"- nurlari" ni aniqlab, rentgen tekshiruvi sinchiklab tajribalar orqali ularning paydo bo'lish shartlarini aniqladi. U bu nurlar naycha joyida paydo bo'lishini, katod nurini tashkil etuvchi uchuvchi elektron naychaning devoriga urilishi bilan kechikishini aniqladi. Ushbu holatdan kelib chiqib, Roentgen rentgen nurlarini qabul qilish uchun qulay bo'lgan maxsus trubani loyihalashtirdi va qurdi. Uning muhim xususiyatlarida rentgen naychasining dizayni bugungi kungacha saqlanib qolgan.
Shaklda 302 zamonaviy rentgen naychasini tasvirlaydi. Katod - elektronlarning zich oqimini chiqaradigan qalin akkor volfram filamentidir (qarang: II, § 100), bu elektr kuchlanish bilan tezlashadi. Katod elektronlarga yo'naltirilgan tantal qopqog'i bilan jihozlangan, chunki elektron katod yuzasiga perpendikulyar uchib chiqadi. Nishon bu issiqlikni yo'qotish uchun qizil misdan yasalgan anodga (anod oynasi) bosilgan volfram, platina yoki boshqa og'ir metallardan iborat plastinka. Nishon yuzasiga tegib, elektronlar kechiktiriladi va rentgen nurlarini beradi. Katod va anod o'rtasidagi kuchlanish bir necha o'n minglab voltlarga etadi. Elektronlar maqsadga erkin etib borishi uchun rentgen naychasi yuqori vakuumga pompalanadi. Anod odatda suv bilan sovutiladi.
Shakl 302. Zamonaviy rentgen naycha; katod filament zanjiri ko'rsatilmagan
Gazlar ta'sirida rentgen nurlari ularning ionlanishiga olib kelishi mumkin (II-jild, § 92). Shunday qilib, zaryadlangan elektroskopni rentgen naychasining yoniga joylashtirsak, naycha yoqilgan bo'lsa, u tezda zaryadsizlanganligini topamiz (303-rasm). Elektroskop tomonidan zaryadni yo'qotish sababi shundaki, atrofdagi havo rentgen nurlari ta'sirida ionlanadi va o'tkazgich bo'ladi. Rentgen nurlarining ionlashtiruvchi ta'siri ularni aniqlash va qayd etish uchun ham ishlatiladi.
Shakl 303. Rentgen nurlarining ionlashtiruvchi ta'siri: 1 - rentgen naycha, 2 - elektroskop. Tajriba ijobiy va manfiy zaryadlangan elektroskopda ham muvaffaqiyatli bo'ladi. X-nurlari ta'sirida havo belgilarida ikkala belgining ionlari hosil bo'ladi
X-nurli naycha qurilmasi bu elektrovakuum apparati bo'lib, u albatta nurlanish manbai (katod) va tormozlanish maqsadiga (anodga) \u200b\u200bega. Shuningdek, qurilmada generator mavjud - filament transformatorida joylashgan qurilma, manfiy yuqori voltli o'tkazgich orqali katodga kuchli kuchlanish berishga yordam beradi.
Katod-spiral yuqori kuchlanishda yonib, volframdan yasalgan anod plastinkasida elektronlar oqimini chiqarib yuborgani sababli nurlar paydo bo'ladi. Anot energiyaning issiqlikka aylanishiga yordam beradi, buning natijasida 2000 ° C dan yuqori haroratgacha isitiladi. Bu quvvatni pasaytirish, ta'sir qilish vaqtini oshirish uchun sababdir.
Qurilma maxsus qo'rg'oshin qopqog'iga joylashtirilgan. Apron maxsus yog 'bilan to'ldirilgan. Qopqoqning tuzilishi yuqori voltli o'tkazgichlarni va to'plangan radiatsiyani olib tashlaydigan chiqish oynasini o'z ichiga oladi. Zamonaviy elektrovakuum apparati odamning nurlarning minimal qismini oladigan tarzda yaratilgan.
Elektrovakuum apparati tuzilishi
Rentgen naychasining diagrammasi quyidagicha:
- standart shisha;
- anodning tomog'i;
- anodning harakatlanadigan disklari;
- anotning fokusli joyi;
- katod filamenti;
- katod fokus tizimi.
Bugungi kunda elektr vakuum moslamalari katta va kichik o'lchamdagi ikkita nayrang bilan jihozlangan va ularning ustiga elektronlar tarqatilgan. Buning uchun derazaga kollimatsiya qurilmasi o'rnatilgan bo'lib, u rentgen naychasiga zarar etkazmaslik uchun doimiy harakatda bo'lishi kerak. Ushbu maqsadlar uchun anodlarning harakatlanish tizimi quyida joylashgan.
Ba'zi RT haqida yordam
0.2BDM7-50 elektrovakuum apparati stomatologik rentgen apparatida ishlatiladi, 5D 2RT 1.6 BDM 13-90 topraklama nuqtasi bilan ishlash uchun ishlatiladi. Qurilmaning ishlashi 110 kVt dan oshmaydigan kuchlanishda bo'lishi kerak va monoblok maxsus yog 'bilan to'ldirilishi kerak. Fokus bilan ish olib borish uchun RT 1BTV4-100 ga murojaat qiling. 1.7BDM18-100 qurilmasi mobil qurilmada RT-ni boshqarish uchun ishlatiladi. 2-20BD14-15 va 2-20BD14-150 diagnostika maqsadlarida qo'llaniladi. 2.5-30BD29-150 rentgen naychasining ishlashi uchun Proscan qurilmasi mavjud. 4BPM8-250 tibbiyotda tadqiqot va diagnostika uchun ishlatiladi.
