لکه څنګه چې د X-ray لوله کار کوي؟

د ایکس وړانګه دي خوا ته photons د الکترون د انرژي، چې په X-ray تيوب واقع واړوي دي. مقدار (علمی) او د کیفیت (طیف) د وړانګو کولای شي له خوا د آله د اوسني، ولتاژ او وخت په کتابتون کې عیار شي.

د عملياتو په اصل

X-ray لوله (عکس د ماده کې ورکول) د انرژۍ د تبديلولو دي. دوی دا د شبکې څخه د ترلاسه کولو او د بدل په نورو ډولونو - نفوذ د وړانګو او تودوخې، او وسيال حلالاتو فرعي. X-ray تيوب آله لکه چې دا د photons د توليد سبب ګرځي او د امکان په توګه په چټکۍ سره د ګرمۍ راووزو.

یو کتوډ او د anode - د تيوب نسبتا ساده آله، په خاصه توګه د دوو بنسټيزو عناصرو څخه جوړه ده. کله چې د اوسني د anode د کتوډ څخه بهېږي، د الکترون د انرژۍ، چې د ایکس وړانګه د نسل سبب له لاسه ورکړي.

anode

د anode یو جز، پکې د لوړ انرژۍ photons د خپریدلو تولید دی. دا د نسبتا پراخه فلزي عنصر دی چې د برقي سرکيټ مثبت قطب سره نښلول. دا دوه اصلي دندې لري:

• د دې د X-ray وړانګو د الکټرون انرژي بدلوي،
• دا راووزو ګرمۍ.

د anode مواد انتخاب ته د دغه دندې په لوړ کړي.

هیلې سره سم، د الکترون تر ټولو باید د یو لوړ انرژۍ photons جوړوي، پرځای ګرمۍ. د ټولو څخه د انرژۍ، چې د ایکس وړانګو (الف-) بدل دی نسبت په دوه عواملو پورې اړه لري:

• د اټومي شمېره (الف) د anode مواد،
• الکټرون د انرژۍ.

په تر ټولو x-ray لوله په توګه د anode کارول تنګستن، چې د اټومي شمېر مواد برابر د لوی مرستندوی سربيره 74. ده، د دې فلزي ځینو نورو ځانګړنو چې لپاره د دې هدف لپاره دا مناسب لري. تنګستن ده په خپل توان قوت د ساتلو کله تاوده، لري ذوب یو لوړ ټکي او يو کم د تبخير په کچه بې سارې.

د ډیرو کلونو لپاره، د anode ده د سوچه تنګستن کړې. په وروستيو کلونو کې، موږ د پيل سره rhenium دغه فلزي الیاژ وکاروي، خو يوازې په سطحه. د تنګستن-rhenium نښی په د رڼا مواد، ښه د تودوخې د ساتلو لاندې ځان anode. دوه لکه مواد دي، موليبدنيوم او graphite.

د X-ray تيوب لپاره د مموګرافي کارول، سره anode، پرزی په Molybdenum هم کړې. دا مواد لري د يو منځني اټومي شمېره (د الف = 42)، چې د ځانګړتیا د انرژۍ photons، د ثبت په سینه لپاره مناسب تولیدوی. ځینې مموګرافي توکي هم د دوهم anode، له rhodium (الف = 45) جوړه ولري. دغه کار د دا امکان ته د انرژۍ د زياتوالي او د ګڼ سينو زیات نفوذ ترلاسه کړي.

سره anode وخت موثریت توکي د سوچه تنګستن دی له امله د سطحي حرارتي زيان کم - د تنګستن-rhenium الیاژ د کارولو په اوږد مهاله وړانګو محصول ښه.

د anode زياتره لري د ضربه دستو شکل او ثابت ته د ماشين د نښلیدو، چې په نسبي ډول د لوړ سرعت کې د ایکس وړانګه د خپریدلو په وخت يې محوري. د تناوب هدف - د حرارت د لرې.

فوکل SPOT

د X-ray نسل برخه ټوله anode نه. دا واقع د خپلو سطحي يوه کوچنۍ سيمه - د فوکل SPOT. ډډې تیره د الکټرون لازیاد کتوډ څخه راځي اندازه ټاکل. په د دا اکثریت لري يو مستطيل ډوله بڼه دننه 0.1-2 mm توکي توپیر لري.

