рентгенівські трубки

Рентгенівська трубка - це вакуумний прилад конструкція якого дозволяє генерувати рентгенових промені. Вона являє собою запаяний скляний посуд у вигляді циліндра або циліндра з розширенням в середній частині, в якому тиск повітря доведено до 10

7 мм ртутного стовпа. В кінці трубки упаяні два електроди - катод і анод.
Катод - це вольфрамова прямолінійна спіраль, оточена металевим коритцеобразним фокусирующим пристосуванням, яке з'єднане в електричний ланцюг зі спіраллю. Спіраль, в свою чергу, з'єднана з струмоведучими мідними тяганиною. Кінці зволікань мають висновок назовні для підключення до полюсів джерела електричної енергії.
Анод - це масивний мідний стержень. Кінець. його, звернений до спіралі, скошений. У скошену поверхню впрессована прямокутна вольфрамовая пластинка. Поверхня цієї платівки називається дзеркалом анода. Центр анодного дзеркала, куди фокусується електронний пучок і де відбувається гальмування електронів, називається фокусною плямою, або фокусів рентгенівської трубки.
Під час роботи трубки частина електронів, що летять, від катода до анода, внаслідок взаємного відштовхування розсіюється. Щоб зменшити розсіювання і поліпшити фокусування на аноді, застосовують вищезазначене фокусує пристосування. Будучи з'єднаним в електричний ланцюг зі спіраллю, це пристосування має один і той же потенціал, що і спіраль. Тому електрони, що вилітають з катода, відштовхуються від фокусирующего пристосування і мало віддаляються від осі трубки. Ефективність фокусування залежить від глибини фокусирующего пристосування, відстані його стінок від спіралі і від відстані між катодом і анодом.
Для діагностичних трубок велике значення має величина фокуса. Чим він менше, тим більш чіткими виходять знімки. Однак зменшити фокус можна лише до певних меж. Вище було сказано, що невелика частка енергії електронів перетворюється в енергію рентгенівського проміння, велика її частина переходить в теплову енергію. Отже, чим менше фокус, тим сильніше відбувається місцеве розігрівання анода, який може навіть розплавитися.
Для усунення цього недоліку і збільшення потужності трубки скіс у анодного стержня роблять таким, щоб промені падали на плівку під дуже гострим кутом (19 ° - кут між площиною анодного дзеркала і перпендикуляром до осі трубки). В результаті цього на похилій поверхні анодного дзеркала дійсний фокус трубки має вигляд витягнутої вузької смужки і значно збільшується його площа. Ефективний же фокус, який дає зображення на рентгенівській плівці в напрямку центрального променя, виходить у вигляді квадрата (рис. 1). Отже, оптичний фокус по відношенню до дійсного зменшується приблизно в три рази. Таким чином, значно більша справжня площа фокуса дозволяє збільшити потужність трубки і отримати чітке зображення.

Мал. Схема проекційного фокуса трубки: справа представлений лінійний фокус; на-верху чорним квадратиком позначено, яким видно фокус під кутом 19 °.

Прагнення підвищити потужність випромінювання повело до конструкції трубок з обертовим анодом. Під час роботи в цих трубках пучок електронів, що потрапляє на анодное дзеркало, утворює фокус на обертовому навколо своєї осі аноді. Завдяки безперервному обертанню анода нагріту ділянку анодного дзеркала весь час йде з-під пучка електронів і охолоджується, поки знову не потрапляє під пучок електронів.
Охолодження анода. Щоб не допустити перегріву анода, існує ряд способів, за допомогою яких зайве теплі видаляється з його поверхні. Перш за все корпус анода виготовляють з міді - речовини, що володіє великою теплоємністю і теплопровідністю.
Повітряне радіаторне охолодження. Тепло, що утворюється на поверхні анода, передається на велику ребристу поверхню радіатора, укріпленого на зовнішньому кінці анодного стержня.
Радіатор в міру нагрівання випромінює тепло в навколишній простір.
Водяне охолодження. У металевий кулястий резервуар з водомірним склом і воронкою, що складають єдину порожнину з трубчастої частиною анодного стержня рентгенівської трубки, наливають дистильовану воду. Вода, що володіє великою теплоємністю, поглинає велику кількість тепла від анода.
При цьому способі охолодження трубці надають таке положення, яке забезпечувало б підхід води до анодному стрижня, в іншому випадку віддачі тепла не відбувається.
Масляне охолоджування. Маслом охолоджують трубки, поміщені разом з трансформатором в загальний бак (блок трансформатора), який заповнений трансформаторним маслом, або ж трубки, укладені в захисний металевий кожух.
Для збільшення тепловіддачі на зовнішньому кінці анодного стержня зміцнюють радіатор. Охолодження відбувається шляхом конвекції, тобто за рахунок взаємного переміщення нагрітих і холодних частинок масла. Цей спосіб охолодження анода поширений найбільш широко.