एक्स-रे नलियों के रूप में काम करते हैं?

एक्स-रे विकिरण इलेक्ट्रॉनों की फोटॉनों में ऊर्जा को परिवर्तित करके बनाया जाता है, जो एक्स-रे ट्यूब में होता है। डिवाइस के वर्तमान, वोल्टेज और परिचालन समय को बदलकर मात्रा (जोखिम) और विकिरण की गुणवत्ता (स्पेक्ट्रम) को नियंत्रित किया जा सकता है।

आपरेशन का सिद्धांत

एक्स-रे ट्यूब (फोटो को लेख में दिया गया है) ऊर्जा कन्वर्टर्स हैं वे इसे नेटवर्क से प्राप्त करते हैं और इसे अन्य रूपों में घुमाते हैं - विकिरण और गर्मी छेड़ने, जबकि बाद में एक अवांछनीय उप-उत्पाद है एक्सरे ट्यूब डिवाइस ऐसा है कि यह फोटॉन के उत्पादन को अधिकतम करता है और जितनी जल्दी हो सके गर्मी को नष्ट कर देता है।

ट्यूब एक अपेक्षाकृत सरल उपकरण है, जिसमें आमतौर पर दो मुख्य तत्व होते हैं - कैथोड और एनोोड। जब कैथोड से एनोड तक वर्तमान प्रवाह होता है, तो इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा कम होती है, जो एक्स-रे की पीढ़ी की ओर जाता है।

एनोड

एनोड एक घटक है जिसमें उच्च-ऊर्जा फोटॉन उत्सर्जित होते हैं। यह धातु का एक अपेक्षाकृत बड़ा तत्व है जो विद्युत सर्किट के सकारात्मक ध्रुव से जोड़ता है। यह दो मुख्य कार्य करता है:

• एक्स-रे में इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा को परिवर्तित करता है,
• गर्मी हटाएं

इन कार्यों को बढ़ाने के लिए एनोड के लिए सामग्री चुना गया है

आदर्श रूप से, अधिकांश इलेक्ट्रॉनों को गर्मी के बजाय उच्च-ऊर्जा फोटॉनों को बनाना चाहिए। उनकी कुल ऊर्जा का अनुपात, जो एक्स-रे विकिरण में परिवर्तित होता है, (EFFICIENCY) दो कारकों पर निर्भर करता है:

• एनोड सामग्री के परमाणु संख्या (जेड)
• इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा

ज्यादातर एक्स-रे ट्यूबों में, टंगस्टन को एनोड सामग्री के रूप में प्रयोग किया जाता है, जिसमें से परमाणु संख्या 74 है। बड़े जेड के अतिरिक्त, इस धातु में कुछ अन्य विशेषताओं हैं जो इस प्रयोजन के लिए उपयुक्त बनाती हैं। टंगस्टन गर्म होने पर ताकत बनाए रखने की अपनी क्षमता में अद्वितीय है, एक उच्च पिघलने बिंदु और कम वाष्पीकरण दर है

कई सालों तक एनोड शुद्ध टंगस्टन का बना हुआ था। हाल के वर्षों में, इस धातु के मिश्र धातु के साथ रैनियम, लेकिन केवल सतह पर, इसका प्रयोग किया गया है। टंगस्टन-रैनियम कोटिंग के तहत ही एनोड एक हल्के पदार्थ से बना है जो गर्मी अच्छी तरह जमा करता है। दो ऐसे पदार्थ मोलिब्डेनम और ग्रेफाइट हैं।

मैमोग्राफी के लिए इस्तेमाल एक्स-रे ट्यूब मोलिब्डेनम के साथ लेपित एनोड से बने होते हैं। इस सामग्री में एक मध्यवर्ती परमाणु संख्या (Z = 42) है, जो ऊर्जा के साथ विशिष्ट फोटानों को जन्म देती है जो कि स्तन की शूटिंग के लिए सुविधाजनक हैं कुछ मैमोग्राफी यंत्रों में रोडियाम (जेड = 45) का दूसरा एनोडा होता है। यह आपको ऊर्जा बढ़ाने और एक घने छाती के लिए अधिक से अधिक प्रवेश प्राप्त करने की अनुमति देता है।

रैनियम-टंगस्टन मिश्र धातु का उपयोग दीर्घकालिक विकिरण उपज में सुधार करता है - समय के साथ-साथ, सतह पर थर्मल क्षति के कारण शुद्ध टंगस्टन की एनोड युक्त उपकरणों की दक्षता घट जाती है।