د x-ray تيوب سره د فوکل د SPOT د ځانګړو اندازه ډیزاین. د کوچني دا ده، چې د لږ حرکت او خړپړ کړي او د لوړو sharpness، او نور څه، د ګرمۍ ښه dissipation ده.

د رابط SPOT اندازه یو فکتور دی چې باید د X-ray تيوب ټاکلو کله پام کې ونیول شي. جوړونکو سره د وړو فوکل SPOT، چې دا ضروري ته لوړ د حل او د وړو په کافي اندازه د وړانګو ترلاسه ده توکي توليدوي. د مثال په توګه، دا د د بدن په توګه په مموګرافي د وړو او نازک برخو کې د مطالعې ته اړتيا ده.

کوچني او لوی، چې کېدای شي په سره د انځور د جوړولو په طرزالعمل سره سم د عملیاتو له خوا وټاکل شي - د X-ray تيوب عمدتا فوکل ټوټې سره دوه اندازو توليدوي.

کتوډ

د کتوډ اصلي دنده - د الکترون د تولید او په يو لازیاد د anode لارښوونه يې راټولوي. دا په عمومي ډول د يوه کوچنۍ spiral سیم (پیچل شوی) د وصل په يوه جام په شکل رخصتۍ څخه جوړه ده.

الکترون د مدار له لارې د تيريدو نه شي په عادي توګه د conductor پرېږدي او يو وړيا فاصلي پريښودل. که څه هم، دوی یې کولای شم، که دوی په کافي اندازه انرژي ترلاسه کړي. په یوه بهیر په توګه حرارتي خپریدلو په نامه، د تودوخې د کتوډ څخه الکترون وباسي کارول. دا شي امکان کله چې په یوه تخلیه x-ray ټیوب فشار ته رسیږي 10 ^-6 -10 ^-7 Torr. هنر. د تار په توګه په ټیټیدو کې پیچل شوی څراغ په شان له خوا د اوسني therethrough د تيريدو په اوردجهنم. د کار کتوډ ray تيوب ده له خوا د نو د الکترون يوه حرارت ژوي ځایه حرارتي انرژۍ د بخارۍ سره مل وي.

بالون

د anode او کتوډ يوه په مهر لاک کور کې موجود دي - د سلنډر. د بالون او د هغې یی زياتره په توګه داخل کړئ، چې یو محدود ژوند لري او کولای شي بدل شي ته راجع. د x-ray تيوب په عمومي ولري يو ګيلاس بلب، که څه هم د فلزي او کلالي ډبې د ځينو غوښتنلیکونه کارول.

اصلي وظيفه دا ده ترڅو د کانټینر او انزوا ملاتړ د anode او کتوډ، او د ساتلو تشه. د 15 درجو د سانتی ګراد په تخلیه x-ray تيوب فشار دی 1.2 10 × ^-3 PA. د چې په ټانک کې د ګازو د شتون به اجازه برېښنا نه دا چې یوازې په یو الکټرون لازیاد د فورمې په وسيله له لارې په ازادانه توګه بهيږي،.

د کور

X-ray تيوب دستګاه داسې چې، په څو دلایل او د نورو برخو د ملاتړ سربېره، دا يو ډال د بدن په توګه کار کوي او د وړانګو جذبوي، پرته لپاره ګټور لازیاد کړکۍ له لارې د تيريدو. د دې نسبتا لوی خارجي سطحي راووزو د ګرمۍ په آله تولید تر ټولو. د مرمۍ او د تعبیه تر منځ د فضا د ده سره د تېلو چې د عايق او یخولو دا ډک.

کړۍ

د بریښنا مدار ته د واک سرچینه، چې د يو جنراتور په نامه د تليفون سره نښلوي. سرچینه ده د شبکې څخه د اختراع او بدلوي د متناوب ته روان یو. د جنراتور هم تاسو ته اجازه درکوي د کړۍ ځینو پارامترونو عیار:

• کیلوواټي - ولتاژ یا د بریښنا د بالقوه؛
• MA - اوسني چې د تيوب له لارې بهېږي؛
• S - موده يا وخت کې، د دوهم ښیی.