Qurilmaning ishlash printsipi
RT - bu diod sifatida ishlaydigan, ammo o'z vazifalarini kosmik zaryadlash rejimida bajarishga qodir bo'lgan qurilma.
Ishlash printsipi juda oddiy: emissiya kuchlanishning kuchayishi natijasida hosil bo'ladi. Aynan shuning uchun RT qo'rg'oshin pardasida bo'lishi kerak. Ikkinchisi tufayli, ortiqcha narsa bo'lmaydi. Natijada, mutlaqo zararsiz radiatsiya oqimi. Bundan tashqari, xavfli bo'lmagan nurlar statsionar yoki harakatlanuvchi kollimator yordamida cheklangan. Apronning bir qismi bo'lmasa ham, rentgen nurini olish mumkin emas, chunki zararli radiatsiya oqishi mumkin.
Bunga qo'shimcha ravishda, apron anod va katod o'rtasida hosil bo'lgan yuqori kuchlanishdan himoya qilishga yordam beradi. Zaryad generator orqali o'rnatilgan transformator qutisidan keladigan kabel orqali o'tadi. Rentgen nurlari, asosan, rentgen naychasining ichida joylashgan elementlarni isitish uchun yo'naltirilgan katta energiya xarajatlari bilan ishlab chiqariladi. Sekundning eng kichik fraktsiyasi, energiya diqqat markazida to'planadi, so'ngra u fokus joyiga joylashtiriladi.
Energiyani Tojikiston Respublikasi apronida joylashgan o'tkazuvchan bo'lmagan moyga o'tkazish uzoqroq vaqtga to'g'ri keladi. Shu bilan birga, energiya issiq nurlanish singari metalldan yasalgan apronga o'tadi. Va nihoyat, energiya allaqachon anjuman yoki shamollatish sifatida devorlardan chiqarilmoqda. Bunday issiqlik uzatish paytida rentgen naychasi ma'lum bir chegaraga qadar qiziydi - bu hech qanday holatda kerakli ko'rsatkichlardan oshmasligi kerak bo'lgan haddan tashqari harorat. Aks holda, rentgen naychasining yo'q qilinishi. Fokus va uning joylarining harorat rejimi minimal vaqt va cheklangan to'ldirish koeffitsienti ostida generatordan keladigan ma'lum vaqt rejimi va kuchlanishni o'rnatish orqali boshqariladi. Ikkinchisi yuk xarakteristikalarining ishlab chiqilgan jadvali yordamida hisoblanadi.
Anot harorati to'g'ri ta'sir qilish bilan belgilanadi. Bu energiya farqining nisbati vaqti kuzatilishi uchun amalga oshiriladi.
Sovutish vaqti yig'ilgan issiqlikni taqlid qilish uchun maxsus sxemadan foydalangan holda mahalliy dasturiy ta'minot bilan boshqariladi. Agar bunday funktsiya mavjud bo'lmasa, u holda nazorat anodning isitish va sovutish to'lqinlarining o'zgarishiga asoslanib, ishchi xodimlar tomonidan tuzilgan rejalashtirilgan jadval yordamida amalga oshiriladi. Apronning harorat holati isitish va sovutishning o'zgarishi bilan ham boshqariladi. Bunday holda, uni uzoq vaqt davomida bajarish kerak: yarim kun sovutish va isitish. Korpusdagi haroratni boshqarish uchta moslama yordamida boshqariladi:
- tashqi haroratni o'zgartirish tugmasi;
- ichki haroratni o'zgartirish tugmasi;
- mikro kalit.
Murakkab materiallar foydali nurlarni filtrlaydi. RT ularga xizmat qiladi:
- shisha;
- yog ';
- plastik.
Ammo bunday filtrlash, albatta, yumshoq nurlarning kam energiyasini cheklash uchun etarli emas. Ikkinchisi inson tanasiga zarar keltiradi, ammo tasvir uzatilmaydi. Shuning uchun qurilmada zararsiz nurlarga qo'shimcha filtrlar o'rnatilgan. Rentgen nurlanishining foydasi va zararini baholash juda murakkab. X-ray uskunalarida ishlash faqat malakali mutaxassis tomonidan amalga oshirilishi kerak. Ushbu qurilmalar qo'lda ishlashga yoki vaqtincha sovutish tezligini avtomatik boshqarish vositalarini almashtirishga mo'ljallanmagan. Biroq, ularsiz qurilmaning to'liq xavfsizligi haqida gapirish mumkin emas. Oddiy ishlashda bunday qurilmalar ishlatilmaydi. Shuni ta'kidlash kerakki, RT-ning o'zi harorat chegaralarini yaratish uchun bunday qurilmalarga ega emas. Jeneratördan keladigan energiya aylanishini boshqarish kerak bo'lgan narsaga asoslanadi. Bu bemorga zarar bermaslik uchun yordam beradi. Bir balandlikda akkor kalibrlash zarur ma'lumotlarni o'z ichiga olgan tizimning qo'shimcha dasturlash yordamida amalga oshiriladi.
