den X-Ray Stralung effizient produzéiert gëtt. De modernen Equipement Generatoren mat relativ konstant KV benotzt.

X-Ray iech: Produzente

Oxford Instrumenter Company fabrizéiert verschidde Apparater, dorënner Glas, Muecht zu 250 W, 4-80 kV Potential, den Armstrong Plaz 10 däin an eng breet Palette vun Anode Material, t. H. AG, Au, Co, Objet, Cu, géréiert, Mo, Haaptleit, RH, Ti, W.

Varian bitt iwwer 400 verschidden Zorte vun medezinesch an industriell X-Ray iech op. Aner bekannt Produzenten sinn Dunlee, GE, Philips, Shimadzu, Acda, Toshiba, IAE, Hangzhou Wandong, Kailong et al.

An Russland produzéiert X-Ray iech "Svetlana-Röntgen confirméiert". Nieft traditionelle Apparater mat rotativ a permanent Anode Firma fabrizéiert Apparater vun der kal cathode hell FLUX kontrolléiert haten. Virdeeler vun dësen Apparater:

• Aarbecht an engem kontinuéierlech an der Zäit MODES;
• Verontreiung vun Obstruktioun;
• Reguléierung vun der Intensitéit vun der LED aktuell;
• Spektrum Puritéit;
• d'Méiglechkeet vun X-Ray Stralung vun Intensitéit verännerlech.