د مدار برابروي د الکترون د غورځنګ. دوی سره د انرژۍ په تور، د جنراتور له لارې د تيريدو، او د anode ته ورکړئ. لکه څنګه چې د خپل غورځنګ دوه بدلونه ته واقع کيږي:

• د بریښنا د انرژی په بالقوه ناارامه انرژۍ بدلې ده؛
• ناارامه، په خپل وار، مزج X-ray وړانګو او تودوخې ده.

د بالقوه

کله چې د الکترون په flask ته رسيږي، نو د احتمالي بریښنا د انرژۍ، چې د anode او کتوډ تر منځ کیلوواټي ولتاژ اندازه له خوا ټاکل لري. د X-ray تيوب په يو ولتاژ شو فعاليت ته 1 کیلوواټي چې هر يو د ذراتو باید 1 keV لري کړي. د کیلوواټي تنظیم کړې دي، چې د عملیاتو ورکوي هر الکټرون د انرژۍ په ټاکلې اندازه ده.

kinetics

په یوه تخلیه x-ray تيوب ټیټ فشار (په 15 درجو د سانتی ګراد ده 10 ^-6 -10 ^-7 Torr. V.) د خپریدلو او thermionic برقي ځواک د anode د کتوډ څخه emitted د عمل لاندې د ذرو په اجازه. دا ځواک يې accelerates، په پايله کې زيات سرعت او ناارامه انرژۍ او بالقوه نزولي. کله چې يو د ذراتو د anode ځمکو، د خپل بالقوه ده له لاسه ورکړ، او د خپل د انرژۍ د ټولو په ناارامه انرژۍ بدل شوی دی. 100 keV الکټرون نيمايي په پرتله په سرعت زیات رسیږي رڼا سرعت. د ذراتو د سطحي په ليرې ده چې ډېر ژر ورو ښکته او د هغوی د ټولو ناارامه انرژي له لاسه ورکړي. هغې ته د ایکس وړانګه یا ګرمۍ وګرځي.

الکترون سره د anode مادي انفرادي اتومونه تماس راشي. وړانګو سره orbitals (X-ray photons) د متقابل عمل له خوا رامینځ ته، او د يو اصلي (bremsstrahlung).

الزام د انرژۍ د

په ذرې هر الکټرون يو الزامي انرژۍ، چې د ورستنيو اندازې او کچې په کوم کې چې د ذراتو کې موقعيت پورې اړه لري. د الزام د انرژۍ غږوي د ځانګړتیا د ایکس وړانګه د نسل يو مهم رول او اړتيا ده چې د ذرې څخه د يو الکټرون لرې.

bremsstrahlung

Bremsstrahlung د photons ستر شمېر توليدوي. د الکترون د anode موادو ته د نفوذ او د هسته نږدې د غځولو، لوری بدلوي او د ثقل قوه ذرې decelerated. د هغوی د انرژۍ په دې غونډه کې له لاسه د X-ray photon په بڼه ښکاري.

د لړ

یوازې یو څو photons د الکټرون د انرژۍ ته د انرژۍ د نږدې لري. د دوی اکثریت دا ټیټ دی. فرض چې د فضا او یا ساحوی د اصلي احاطه شوي دي، پکې د الکترون تجربه ځواک شته دی "inhibition." دې برخه کې کولای شي زونونو ویشل. دا ورکوي د د په مرکز هدف ذرې ډګر اصلي یو محتویات. د برېښنايي په هدف هر ځای رالويږي ده decelerated او تولیدوی د X-ray photon. ذرات چې د سقوط په مرکز ته نږدې، دي ټولو بربنډ او تر ټولو د انرژۍ له همدې امله له لاسه ورکړي، ډېر لوړ د انرژۍ د توليد photons. الکترون د خارجي زون د ننوتلو یوه تجربه کمزوری متقابل عمل او د ولسي انرژۍ photons تولید کړي. سره له دې چې په سيمه کې د يو شان سور، چې د دوی یو بل په سيمه کې په کتو د هسته څخه واټن لري. څرنګه چې د ذراتو د پېښې پر زون د شمېر، د خپلو ټولو په سيمه پورې اړه لري، دا جوته ده چې د بهرنۍ سيمې د الکترون د نيولو او نور photons سبب شي. د انرژۍ د X-ray طیف کولای شي له خوا د دې ماډل وړاندوينه شي.