Kirish
X-nurlari 1895 yilda taniqli nemis fizigi Vilgelm Roentgen tomonidan tasodifan kashf etilgan. U past bosimli gaz chiqarish quvuridagi elektrodlari orasidagi yuqori kuchlanishdagi katod nurlarini o'rgangan. Telefon qopqog'i qora qutida bo'lishiga qaramay, Roentgen tasodifan yaqin joyda joylashgan lyuminestsent ekran har safar telefon harakatga kelganda porlayotganini payqadi.
X-nurlari gazni chiqarib yuboradigan naycha katta kirish kuchiga ega yangi ko'rinmas nurlanish manbai ekanligini aniqladi. Olim bu nurlanish zarrachalar oqimi yoki to'lqinlar ekanligini aniqlay olmadi va u unga rentgen nurlari deb nom berishga qaror qildi. Keyinchalik ular rentgen nurlari deb nomlandi.
Endi rentgen nurlari ultrabinafsha elektromagnit to'lqinlarga qaraganda qisqa to'lqin uzunligiga ega bo'lgan elektromagnit nurlanishning shakli ekanligi ma'lum bo'ldi. Uzun to'lqin uzunlikidagi rentgen nurlanishi qisqa to'lqinli ultrabinafsha, qisqa to'lqinli nurlanish esa uzoq to'lqin uzunlikdagi γ-nurlanish bilan to'sib qo'yilgan.
Rentgen to'lqin uzunligi 70 ga teng nm 10 -5 gacha nm. X-nurlarining to'lqin uzunligi qanchalik qisqa bo'lsa, ularning fotonlarining energiyasi va penetratsiyasi shunchalik katta bo'ladi. Nisbatan katta to'lqin uzunligi bo'lgan rentgen nurlari (10 dan ortiq) nm) deyiladi yumshoq. To'lqin uzunligi 1 - 10 nm xarakterlaydi qattiq Rentgen nurlari.
X-ray qo'zg'alish nazariyasi.
X-nurlari bu elektromagnit nurlanish bo'lib, u erkin harakatlanadigan zaryadlangan zarracha inhibe qilinganida yoki atomning ichki qobig'iga elektron o'tish paytida paydo bo'ladi.
Oddiy holatda, ko'p elektronli atom, bu elementga mos keladigan n bilan n \u003d 1 asosiy kvant soni tashqi tomondan ichki qavatdan elektron qobiqlar tizimi bilan o'ralgan musbat zaryadlangan yadro (n \u003d 7 maksimal qiymati elementlarning davriy tizimi jadvalining oxiriga to'g'ri keladi). Chig'anoqlar K, L, M, N, O, P, Q harflari bilan belgilanadi, b boshidan n o'sishiga qarab. Har bir qobiq Pauli printsipiga muvofiq ma'lum miqdordagi elektronni o'z ichiga oladi. Shuni ta'kidlash kerakki, "qobiq" tushunchasi koordinat tushunchasiga qaraganda ko'proq energiya kontseptsiyasiga ("energiya darajasi" atamasi bilan almashtirilishi mumkin) ko'proq mos keladi. Kvant mexanikasiga ko'ra, atomdagi elektronlar qobiqda eng yuqori lokalizatsiya ehtimoli bilan hajmda "bulg'angan".
Oddiy holatda atom radiatsiyalanmaydi yoki energiyani o'zlashtirmaydi. Ichki chig'anoqlarda o'tish bilan bog'liq nurlanish faqat bitta yoki bir nechta ichki elektron chiqarilganda mumkin. Tashqi qavatga tegishli bo'lgan har qanday elektron (hosil bo'lgan bo'shliq haqida - "tuynuk") hayajonlanib chiqadi. Bu rentgen kvantining chiqarilishi bilan yuqori darajadan bo'sh darajaga o'tishiga olib keladi.
Agar K-elektron urilsa, u holda L, M, N ... darajalaridan yuqori bo'shliqqa o'tish eng qisqa to'lqin uzunlikdagi K qatorlarini hosil qiladi. Shunga o'xshash jarayon L-darajali (L-seriyalar), M-darajali (M-seriyalar) va hokazolarning bo'sh ish o'rinlariga o'tish paytida kuzatiladi. (1-rasm)
Shakl 1. K, L, M, N seriyasini tashkil etuvchi rentgen va o'tish sxemasi. Kgr, Lgr, Mgr, Ngr doimiy spektrga o'tishga mos keladigan ketma-ket chegaralardir. n - asosiy kvant soni.
X-ray naycha apparati.
X-nurlarining eng keng tarqalgan manbai bu rentgen naychasidir.
Rentgen trubkasi ikki elektrodli vakuum moslamasidir (2.1-rasm). Isitilgan katod 1 elektronni chiqaradi 4. Ko'pincha piyodalarga qarshi katod deb ataladigan 2 anod, paydo bo'layotgan rentgen nurlanishini 3 naychaning o'qiga burchak ostida yo'naltirish uchun egri sirtga ega. Anot elektronlar ta'sirida hosil bo'ladigan issiqlikni olib tashlash uchun yaxshi issiqlik o'tkazuvchan materialdan qilingan. Anotning yuzasi davriy jadvalda, masalan, volframda katta miqdordagi atomga ega bo'lgan refrakter materiallardan yasalgan. Ba'zi hollarda, anod suv yoki yog 'bilan maxsus sovutiladi. Katod va anod (antikod) o'rtasidagi potentsial farq bir necha yuz kilovoltsga etadi. Elektronlarni rentgen naychasidagi elektr maydoni tezlashtiradi. Naychada juda oz miqdordagi gaz molekulalari mavjud bo'lganligi sababli, elektronlar deyarli anodga borishda o'z energiyasini yo'qotmaydi. Ular anodga juda yuqori tezlikda etib boradilar. Issiqlik shaklida tarqalmaydigan energiyaning bir qismi elektromagnit to'lqinlarning energiyasiga aylanadi (rentgen nurlari). Shunday qilib, rentgen nurlari anod moddasini elektron bombardimon qilish natijasidir.