अधिकांश एनोड में बीवेल डिस्क्स का आकार होता है और इलेक्ट्रिक मोटर की शाफ्ट से जुड़ी होती है, जो उन्हें एक्स-रे के उत्सर्जन के दौरान अपेक्षाकृत उच्च गति में घूमती है। रोटेशन का उद्देश्य गर्मी को दूर करना है

फोकल स्थान

एक्स-रे की पीढ़ी में, संपूर्ण एनोड भाग नहीं लेता है। यह इसकी सतह के एक छोटे से क्षेत्र पर होता है - एक फोकल स्थान बाद के आयाम कैथोड से आने वाले इलेक्ट्रॉन बीम के आयामों द्वारा निर्धारित किए जाते हैं। अधिकांश उपकरणों में इसकी आयताकार आकार होती है और 0.1-2 मिमी की सीमा के भीतर भिन्न होती है।

एक्स-रे ट्यूब फोकल स्पॉट के एक निश्चित आकार के साथ परियोजना जितना छोटा होता है, उतना ही कम धुंधला और छवि की स्पष्टता अधिक होती है, उतनी ही अधिक होती है, बेहतर गर्मी हटा दी जाती है

फोकल स्थान का आकार कारकों में से एक है जिसे एक्स-रे ट्यूब चुनने पर ध्यान दिया जाना चाहिए। निर्माताओं छोटे फोकल स्पॉट के साथ उपकरणों का उत्पादन करते हैं, जब उच्च संकल्प को प्राप्त करने और पर्याप्त रूप से छोटे विकिरण आवश्यक है उदाहरण के लिए, शरीर के छोटे और पतले भागों के अध्ययन में यह आवश्यक है, जैसे मैमोग्राफी।

एक्स-रे ट्यूब मुख्य रूप से दो आकार के फोकल स्पॉट के साथ निर्मित होते हैं - बड़े और छोटे, जो ऑपरेटर द्वारा छवि निर्माण की प्रक्रिया के अनुसार चुना जा सकता है।

कैथोड

कैथोड का मुख्य कार्य इलेक्ट्रॉनों को उत्पन्न करना और एनोड पर निर्देशित बीम में उन्हें एकत्र करना है। एक नियम के रूप में, इसमें एक छोटे से तार सर्पिल (फिलामेंट) होता है, जो एक कप के आकार का अवसाद में विसर्जित होता है।

सर्किट से गुजरने वाले इलेक्ट्रॉन आमतौर पर कंडक्टर को नहीं छोड़ सकते हैं और खाली स्थान पर जा सकते हैं। हालांकि, वे ऐसा कर सकते हैं यदि उन्हें पर्याप्त ऊर्जा मिलती है थर्मोनिक उत्सर्जन के रूप में जाना जाने वाली प्रक्रिया में, कैथोड से इलेक्ट्रान को निकालने के लिए गर्मी का उपयोग किया जाता है। यह संभव हो जाता है जब खाली एक्सरे ट्यूब में दबाव ^10-6 -10 ^-7 मिमी एचजी तक पहुंच जाता है। कला। फिलामेंट उसी तरह गर्म होता है जैसे तापदीप्त दीपक की रेशा जब वर्तमान में इसके माध्यम से प्रवाह होता है। एक्स-रे ट्यूब का काम कैथोड से तापीय ऊर्जा से कुछ इलेक्ट्रॉनों के प्रतिस्थापन के साथ luminescence तापमान के साथ हीटिंग के साथ है।

गुब्बारा

एनोड और कैथोड एक मोहरबंद आवरण में निहित हैं। गुब्बारे और इसकी सामग्री को अक्सर एक सम्मिलित कहा जाता है जिसमें सीमित उम्र है और इसे बदला जा सकता है। एक्स-रे ट्यूबों में मुख्य रूप से कांच के बल्ब होते हैं, हालांकि कुछ अनुप्रयोगों के लिए धातु और सिरेमिक सिलेंडर का उपयोग किया जाता है।

सिलेंडर का मुख्य कार्य एनोड और कैथोड का समर्थन और इन्सुलेशन प्रदान करना है , और एक वैक्यूम बनाए रखना है। 15 डिग्री सेल्सियस पर खाली एक्सरे ट्यूब में दबाव 1.2 · 10 ^-3 पा है। सिलेंडर में गैसों की मौजूदगी से बिजली को डिवाइस के माध्यम से आसानी से प्रवाह करने की अनुमति मिलेगी, न कि केवल एक इलेक्ट्रॉन बीम के रूप में।