پست _Max photons اصلي bremsstrahlung طیف مطابق پست _Max الکترون. دلته لاندې د دې ټکی، سره photon د انرژۍ د کمښت د هغو شمير زياتوي.

د کم انرژۍ photons یو د پام وړ شمیر د جذب او یا فلتر، چې دوی هڅه کوي د anode تيوب او يا بکس چاڼګر د سطحي څخه تېر شو. فلتر کول دی په عمومي توګه د موادو له لارې چې د لازیاد تېرېږي د جوړښت او ضخامت پورې تړلی، او دا د دې ټیټ انرژي طیف کږه وروستۍ بڼه ټاکي.

کیلوواټي نفوذ

د لوړ انرژۍ د طیف برخه کې واټه (تر پيښوره) د ولتاژ x-ray لوله ټاکي. دا ځکه چې دا د الکترون د anode رسېدو د انرژۍ ټاکي، او photons نه شي تر دې چې د بالقوه زیات لري. له مخې هر ولتاژ چلولو X-ray تيوب؟ د اعظمي photon د انرژۍ د اعظمي استعمال بالقوه سره متناسب وي. دا ولتاژ ښايي د معروض په ترڅ کې له کبله د متناوب اوسنۍ شبکه توپير لري. په دې صورت کې پست _Max اوج ولتاژ له خوا photon oscillation موده کیلوواټي _{مخ ټاکل.}

د بالقوه نور quanta، کیلوواټي _مخ د وړانګو اندازه تولید د الکترون د anode رسېدو يوه ورکړل شمېر ټاکي. راهیسې د bremsstrahlung وړانګو ټول موثریت له خوا د پېښې الکټرون د انرژۍ د زياتوالي، چې ټاکل کیلوواټي _{مخ زیاتوالی،} د دې معنا دا ده چې د کیلوواټي _مخ د آله موثريت اغيزه کوي.

کیلوواټي _{مخ بدلول،} معمولا د بدلون د طیف. د انرژۍ په کږه لاندې مساحت استازيتوب د photons شمېر. کډوالو د طیف د يو مثلث، او په د مربع کیلوواټي تناسب د وړانګو اندازه. د چاڼګر د شتون هم د photons کیلوواټي نفوذ زیاتوالی، چې د فلتر د وړانګو سلنه کموي زياتوي. دا کړنه په ووب وړانګو حاصل لوړه شوې ده.

ځانګړتیا د وړانګو

د متقابل ډول چې د ځانګړتیا د وړانګو تولیدوی شامل سره دسپومکی د الکترون د لوړ سرعت ټکر. د خپلمنځي عمل کولای شي یوازې ترسره شي کله چې _د ذراتو يوه برخه پست د ذرې الزام د انرژۍ په پرتله زیات لري. کله چې دا حالت سره وکتل، او د یو ټکر شتون لري، د الکټرون مات کړ. دا پاڼي خلاص دريځ، د ذراتو د لوړو انرژي کچه له خوا ډک. لکه څرنګه چې مو حرکت د الکټرون د انرژۍ د X-ray photon په بڼه emitted ورکوي. دا ځانګړنه د وړانګو په نامه ده، ځکه چې پست د photon ځانګړتیا د کیمیاوي عنصر څخه چې د anode ده کړې ده. د مثال په توګه، کله چې د يو الکټرون ده وټکوله د K تنګستن طبقه سره پست = 69،5 keV _{په تړاو،} د خالي ده سره د L-کچه سره پست = 10.2 keV _اړیکو څخه د يو الکټرون ډک. ځانګړتیا X-ray photon د انرژۍ د مساوي تر څو د د دوه کچه، یا 59.3 keV تر منځ توپیر لري.