Diagnostika naychalari uchun rentgen manbaini aniqligi muhimdir, bunga elektronlarni katodga bir joyga jamlash orqali erishish mumkin. Shu sababli, ikkita qarama-qarshi muammoni konstruktiv ravishda hisobga olish kerak: bir tomondan, elektronlar anodning bir joyiga tushishi kerak, boshqa tomondan, haddan tashqari qizib ketishining oldini olish uchun elektronni anodning turli qismlariga tarqatish maqsadga muvofiqdir. Qiziqarli texnik echimlardan biri bu aylanadigan anodga ega bo'lgan rentgen naychasidir (2.2-rasm).
Shakl 2.1-rasm. 2.2
Qo'zg'atish usuli bilan, rentgen nurlanish Bremsstrahlung va xarakterli bo'linadi.
Bremsstrahlung.
Atom yadrosining elektrostatik maydoni va antikodli moddaning atom elektronlari tomonidan elektronning (yoki boshqa zaryadlangan zarraning) sekinlashishi natijasida bremsstraxlung nurlanishi yuzaga keladi.
Uning mexanizmini quyidagicha izohlash mumkin. Magnit maydon induktsiyasi elektronning tezligiga bog'liq bo'lgan harakatlanuvchi elektr zaryad bilan bog'liq. Tormozlanish paytida magnit indüksiyon pasayadi va Maksvell nazariyasiga muvofiq elektromagnit to'lqin paydo bo'ladi.
Elektronlar sekinlashganda, energiyaning faqat bir qismi rentgen fotoni hosil qilish uchun ishlatiladi, qolgan qismi esa anodni isitish uchun sarflanadi. Ushbu qismlar orasidagi nisbat tasodifiy bo'lganligi sababli, ko'p miqdordagi elektron tormozlanganda doimiy rentgen spektri hosil bo'ladi. Shaklda 3-da rentgen oqimining to'lqin uzunligi λ (spektr) ga bog'liqligi rentgen naychasidagi turli voltajlarda ko'rsatilgan: U 1< U 2 < U 3 .
Rentgen oqimi (1) formula bo'yicha hisoblanadi:
bu erda U va men rentgen naychasidagi kuchlanish va oqim; Z - anod moddaning atom raqami; k - mutanosiblik koeffitsienti.
Spektrlarning har birida qisqa to'lqin uzunligidagi nurlanish bre ηίη tezlashuv maydonida elektron tomonidan olingan energiya foton energiyasiga to'liq aylanganda sodir bo'ladi.
, (2)
Ushbu formulani yanada amaliy ifodaga aylantirish mumkin:
, (4)
angstromlarda to'lqin uzunligi qayerda, U kVdagi kuchlanishdir. Formula (4) sek. 3
E'tibor bering, (3) ga asoslanib, Plank doimiyligini eksperimental aniqlashning eng aniq usullaridan biri ishlab chiqilgan.
X-nurli naychadagi kuchlanishni oshirish bilan, sek. 3 va formulalarni (4) oling va qattiqlikni oshiring.
Agar siz katodning haroratini oshirsangiz, u holda elektronning emissiyasi va kolba ichidagi oqim kuchayadi. Bu har soniyada chiqariladigan rentgen fotonlar sonini ko'paytiradi. Uning spektral tarkibi o'zgarmaydi. Shaklda 4.1-rasmda bitta kuchlanishdagi rentgen nurlanish spektrlari ko'rsatilgan, ammo har xil katod nurlanishida tok kuchi: I n1< I н2 .
Xuddi shu U va I H da turli antikodlardan olingan spektrlar sek. 4.2.
Shakl 4.1-rasm. 4.2
X-ray bremsstrahlung spektri anod materialining xususiyatiga bog'liq emas. Ma'lumki, rentgen fotonlarining energiyasi ularning chastotasi va to'lqin uzunligini aniqlaydi. Shuning uchun rentgenografiya monoxromatik emas. U turli xil to'lqin uzunliklari bilan ifodalanishi mumkin. doimiy (doimiy) spektr. Oq nurga o'xshashligi bilan u oq rentgen nurlanishi deb ham ataladi.
X-nurli naycha - bu rentgen nurlanishini olish uchun mo'ljallangan elektrovakuumli qurilma. X-nurli nurlanish og'ir metalldan (masalan, volframdan) tayyorlangan ekranda antikodni (anodni) tormozlash paytida ro'y beradi. Elektronlarni ishlab chiqarish, ularning tezlashishi va sekinlashishi rentgen nurlari trubkasida amalga oshiriladi, vakuumli shisha silindrni anglatadi, unga metall elektrodlar lehim qilinadi: katod (qarang) - elektron va anodni olish uchun (qarang) - ularning tormozlanishi uchun (1-rasm). Elektronlarni tezlashtirish uchun elektrodlarga yuqori kuchlanish qo'llaniladi.
Shakl 1. Terapevtik, volfram anodli massiv rentgen naycha: 1 - katod; 2 - anod.