आवास

एक्स-रे ट्यूब डिवाइस ऐसी है कि, बाड़ और अन्य घटकों के समर्थन के अतिरिक्त, इसका आवास एक ढाल के रूप में कार्य करता है और विकिरण को अवशोषित करता है, सिवाय खिड़की से गुजरने के लिए उपयोगी किरण को छोड़कर। इसकी अपेक्षाकृत बड़ी बाहरी सतह डिवाइस के अंदर उत्पन्न होने वाली अधिक गर्मी को नष्ट करती है। शरीर और डालने के बीच का स्थान तेल से भर जाता है, इन्सुलेशन प्रदान करता है और इसकी कूलिंग।

श्रृंखला

विद्युत सर्किट एक ऊर्जा स्रोत को ट्यूब को जोड़ता है, जिसे जनरेटर कहा जाता है। स्रोत नेटवर्क से पावर प्राप्त करता है और एक निरंतर एक में वैकल्पिक चालू को परिवर्तित करता है। जनरेटर आपको सर्किट के कुछ पैरामीटर समायोजित करने की अनुमति भी देता है:

• केवी - वोल्टेज या बिजली की क्षमता;
• एमए वर्तमान है जो ट्यूब के माध्यम से बहती है;
• एस - एक्सपोज़र की अवधि या समय, एक दूसरे के अंश में

श्रृंखला इलेक्ट्रॉनों की गति सुनिश्चित करती है वे ऊर्जा के साथ चार्ज किया जाता है, जनरेटर के माध्यम से गुजरता है, और इसे एनोद में देता है। जैसे ही वे जाते हैं, वहां दो परिवर्तन होते हैं:

• संभावित विद्युत ऊर्जा को गतिज ऊर्जा में बदल दिया जाता है;
• गतिज, बदले में, एक्स-रे विकिरण और गर्मी में तब्दील हो जाती है।

संभावित

जब इलेक्ट्रॉन फ्लास्क में प्रवेश करते हैं, तो उनके पास संभावित विद्युत ऊर्जा होती है, जिसकी मात्रा वोल्टेज केवी द्वारा एनोड और कैथोड के बीच निर्धारित होती है। एक्स-रे ट्यूब वोल्टेज के तहत संचालित होता है, 1 केवी बनाने के लिए प्रत्येक कण में 1 केवी होना चाहिए। केवी का समायोजन करके, ऑपरेटर प्रत्येक इलेक्ट्रॉन को ऊर्जा का एक हिस्सा प्रदान करता है।

कैनेटीक्स

खाली एक्सरे ट्यूब (15 डिग्री सेल्सियस पर यह ^10-6 -10 ^-7 मिमी एचजीजी) में कम दबाव कैथोड से थर्मोनिक उत्सर्जन और बिजली बल की कार्रवाई के तहत कणों को एनोड से बचने की अनुमति देता है। यह बल उनको गति देता है, जिससे गति और गतिज ऊर्जा में वृद्धि और संभावित ऊर्जा में कमी हो जाती है। जब एक कण एनोड को मारता है, तो इसकी क्षमता खो जाती है, और इसकी सारी ऊर्जा गतिज ऊर्जा में जाती है। 100 के वी इलेक्ट्रॉन एक प्रकाश की आधे गति से अधिक वेग तक पहुंचता है । सतह पर हड़ताल, कण बहुत धीमी गति से धीमी गति से और अपनी गतिज ऊर्जा खो देते हैं यह एक्स-रे या गर्मी में बदल जाता है

इलेक्ट्रॉनों को एनोड सामग्री के व्यक्तिगत परमाणुओं के संपर्क में आते हैं। विकिरण उत्पन्न होता है जब वे ऑर्बिटल्स (एक्स-रे फोटॉन) और न्यूक्लियस (ब्रेम्सस्ट्रालुंग) के साथ बातचीत करते हैं।

संचार की शक्ति

परमाणु के अंदर प्रत्येक इलेक्ट्रॉन एक निश्चित बाध्यकारी ऊर्जा है, जो बाद के आकार और कण स्थित स्तर पर निर्भर करता है। एक्स-रे विकिरण की उत्पत्ति में बाध्यकारी ऊर्जा महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है और परमाणु से इलेक्ट्रॉन को निकालने के लिए आवश्यक है।

bremsstrahlung

ब्रेक विकिरण फोटॉनों की सबसे बड़ी संख्या का उत्पादन करता है एनोड सामग्री में प्रवेश करने वाले इलेक्ट्रॉनों और नाभिक के पास से गुजरने वाले इलेक्ट्रॉनों को परमाणु के आकर्षण के बल से हटा दिया जाता है और धीमा हो जाता है। उनकी बैठक, इस बैठक के दौरान खो गई, एक्स-रे फोटॉन के रूप में दिखाई देती है।

