Was ist das Arbeitsprinzip einer Röntgenröhre?

Als Kernkomponente in den Bereichen medizinischer Bildgebung und industrieller Inspektion ist das Arbeitsprinzip einesRöntgenröhrebasiert auf der Wechselwirkung zwischen Hochgeschwindigkeitselektronen und Materie, und es wird eine kontrollierbare Röntgenleistung durch präzise strukturelle Konstruktion erreicht.

Die Kernstruktur besteht aus einer Kathode, einer Anode und einer Vakuumglasschale. Die Kathodenbaugruppe umfasst ein Filament und einen Fokussierbecher. Wenn das Filament eingeschaltet wird, erwärmt es sich auf mehr als 2000 ° C und füllt eine große Anzahl freier Elektronen (thermischer Elektronenemissionseffekt). Der Fokussierbecher verwendet ein elektrisches Feld, um Elektronen in einen Elektronenstrahl mit einem Durchmesser von 0,1-2 mm zu sammeln, um sicherzustellen, dass der Elektronenfluss auf die Bombardierung der Anoden-Zieloberfläche konzentriert ist.

Der Energieumwandlungsprozess ist der Schlüsselverbindung. Eine hohe Spannung von Zehntausenden von Volt wird zwischen den positiven und negativen Elektroden (normalerweise 40-150 kV für medizinische Röhrchen) angewendet. Die Elektronen gewinnen kinetische Energie unter der Beschleunigung des starken elektrischen Feldes und bombardieren das Anodenziel (hauptsächlich aus Wolframlegierung mit einem Schmelzpunkt von 3422 ° C) bei etwa 1/2 Lichtgeschwindigkeit. Zu diesem Zeitpunkt werden mehr als 99% der elektronenkinetischen Energie in Wärmeenergie umgewandelt, und nur etwa 1% erzeugen Röntgenstrahlen durch Bremsstrahlung und charakteristische Strahlung: Hochgeschwindigkeitselektronen werden durch das elektrische Feld des Zielkerns abbremmt, wobei kontinuierliche Spektrum-Röntgenaufnahmen freigesetzt werden. Nachdem die inneren Elektronen ausgeschaltet wurden, springen die äußeren Elektronen auf Nachfüll- und Freisetzung charakteristisches Spektrum-Röntgenstrahlen mit spezifischen Wellenlängen.

Wärmeabteilung und stabile Kontrolle gewährleisten den kontinuierlichen Betrieb. Das Anodenziel ist durch eine Molybdänwelle mit dem Kühlkörper verbunden. Einige High-End-Modelle verwenden eine rotierende Anode (mit einer Geschwindigkeit von 3000 bis 9000 U / min), um die Heizfläche durch Zentrifugalkraft zu erweitern. Der Vakuumgrad im Röhrchen wird über 10 ° C gehalten, um einen Energieverlust aufgrund von Kollision zwischen Elektronen und Gasmolekülen zu vermeiden. Das Steuerungssystem steuert die Penetrationsfähigkeit des Strahls durch Einstellung der Rohrspannung (KV) und die Intensität des Strahls durch Einstellen des Rohrstroms (MA), um genaue Bildgebungsanforderungen in verschiedenen Szenarien zu erfüllen.

Diese Präzisionsvorrichtung, die die elektrische Energie effizient inRöntgenaufnahmenBietet eine zuverlässige Strahlenquelle für die moderne Bildgebungsdiagnose und nicht-zerstörerische Tests durch die koordinierte Arbeit verschiedener Komponenten. Sein prinzipielles Design spiegelt die tiefe Integration von Hochspannungstechnologie und Materialwissenschaft wider.