Vilgelm Konrad Roentgen
(Vilgelm Konrad Röntgen)
V.K. Roentgen kashfiyot qilgan birinchi rentgen naychasi ionli edi. Ushbu turdagi rentgen naychasi (mo'rt va boshqarish qiyin) hozirgi vaqtda to'liq rivojlangan elektron naychalar bilan almashtirildi. Ularda elektron katodni porlash orqali olinadi. X-nurli naychaning filament pallasida va shuning uchun katod haroratini sozlash orqali katod tomonidan chiqarilgan elektronlar sonini o'zgartirish mumkin. Past kuchlanishda katod tomonidan chiqarilgan barcha elektronlar ham anod tokini yaratishda qatnashmaydi va katodda elektron bulut deb ataladi. Kuchlanish ko'tarilganda, elektron buluti eriydi va ma'lum bir kuchlanishdan (to'yingan kuchlanish) boshlab, barcha elektronlar anodga etib boradi. Bunday holda, naycha orqali maksimal oqim (to'yinganlik oqimi) oqadi. Rentgen trubkasidagi kuchlanish odatda to'yingan kuchlanishdan yuqori, shuning uchun rentgen naychasining kuchlanishini va oqimini alohida nazorat qilish mumkin. Bu shuni anglatadiki, kuchlanish bilan belgilanadigan nurlanishning qattiqligi anot oqimidan kelib chiqadigan intensivlikdan qat'iy nazar tartibga solinadi.
X-nurli naychaning anodasi, chiqish naychaning o'qiga perpendikulyar bo'lishi uchun katodni egri uchi bilan qaraydigan katta mis niqob shaklida amalga oshiriladi. Volfram plastinkasi 2- (anodli oyna) ichida anod qalinligida lehimlanadi.
Elektron rentgen naychasining katodida silindrsimon yoki yassi spiral shaklida tayyorlangan va elektron nurini anod oynasiga yo'naltirish uchun metall krujka bilan o'ralgan, odatda volframdan iborat bo'lgan refrakter filament mavjud (rentgen naychasining fokusi). Bifokal rentgen naychalarida katod ikkita filamentdan iborat.
X-nurli trubaning ishlashi paytida anodda katta miqdordagi issiqlik hosil bo'ladi. Anodni haddan tashqari qizib ketishdan himoya qilish va rentgen naychasining kuchini oshirish uchun sovutish anot asboblari qo'llaniladi: havo radiatori, moy, suvni sovutish, radiatsiya emissiyasini sovutish. Shisha odatda rentgen naychasining qobig'i uchun material sifatida ishlatiladi, bu elektrodlarga etarlicha yuqori kuchlanish berishga imkon beradi, rentgen nurlanishini sezilarli pasayishsiz uzatadi (berilliy oynalar bukl nurlarini hosil qilish uchun qilinadi) va gazlarga etarlicha kuchli va chidamli (rentgen nurlari trubkasidagi vakuum 10 -6 - 10 -7 mmHg) Diagnostik rentgen naychalari maksimal voltajda 150 kVgacha, terapevtik 400 kVgacha ishlaydi.
Shakl 6. Diagnostik rentgen naychasining chiziqli fokusining sxematik ko'rinishi: 1 - anodli oyna; 2 - haqiqiy diqqat markazida; 3 - anod; 4 - markaziy nur; 5 - optik fokus; 6 - kolba o'qi; 7 - katod.
Shakl 8. Qaytib disk anodli naycha fokusining sxematik ko'rinishi: 1 - haqiqiy fokus; 2 - uni tekshirish; 3 - tez fokus; 4 - kolba o'qi; 5 - katod; 6 - optik fokus; 7 - anod.
Rentgen tasvirining aniqligi fokusning kattaligiga bog'liq. Diagnostik rentgen naychalariga qo'yiladigan asosiy talab kichik quvvat bilan yuqori quvvatdir. Zamonaviy rentgen naychalari 10-40 mm 2 o'lchamdagi chiziqli fokusga ega, ammo fokusning haqiqiy kattaligi emas, balki uning nur yo'nalishi bo'yicha ko'rinadigan proektsiyasi, ya'ni samarali optik fokusning o'lchamlari (2-rasm) amaliy ahamiyatga ega. 19 ° burchakli anodning egilish burchagida, fokusning samarali maydoni haqiqiydan 3 baravar kichik bo'lib, rentgen naychasining kuchini ikki baravar oshirishga imkon beradi. Qaytib keladigan anodli naychalarda quvvatning yanada o'sishiga erishildi (3 va 4-rasm).
Hozirda turli maqsadlar uchun rentgen naychalari ishlab chiqarilmoqda, ular dizaynda ham, quvvatda ham, sovutish, nurlanishdan himoya qilish va yuqori kuchlanish usullarida ham farqlanadi. X-nurli naycha belgisi harflar va raqamlarning kombinatsiyasidir. Birinchi raqam - bu kilovattdagi trubaning kuchi; ikkinchi belgi himoya turini belgilaydi (P - nurlanishdan himoya, B - radiatsiyadan himoya va yuqori kuchlanish, xatning yo'qligi himoya yo'qligini ko'rsatadi); uchinchi belgi rentgen naychasining maqsadini belgilaydi (D - diagnostika, T - terapiya); to'rtinchisi sovutish usulini ko'rsatadi (K - havo radiatori, M-moy, B - havo, harfning yo'qligi radiatsiya bilan sovishini anglatadi); beshinchi raqam kilovoltlarda maksimal anod kuchlanishini bildiradi. Shunday qilib, masalan, 6-RDV-110 - bu olti kilovattlik himoya diagnostikasi trubkasi, 110 kvadrat metr suvni sovutish bilan; kolba 1-T-1-200-terapevtik, himoyalanmagan, radiatsiya bilan sovutish, har bir kuchlanish 200 kV uchun 1 ket (normal raqam 1).
