ما هو أنبوب الأشعة السينية؟

أنابيب الأشعة السينية عبارة عن صمامات ثنائية مفرغة تعمل بجهد عالي.
يتكون أنبوب الأشعة السينية من قطبين كهربائيين، الأنود والكاثود، اللذان يستخدمان لقصف الهدف بالإلكترونات والخيط لإصدار الإلكترونات، على التوالي. يتم إغلاق كلا القطبين في أغلفة زجاجية أو خزفية عالية الفراغ.

يحتوي قسم مصدر الطاقة في أنبوب الأشعة السينية على مصدر طاقة منخفض الجهد على الأقل لتسخين الفتيل ومولد جهد عالي لتطبيق جهد عالي على القطبين. عندما يمرر سلك التنغستن تيارًا كافيًا لإنشاء سحابة إلكترونية، ويتم تطبيق جهد كافٍ (في حدود كيلو فولت) بين الأنود والكاثود، يتم سحب سحابة الإلكترون نحو القطب الموجب. في هذا الوقت، تضرب الإلكترونات هدف التنغستن في حالة طاقة عالية وسرعة عالية. تصل الإلكترونات عالية السرعة إلى السطح المستهدف، ويتم حظر حركتها فجأة. يتم تحويل جزء صغير من طاقتها الحركية إلى طاقة إشعاعية ويتم إطلاقها على شكل أشعة سينية. يُطلق على الإشعاع المتولد بهذا الشكل اسم bremsstrahlung.

يمكن أن يؤدي تغيير تيار الفتيل إلى تغيير درجة حرارة الفتيل وكمية الإلكترونات المنبعثة، وبالتالي تغيير تيار الأنبوب وشدة الأشعة السينية. يمكن أن يؤدي تغيير جهد الإثارة لأنبوب الأشعة السينية أو اختيار هدف مختلف إلى تغيير طاقة الأشعة السينية الساقطة أو شدتها عند طاقات مختلفة. وبسبب قصف الإلكترونات ذات الطاقة العالية، يعمل أنبوب الأشعة السينية عند درجة حرارة عالية، مما يتطلب التبريد القسري لهدف الأنود.

على الرغم من أن كفاءة الطاقة لأنابيب الأشعة السينية لتوليد الأشعة السينية منخفضة جدًا، إلا أن أنابيب الأشعة السينية في الوقت الحاضر لا تزال أكثر أجهزة توليد الأشعة السينية عملية وقد تم استخدامها على نطاق واسع في أدوات الأشعة السينية. في الوقت الحاضر، تنقسم التطبيقات الطبية بشكل رئيسي إلى أنابيب الأشعة السينية التشخيصية وأنابيب الأشعة السينية العلاجية.