په حقیقت کې، د anode موادو د ځانګړتیا X-ray انرژيو د يو شمير سبب کیږي. دا ځکه راپېښېږي چې په مختلفو کچو د انرژۍ د الکترون (K، L، او نور) کولای شي بمباردمان ذراتو وټکوله شي او د خالي کېدای شي چې سره د انرژۍ په کچه د مختلفو ډک. په داسې حال کې د خالي د L-کچه photons تولیدوی او د هغوی د انرژيو په تشخیص ايميجنګ د استعمال لپاره هم کوچنۍ ده. هر ځانګړنه د انرژۍ د يوه تعیین چې شرطپاڼه ښيي ورکړل، پکې يو د خالي ځايونو، سره د یو شاخص چې د الکټرون سرچینه اړتیا په ګوته کوي. الفا (α) L-کچه د ډکولو الکټرون د شاخص عمومأ، او بيتا (β) د M یا N. تېلو کچه په ګوته کوي

• طیف تنګستن شامل دي. د فلزاتو ځانګړتیا د وړانګو یوه خطي طیف د څو د discrete انرژيو شامل توليدوي او braking تولیدوی دوامداره ویش. د photons جوړ هر ځانګړنه د انرژۍ له خوا شمېر، په خصوصيات چې د خالي K-کچه د ډکولو د احتمال په شرطپاڼه پورې اړه لري.
• طیف Molybdenum هم. په 17.9 keV او په 19.5 keV د K-بيټا K-الفا: د دې لپاره د فلزي مموګرافي کارول انوډونو، دوه په کافي اندازه د سختو ځانګړتیا x-ray د انرژۍ د توليد کړي. د X-ray لوله شي.دا لړ، چې د برعکس او تر منځ تر ټولو ښه توازن ترلاسه کولو ته اجازه ورکوي ايريډئيشن دوز لپاره په اوسط ډول سينه اندازه لاسته راوړنې په پست _مخ = 20 keV. خو Bremsstrahlung نور د انرژۍ د توليد کړي. د دې لپاره چې د طیف کارول Molybdenum هم چاڼګر ناغوښتل برخو له مينځه وړلو د مموګرافي وسايل. د چاڼګر د «K-څنډه د اصل په کې کار کوي." دا په اضافي الکټرون په K-کچه Molybdenum هم ذرې الزام د انرژۍ د وړانګو جذبوي.
• د rhodium طیف. Rhodium لري اټومي شمیره 45، او Molybdenum - 42. له همدې امله، د ځانګړتیا د rhodium anode ایکس وړانګه به په پرتله قلت او زیات نفوذ چې د لږ څه لوړه انرژي لري. دا د ګڼ سينو د ايميجنګ کارول.

سره دوه برابره سطحه سیمو کې، Molybdenum هم، rhodium انوډونو، د عملیاتو جوګه کړي چې د وېش لپاره د مختلفو اندازې او تراکم سينو بهینه ټاکي.

د د طیف کیلوواټي اغېز

ډېر کیلوواټي ارزښت د ځانګړتیا د وړانګو اغيزه کوي، يعنې د. K. دا به نه شي که لږ کیلوواټي K-د انرژۍ په کچه د الکترون توليديږي. کله چې کیلوواټي دې حد ارزښت زیات وي، د وړانګو اندازه په عمومي توګه د توپير او د حد کیلوواټي تيوب کیلوواټي متناسب.

د X-ray لازیاد photons د آلې څخه emitted د انرژۍ د طیف د څو عواملو ټاکل کيږي. د قانون په توګه، دا د bremsstrahlung او ځانګړتیا د متقابل عمل څخه جوړه ده.

د طیف خپلوان ترکیب په anode مواد، کیلو واټه او چاڼګر پورې اړه لري. په سره تنګستن anode خپریدلو ځانګړتیا یو ټیوب په کیلوواټي <69،5 keV جوړ نه. د صحي مرکزونو د لوړو ارزښتونو په تشخیص مطالعاتو کارول، ځانګړتیا د وړانګو تر 25٪ د ټولو څخه د وړانګو زياتوي. دغه کان توکي چې دا ښايي د ټول توليد ظرفيت ستره برخه ورسیږي.