Shakl 3. Aylanadigan disk anodli naycha: 1 - katod; 2 - disk anod; 3 - himoya disk; 4 - anodning o'qi; 5 - po'lat silindr - indüksiyon motorining rotori.
Ishga kirishdan oldin har bir yangi naycha issiqlikni hisobga olmaganda, vakuum mavjudligini tekshirish kerak. Agar bu holda pushti porlash yoki uchqun paydo bo'lsa, rentgen naycha vakuumini yo'qotdi va yaroqsiz. Vakuumli ushlab turilgan naycha mashg'ulotlarga jalb qilinadi: 1-2 mA oqimi yuqori kuchlanishda nominal kuchlanishning 1/3 qismida va 30-60 daqiqa davomida o'rnatiladi. kuchlanish va oqim asta-sekin rentgen naychasining pasportida ko'rsatilgan doimiy rejimning qiymatlariga oshiriladi. Rentgen naychasini ishlatishda uning pasportida ko'rsatilgan ish rejimlariga qat'iy rioya qilish kerak.
X-nurli naycha - bu katoddan elektronlar ajratib, ularni yuqori kuchlanishli elektr maydoniga yo'naltirish va tezlashtirish, so'ngra anod oynasida elektron nurini tormozlash orqali rentgen nurlarini hosil qilish uchun ishlatiladigan elektrovakuum moslamasi. X-nurli trubaning anodidagi elektron oqimining sekinlashishi natijasida ko'p miqdorda issiqlik hosil bo'ladi va bu energiyaning ozgina qismi rentgen energiyasiga aylanadi (qarang).
X-nurlari rentgen nurlarini aniqlagan vaqtdan boshlab Birinchi Jahon urushi boshlanishigacha, mo'rt va nazorat qilish qiyin bo'lgan ionli gaz tarkibidagi rentgen naychalari (1-rasm) rentgen diagnostikasi va rentgenoterapiya uchun ishlatilgan. Lilienfeld (L. Lilienfeld) oraliq elektrod, qizdirilgan katod va suvni sovutish bilan yanada rivojlangan rentgen naychasini taklif qildi (2-rasm). Biroq, amerikalik D. Coolidge tomonidan taklif qilingan yuqori vakuumli ikki elektrodli rentgen naychasi asta-sekin boshqa barcha rentgen naychalarini almashtirdi va hozirgi kungacha turli xil o'zgarishlarda ishlatilgan.
Shakl 1. Havo sovutadigan ion rentgen naychasi gaz regeneratori.
Shakl 2. Lilienfeld rentgen naychasi.
Zamonaviy rentgen naychasi yuqori voltli vakuumli diod (ikkita elektrod bilan - katod va anod bilan). Rentgen naychasining katodida odatda volframdan olingan refrakter filament mavjud. Turli xil ish rejimlari uchun mo'ljallangan ikki fokusli diagnostika rentgen naychalarida katod har bir o'choq uchun ikkita filamentdan iborat. Filamentlar odatda silindrsimon yoki tekis spiral shaklida (3, 1 va 2-rasmlar) mos ravishda chiziqli yoki yumaloq fokus uchun.
Shakl 3. Ikki fokusli elektron rentgen naychalarining katodlari: 1 - filamaning ikkita silindrsimon spirallari bilan; 2 - filamentning ikkita tekis spirallari bilan.
X-nurli trubaning anodasi odatda katoddan elektron oqimi yo'naltirilgan va qalinligi 2-2,5 mm bo'lgan volfram plitasi lehimli bo'lgan (anodli oyna) katodni kesilgan uchi bilan kesilgan katta mis niqob shaklida amalga oshiriladi. , rentgen fokusli naycha. Maxsus maqsadlar uchun rentgen naychalari mavjud, masalan, intracaviter rentgenoterapiya uchun (4-rasm), unda anod mos keladigan bo'shliqqa o'rnatilgan ichi bo'sh silindrning pastki qismi.
Shakl 4. Intravatsional radioterapiya uchun xavfsiz rentgen naychasi: 1 - katod; 2 - anod naycha; 3 - derazadan chiqish rentgen nurlari; 4 - anod bazasi; 5 - suv ko'ylagi; 6 - sovutish quvurlari.
Zamonaviy diagnostik naychalarning piksellar sonini oshirish uchun rentgen naychasining fokusiga katta e'tibor qaratiladi, chunki fokus qanchalik aniq bo'lsa, rentgen tasviri shunchalik aniq bo'ladi.
X-nurli naychaning rentgenologik optik xususiyatlarini baholashda, hal qiluvchi narsa anod oynasidagi haqiqiy fokus emas, balki markaziy nur yo'nalishi bo'yicha fokus joyining ko'rinadigan proektsiyasi, ya'ni samarali optik fokusning o'lchamlari ekanligini hisobga olish kerak. Optik fokus hajmining qisqarishi markaziy nurga nisbatan anodni frezalash burchagini kamaytirish orqali amalga oshiriladi.
