Nguyên tắc làm việc của ống tia X là gì?

Là một thành phần cốt lõi trong các lĩnh vực hình ảnh y tế và kiểm tra công nghiệp, nguyên tắc làm việc của mộtỐng tia X.dựa trên sự tương tác giữa các electron tốc độ cao và vật chất và đầu ra tia X có thể điều khiển được đạt được thông qua thiết kế cấu trúc chính xác.

Cấu trúc lõi bao gồm một cực âm, cực dương và vỏ thủy tinh chân không. Hội đồng cực âm bao gồm một sợi dây và một cốc lấy nét. Khi dây tóc được bật nguồn, nó nóng lên hơn 2000 ° C và giải phóng một số lượng lớn các electron tự do (hiệu ứng phát xạ electron nhiệt); Cốc lấy nét sử dụng điện trường để thu thập các electron vào chùm electron có đường kính 0,1-2mm để đảm bảo lưu lượng electron tập trung vào việc bắn phá bề mặt mục tiêu cực dương.

Quá trình chuyển đổi năng lượng là liên kết chính. Một điện áp cao của hàng chục ngàn vôn được áp dụng giữa các điện cực dương và âm (thường là 40-150kV cho các ống y tế). Các electron thu được động năng dưới sự gia tốc của điện trường mạnh và bắn phá mục tiêu cực dương (chủ yếu được làm bằng hợp kim vonfram với điểm nóng chảy 3422 ° C) ở mức khoảng 1/2 tốc độ ánh sáng. Tại thời điểm này, hơn 99% động năng điện tử được chuyển thành năng lượng nhiệt và chỉ có khoảng 1% tạo ra tia X thông qua bremsstrahlung và bức xạ đặc trưng: các electron tốc độ cao được giảm tốc bởi trường điện của nhân mục tiêu, giải phóng tia X liên tục; Sau khi các electron bên trong bị loại bỏ, các electron bên ngoài nhảy để bổ sung và giải phóng các tia X phổ đặc trưng của các bước sóng cụ thể.

Phản biến nhiệt và kiểm soát ổn định đảm bảo hoạt động liên tục. Mục tiêu cực dương được kết nối với tản nhiệt thông qua trục molypden. Một số mô hình cao cấp sử dụng cực dương quay (với tốc độ 3000-9000 vòng / phút) để mở rộng diện tích sưởi bằng lực ly tâm; Mức độ chân không trong ống được duy trì trên 10⁻⁴PA để tránh mất năng lượng do va chạm giữa các electron và phân tử khí. Hệ thống điều khiển kiểm soát khả năng thâm nhập của tia bằng cách điều chỉnh điện áp ống (KV) và cường độ của tia bằng cách điều chỉnh dòng điện (MA) để đạt được các yêu cầu hình ảnh chính xác trong các kịch bản khác nhau.

Thiết bị chính xác này chuyển đổi hiệu quả năng lượng điện thànhX-quangCung cấp một nguồn tia đáng tin cậy để chẩn đoán hình ảnh hiện đại và thử nghiệm không phá hủy thông qua công việc phối hợp của các thành phần khác nhau. Thiết kế nguyên tắc của nó phản ánh sự tích hợp sâu sắc của công nghệ điện áp cao và khoa học vật liệu.