موثریت

يوازې د انرژۍ د الکترون له خوا وړاندې یوه وړه برخه مزج وړانګو ده. اصلي برخه ده جذب او د بدل په حرارتی. د وړانګو د اغيزمنتيا داسې تعريف په توګه د ټولو څخه د کسر د قدرت radiated د General Electric څخه anode بوخت. هغه عوامل چې د X-ray تيوب موثریت معلوم دي پلي ولتاژ کیلو واټه او د اټومي شمېر Z. د لاندې تقريبي نسبت:

• موثريت = کیلوواټي x مرستندوی x 10 ^-6.

د موثریت او کیلوواټي تر منځ د اړیکو د X-ray وسايلو د عملي استعمال يوه ځانګړي اغېز لري. له امله د تيوب ګرمۍ نسل د بريښنا د ځواک چې دوی کولای شي چې ځاییز په شمېر کې حدود نه لري. دا وضع د آله حد د ظرفیت د. سره کیلوواټي زیاتوالی، که څه هم، د وړانګو اندازه توليديږي له خوا د تودوخې یو د پام وړ زياتوي.

د د د anode ترکیب د X-ray نسل موثریت تړاو یوازې د علمي ګټه ده، ځکه تر ټولو وسیلو تنګستن کارول. یوه استثنا ده، موليبدنيوم او rhodium، په mammogram کارول. د دغو وسیلو موثریت ځکه چې د هغوی د ولسي اټومي شمیر د پام وړ د تنګستن ټيټه ده.

اغیزمنتوب

موثريت X-ray ټیوب تعریف د شعاع په اندازه millirentgenah یو ټکی د ګټور لازیاد مرکز د هر 1 mAs الکترون د آلې له لارې د تيريدو د فوکل SPOT څخه د 1 متر واټن وړاندې په توګه. د هغه د ارزښت د آلې د توان په X-ray وړانګو د تورن د ذراتو د انرژي بدلوي استازيتوب کوي. دا تاسو ته اجازه درکوي د ناروغ د کیدل، او د انځور معلوم کړي. لکه څنګه چې د اغيزمنتيا، د آلې موثریت په څو عواملو، په شمول د کیلوواټي، د ولتاژ څپې فورمه، د anode مادي او د د چاڼګر آله سطحه زيان د کچې او د استعمال په وخت پورې اړه لري.

کیلوواټي مدیریت

ولټاژ کیلوواټي X-ray تيوب په اغيزمنه توګه د محصول د وړانګو کنټرولوی. د قانون په توګه، داسې فرض چې د محصول دی متناسب د کیلوواټي د مربع. غبرگ د کیلوواټي مخامخ 4 ځلې زياتوي.

وښايئ

د وښايئ له امله د برښنا د راڅرګندېدل طبیعت ميتود له خوا چې د کیلوواټي سره د وړانګو د نسل په ترڅ کې وخت توپير تشريح کوي. کارول څو مختلفو waveforms. د عمومي اصل دی: په بڼه کیلوواټي د کوچني د بدلون، د X-ray وړانګو د ده په موثره توګه توليديږي. د عصري وسایلو د جنراتورونو کارول سره نسبتا ثابت کیلوواټي.

X-ray لوله: جوړونکو

اکسفورډ Instruments شرکت د مختلفو وسیلو، په ګډون ښیښه، د برېښنا د 250 W، 4-80 واټه بالقوه، د فوکل SPOT 10 microns او د anode موادو په پراخه کچه، T توليدوي. H. AG، دوېم، Co، CR، Cu، Fe، راپو، PD، Rh، TI، W.

Varian د طبي او صنعتي X-ray لوله 400 بیلا بیل ډوله وړاندې کوي. نور مشهور تولیدوونکو Dunlee، واړوه، د فلپس، Shimadzu، زيمنس، Toshiba، IAE، Hangzhou درقاد، Kailong et al دي.

په روسیه کې د X-ray لوله "سويتلانا-رونټګن د" توليديږي. په سره نوبتي او قرطاسيه anode شرکت دودیزو وسایلو سربېره د سړې کتوډ تالک بې ثباتۍ سره لاس توکي توليدوي. د لاندې توکي ګټې:

• په یوه دوامداره او نبض د طريقو کار؛
• د جبر نه شتون؛
• د LED اوسني د شدت د تنظیم؛
• د طیف د اخلاص؛
• د د بېالبېلو شدت X-ray وړانګو امکان.