Apakah prinsip kerja tiub sinar-X?

Sebagai komponen teras dalam bidang pengimejan perubatan dan pemeriksaan perindustrian, prinsip kerja suatuTiub sinar-Xadalah berdasarkan interaksi antara elektron berkelajuan tinggi dan perkara, dan output sinar-X yang boleh dikawal dicapai melalui reka bentuk struktur yang tepat.

Struktur teras terdiri daripada katod, anod dan shell kaca vakum. Perhimpunan katod termasuk filamen dan cawan fokus. Apabila filamen dikuasakan, ia memanaskan lebih daripada 2000 ° C dan mengeluarkan sejumlah besar elektron bebas (kesan pelepasan elektron termal); Cawan fokus menggunakan medan elektrik untuk mengumpulkan elektron ke dalam rasuk elektron dengan diameter 0.1-2mm untuk memastikan aliran elektron tertumpu pada membombardir permukaan sasaran anod.

Proses penukaran tenaga adalah pautan utama. Voltan tinggi puluhan ribu volt digunakan di antara elektrod positif dan negatif (biasanya 40-150kV untuk tiub perubatan). Elektron mendapat tenaga kinetik di bawah pecutan medan elektrik yang kuat dan membombardir sasaran anod (kebanyakannya diperbuat daripada aloi tungsten dengan titik lebur 3422 ° C) pada kira -kira 1/2 kelajuan cahaya. Pada masa ini, lebih daripada 99% tenaga kinetik elektron ditukar menjadi tenaga haba, dan hanya kira-kira 1% menghasilkan sinar-X melalui Bremsstrahlung dan radiasi ciri: elektron berkelajuan tinggi dikurangkan oleh medan elektrik nukleus sasaran, melepaskan sinar-X spektrum berterusan; Selepas elektron dalaman tersingkir, elektron luar melompat untuk menambah dan melepaskan spektrum X-ray ciri-ciri panjang gelombang tertentu.

Pelepasan haba dan kawalan stabil memastikan operasi berterusan. Sasaran anod disambungkan ke tenggelam haba melalui aci molibdenum. Beberapa model mewah menggunakan anod berputar (dengan kelajuan 3000-9000 rpm) untuk mengembangkan kawasan pemanasan dengan daya empar; Ijazah vakum dalam tiub dikekalkan di atas 10 ⁻⁴pa untuk mengelakkan kehilangan tenaga akibat perlanggaran antara elektron dan molekul gas. Sistem kawalan mengawal keupayaan penembusan sinar dengan menyesuaikan voltan tiub (kV) dan intensiti sinar dengan menyesuaikan arus tiub (MA) untuk mencapai keperluan pengimejan yang tepat dalam senario yang berbeza.

Peranti ketepatan ini yang cekap menukar tenaga elektrik keX-rayMenyediakan sumber sinar yang boleh dipercayai untuk diagnosis pengimejan moden dan ujian tidak merosakkan melalui kerja yang diselaraskan pelbagai komponen. Reka bentuk prinsipnya mencerminkan integrasi yang mendalam teknologi voltan tinggi dan sains bahan.