Dumaloq yoki elliptik optik fokus bilan jihozlangan terapevtik rentgen naychalaridan (5-rasm) farqli o'laroq, zamonaviy diagnostika naychalari chiziqli fokus deb nomlanadi (6-rasm). Qat'iy fokusli naychalarda samarali fokusning maydoni to'rtburchaklar shaklida haqiqiy fokusning kvadratidan taxminan 3 baravar kichikdir. Xuddi shu rentgen optik xususiyatlari bilan, chiziqli fokusli rentgen naychasining kuchi yumaloq fokusli rentgen naychasining kuchidan taxminan 2 baravar katta.
Diagnostik rentgen naychalari kuchini yana aylanuvchi anotli naychalarda oshirishga erishildi (7 va 8-rasm). Ushbu rentgen naychalarida, butun aylana bo'ylab chiziqli fokusli massiv volfram anoti rulmanlarda aylanadigan o'qga o'rnatiladi va naycha katodi o'z o'qiga nisbatan siljiydi, shuning uchun fokuslangan elektron nur har doim anod oynasining kesilgan yuzasiga tegadi. Anote aylanganda, fokuslangan elektronlar nurlari anod fokusining o'zgaruvchan qismiga tegadi, uning samarali qiymati, ya'ni optik fokus juda kichik (1X1 mm, 2.5X2.5 mm). Anodning aylanish tezligi juda katta bo'lgani sababli (anod bu 2500 aylanada burchak tezligida aylanadigan dvigatelning o'qining davomi), naychaning kuchi 0,1 sek. 40-50 kVtga etishi mumkin.
Ishlaydigan trubaning anodida hosil bo'ladigan katta miqdordagi issiqlik anoddan atrof-muhitga issiqlikni olib tashlash orqali sovutishni talab qiladi. Bunga havo radiatorini sovutish (9-rasm), suvni sovutish (10 va 11-rasm) yoki moyni sovutish orqali erishiladi (12-rasm); yog 'ham izolyatsion vositadir; moyni sovutish odatda blok deb ataladigan qurilmalarda qo'llaniladi (qarang. rentgen muhandisligi).
Shakl 9. Radiator havosini sovutadigan naycha.
Shakl 10. Suvni sovutish bilan trubaning anodasi: 1 - anodning novda; 2 - sovutish suvi bo'lgan idish.
Shakl 11. Oqim suv bilan sovutilgan trubaning anoti: 1 - suvni sovutish uchun ulash trubalari.
Shakl 12. Tish rentgenografiyasi uchun miniatyurali moy bilan sovutilgan rentgen naychasi.
X-nur diagnostikasi va rentgenoterapiya bo'yicha ko'plab so'rovlar tufayli hozirda turli xil maqsadlar uchun mo'ljallangan rentgen naychalari ishlab chiqarilmoqda, ular dizayni, hajmi, quvvati, sovutish usullari va ishlatilmaydigan nurlanishdan himoya qilish jihatidan farq qiladi. Har xil turdagi naychalarning belgilari raqamlar va harflarning birikmasidan iborat. Birinchi raqam - bu trubaning maksimal ruxsat etilgan kuchi (kVt); birinchi harf radiatsiyadan himoyani belgilaydi (P - o'z-o'zini himoya qilish; B - himoya qoplamasida; xatning yo'qligi himoya yo'qligini anglatadi); ikkinchi harf rentgen naychasining maqsadini belgilaydi (D - diagnostika; T - terapiya); uchinchi harf sovutish tizimini ko'rsatadi (K - havo radiatorini sovutish, M - moyni sovutish, B - suvni sovutish, harfning yo'qligi radiatsiya bilan sovishini anglatadi); oxirgi raqam kilovoltlarda maksimal ruxsat etilgan anod kuchlanishiga mos keladi. Shunday qilib, masalan, 3-BDM-2-100 - himoya korpusida ishlash uchun 100 kV ga moyli sovutish (radiator) bo'lgan uch kilovattli diagnostika trubkasi (shartli turdagi raqam - 2); kolba - 1-T-1-200 - terapevtik, radiatsiya bilan sovutish bilan, 200 kV kuchlanish uchun 1 ket (shartli turdagi raqam - 1).
Rentgen naychasining turidan qat'iy nazar, ularning ishlashining umumiy printsipi quyidagicha. X-nurli naycha katodining isishi katodda elektron bulut deb ataladigan hosil bo'lish bilan termion emissiyani keltirib chiqaradi. Rentgen naychasining elektrodlariga yuqori kuchlanish kiritilganda, erkin elektronlar elektr maydon ta'sirida anodga shoshilib, uning oynasida tormozlanadi va tormozlanish energiyasining bir qismi rentgen nurlanishiga aylanadi.
X-nurli naychada kuchlanish kuchayishi bilan dastlab elektron bulutning zichligi asta-sekin pasayishi natijasida emissiya oqimi keskin ko'tariladi. Katodda hosil bo'lgan elektronlar soni anodga etib boradigan elektronlar soniga teng bo'lganda, kuchlanishning yanada ko'payishi rentgen naychasidan o'tadigan tokni ko'paytirmaydi, faqat anodga etib boradigan elektronlarning kinetik energiyasini oshiradi. Katodda hosil bo'lgan barcha elektronlar ishlatiladigan va kuchlanishning yanada ko'payishi anod oqimining ko'payishiga olib kelmaydigan rentgen naychasining ishlash tartibi deyiladi to'yinganlik oqimi. Amalda, i tokning to'yinganligi diagnostik rentgen naychalarida 10–20 kV kuchlanish farqi bilan erishiladi (13-rasm). Shuning uchun odatda rentgen naychalari aksariyat qismi to'yingan oqim rejimida ishlaydi. Agar anod tokini ko'paytirish zarur bo'lsa, katodning filaman oqimi shunga mos ravishda ko'paytirilishi va kuchlanishni oshirishi bilan yana to'yinganlik rejimini yaratishi kerak.
