หลักการทำงานของหลอดเอ็กซ์เรย์คืออะไร?

เป็นองค์ประกอบหลักในด้านการถ่ายภาพทางการแพทย์และการตรวจสอบอุตสาหกรรมหลักการทำงานของ ANหลอดเอ็กซเรย์ขึ้นอยู่กับการทำงานร่วมกันระหว่างอิเล็กตรอนความเร็วสูงและสสารและเอาท์พุทเอ็กซ์เรย์ที่ควบคุมได้นั้นทำได้ผ่านการออกแบบโครงสร้างที่แม่นยำ

โครงสร้างหลักประกอบด้วยแคโทดขั้วบวกและเปลือกแก้วสูญญากาศ ชุดประกอบแคโทดรวมถึงเส้นใยและถ้วยโฟกัส เมื่อเส้นใยเปิดใช้งานมันจะร้อนกว่า 2,000 ° C และปล่อยอิเล็กตรอนอิสระจำนวนมาก (เอฟเฟกต์การปล่อยอิเล็กตรอนความร้อน); ถ้วยโฟกัสใช้สนามไฟฟ้าเพื่อรวบรวมอิเล็กตรอนลงในลำแสงอิเล็กตรอนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.1-2 มม. เพื่อให้แน่ใจว่าการไหลของอิเล็กตรอนนั้นมีความเข้มข้นในการทิ้งระเบิดพื้นผิวเป้าหมายขั้วบวก

กระบวนการแปลงพลังงานเป็นลิงค์คีย์ มีการใช้แรงดันสูงของโวลต์หลายหมื่นโวลต์ระหว่างขั้วไฟฟ้าบวกและลบ (ปกติ 40-150kV สำหรับหลอดทางการแพทย์) อิเล็กตรอนได้รับพลังงานจลน์ภายใต้การเร่งความเร็วของสนามไฟฟ้าที่แข็งแกร่งและระเบิดเป้าหมายขั้วบวก (ส่วนใหญ่ทำจากโลหะผสมทังสเตนที่มีจุดหลอมเหลว 3422 ° C) ที่ความเร็วแสงประมาณ 1/2 ในเวลานี้พลังงานจลน์ของอิเล็กตรอนมากกว่า 99% จะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อนและมีเพียง 1% เท่านั้นที่ผลิตรังสีเอกซ์ผ่าน Bremsstrahlung และการแผ่รังสีลักษณะ: อิเล็กตรอนความเร็วสูงจะถูกชะลอตัวลงโดยสนามไฟฟ้าของนิวเคลียสเป้าหมาย หลังจากที่อิเล็กตรอนด้านในถูกกระแทกอิเล็กตรอนด้านนอกก็จะกระโดดไปที่การเติมเต็มและปล่อยสเปกตรัม X-rays ของความยาวคลื่นเฉพาะ

การกระจายความร้อนและการควบคุมที่มั่นคงช่วยให้มั่นใจได้ว่าการทำงานอย่างต่อเนื่อง เป้าหมายขั้วบวกเชื่อมต่อกับอ่างล้างจานผ่านเพลาโมลิบดีนัม รุ่นไฮเอนด์บางรุ่นใช้ขั้วบวกหมุน (ด้วยความเร็ว 3000-9000 รอบต่อนาที) เพื่อขยายพื้นที่ทำความร้อนด้วยแรงแบบแรงเหวี่ยง ระดับสูญญากาศในหลอดได้รับการบำรุงรักษาสูงกว่า10⁻⁴PAเพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียพลังงานเนื่องจากการชนกันระหว่างอิเล็กตรอนและโมเลกุลของก๊าซ ระบบควบคุมควบคุมความสามารถในการเจาะของรังสีโดยการปรับแรงดันไฟฟ้าของหลอด (KV) และความเข้มของรังสีโดยการปรับกระแสไฟ (MA) เพื่อให้ได้ข้อกำหนดการถ่ายภาพที่แม่นยำในสถานการณ์ที่แตกต่างกัน

อุปกรณ์ที่มีความแม่นยำนี้ซึ่งแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นอย่างมีประสิทธิภาพรังสีเอกซ์จัดเตรียมแหล่งรังสีที่เชื่อถือได้สำหรับการวินิจฉัยการถ่ายภาพที่ทันสมัยและการทดสอบแบบไม่ทำลายผ่านงานประสานงานของส่วนประกอบต่างๆ การออกแบบหลักการของมันสะท้อนให้เห็นถึงการบูรณาการอย่างลึกซึ้งของเทคโนโลยีแรงดันสูงและวิทยาศาสตร์วัสดุ