Shakl 13. Elektron rentgen naychasining anod xarakteristikasi: S "- filtr oqimi 3,8 a; S-filtr oqimi 3,4 a.
Sanoat ishlab chiqarish jarayonida gaz rentgen naychalaridan 10 -6 -10 -7 mm Hg qoldiq bosimiga chiqariladi. San'at. Vakuumning ushbu darajasida rentgen naychasidan o'tadigan oqim deyarli faqat katoddan termion emissiya tufayli kelib chiqadi. Biroq, trubka qismlarini haddan tashqari qizdirish bilan bir qatorda, ishda uzoq tanaffusdan keyin yoqilganda, unda gaz paydo bo'lishi mumkin; bu holda ionlash effekti paydo bo'ladi; rentgen naycha har ikki yo'nalishda ham oqishni boshlaydi. Boshqarish panelidagi o'lchash asboblari anod oqimidagi keskin tebranishlarni aniqlaydi. Agar bunday "yonib turadigan" rentgen naychasi yuqori kuchlanish ostida katod porlamasdan yoqilsa, unda barqaror gaz chiqishi va naychaning xarakterli yorilishi hosil bo'ladi. Bunday naycha yaroqsiz va uni almashtirish kerak.
Ishga tushirishdan oldin, har bir yangi rentgen naychasini yuqori kuchlanish ostida, shu jumladan issiq bo'lmagan holda vakuum borligini tekshirish kerak, shundan so'ng u "o'qitish" dan o'tadi. Buning uchun nominalning 1/3 qismidagi anod kuchlanish bilan 1-2 mA oqimi o'rnatiladi. Keyin 30-60 daqiqa davomida. kuchlanish va oqim rentgen naychasining pasportiga muvofiq asta-sekin doimiy rejimning nominal qiymatlariga ko'tariladi. Rentgen naychasini ishlatishda uning pasportida ko'rsatilgan ish rejimlariga qat'iy rioya qilish kerak.
Shuningdek, rentgen apparatlari, rentgen nurlanishiga qarang.
X-nurli naycha - rentgen nurlanish manbai bo'lib xizmat qiladigan elektrovakuum. Bunday nurlanish katod tomonidan chiqarilgan elektronlarning sekinlashishi va ularning anotga ta'siri paytida paydo bo'ladi; bu holda elektron energiyasi, ularning anod va katod orasidagi bo'shliqdagi tezligi qisman rentgen energiyasiga aylantirilgan kuchli elektr maydoni bilan ko'payadi. X-ray naycha nurlanishi bu anod moddaning o'ziga xos nurlanishiga inhibitor rentgen nurlanishining superpozitsiyasidir. Rentgen naychalari ajralib turadi; elektron oqim hosil qilish usuliga ko'ra - musbat ionlar bilan bombardimon qilinadigan katod va radioaktiv elektron manbai, maydon emissiyasi katodi, termion katod; evakuatsiya usuli bilan - ixcham, muhrlangan; nurlanish vaqti bo'yicha - impulsli, uzluksiz ishlash; anod sovutish turi sifatida - radiatsiya, moy, havo, suv bilan sovutish bilan; fokus hajmiga ko'ra - mikrofokus, o'tkir fokus va makro fokus; uning shaklida - chiziqli, yumaloq, aylana shaklida; anodga elektronlarni yo'naltirish usuli bilan - elektromagnit, magnit, elektrostatik fokus bilan.
X-ray naychalari rentgen nurlanishining strukturaviy tahlilida, rentgen mikroskopi, defektoskopiya, rentgen diagnostikasi, rentgen terapiyasi, rentgen spektral tahlilida va rentgen nurlanishining tarqalishida qo'llaniladi. Elektrostatik elektronga yo'naltirilgan tizimli muhrlangan rentgen naychalari, suv bilan sovutilgan anot va termion katod barcha sohalarda eng ko'p qo'llaniladi. X-nurli naychaning termion katodi, odatda, elektr toki bilan isitiladigan tekis ip yoki volfram simining spiralidir. Anotning ishchi qismi bu elektron oqimiga perpendikulyar yoki ma'lum bir burchak ostida joylashgan metall oyna yuzasi. Uzluksiz spektrli rentgen nurlarini olish uchun Au, V dan anodlar ishlatiladi; Ti, Cr, Fe, Cu, Mo, Co, Ni, Ag anodlari bo'lgan rentgen naychalari strukturaviy tahlilda qo'llaniladi. X-nurli trubaning asosiy xususiyatlari - bu anod tomonidan tarqaladigan o'ziga xos quvvat (10-104 Vt / mm2), maksimal ruxsat etilgan tezlashtiruvchi kuchlanish (1-500 kV), elektron oqim (0,01 mA - 1A), jami quvvat sarfi (0,002 Vt - 60 kVt) ) va fokus o'lchamlari (1 mkm - 10 mm). Rentgen naychasining samaradorligi 0,1 dan 3% gacha.