की सीमा

केवल कुछ फोटॉनों के पास इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा के करीब ऊर्जा है। उनमें से ज्यादातर कम हैं मान लीजिए कि एक जगह है, या एक क्षेत्र, नाभिक के आसपास है, जिसमें इलेक्ट्रॉनों "निषेध" के बल का अनुभव है। यह क्षेत्र जोन में विभाजित किया जा सकता है। यह केन्द्र में एक परमाणु के साथ एक नाभिक क्षेत्र को लक्ष्य देता है। एक इलेक्ट्रॉन जो लक्ष्य के किसी भी बिंदु को मारता है, क्षय को कम करता है और एक्स-रे फोटॉन उत्पन्न करता है। कण जो केंद्र के निकट आते हैं, वे सबसे अधिक प्रभाव के संपर्क में आते हैं, और इसलिए, सबसे अधिक ऊर्जा खो देते हैं, जो कि उच्च-ऊर्जा फोटानों का उत्पादन करते हैं। बाहरी क्षेत्रों में प्रवेश करने वाले इलेक्ट्रॉनों कमजोर बातचीत का अनुभव करते हैं और कम ऊर्जा के साथ क्वांटा उत्पन्न करते हैं। यद्यपि क्षेत्र की एक ही चौड़ाई है, उनके पास कोर की दूरी के आधार पर अलग-अलग क्षेत्र हैं। चूंकि किसी दिए गए ज़ोन पर गिरने वाले कणों की संख्या उसके कुल क्षेत्र पर निर्भर करती है, इसलिए यह स्पष्ट है कि बाह्य क्षेत्र अधिक इलेक्ट्रॉनों को कैप्चर करते हैं और अधिक फोटॉन बनाए जाते हैं। इस मॉडल के अनुसार, एक्स-रे विकिरण के ऊर्जा स्पेक्ट्रम की भविष्यवाणी करना संभव है।

ई मौलिक ब्रीम्सस्ट्रालंग स्पेक्ट्रम के _{अधिकतम} फोटॉन ई _{अधिकतम} इलेक्ट्रॉन _से मेल खाती है। इस बिंदु के नीचे, क्वांटा की ऊर्जा में कमी के साथ, उनकी संख्या बढ़ जाती है।

कम ऊर्जा के साथ फोटोन की एक महत्वपूर्ण संख्या को अवशोषित या फ़िल्टर किया जाता है, क्योंकि वे एनोड सतह, ट्यूब विंडो या फिल्टर के माध्यम से पार करने का प्रयास करते हैं। निस्पंदन, एक नियम के रूप में, बीम से गुजरती सामग्री की संरचना और मोटाई पर निर्भर करता है, जो स्पेक्ट्रम की कम ऊर्जा वक्र के अंतिम रूप को निर्धारित करता है।

कावी का प्रभाव

स्पेक्ट्रम का उच्च-ऊर्जा हिस्सा एक्स-रे ट्यूब केवी (किलोवाल्ट) में वोल्टेज को निर्धारित करता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि यह एनोड तक पहुंचने वाले इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा को निर्धारित करता है, और फोटॉनों में इस से अधिक संभावित नहीं हो सकता है। एक्स-रे ट्यूब का काम किस वोल्टेज में होता है? अधिकतम फोटॉन ऊर्जा अधिकतम लागू क्षमता से मेल खाती है। वर्तमान में एसी मालों की वजह से यह वोल्टेज एक्सपोज़र के दौरान भिन्न हो सकता है। इस मामले में, ई _{अधिकतम} फोटोन दोलन अवधि के पीवीसी वोल्टेज के द्वारा निर्धारित किया जाता है।

क्वांटा की क्षमता के अलावा, केवी _पी एनीड में प्रवेश वाले इलेक्ट्रॉनों की एक निश्चित संख्या से उत्पन्न विकिरण की मात्रा निर्धारित करता है। बॉम्बेस्टर इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा के विकास की वजह से ब्रीमेस्ट्रालुंग की कुल दक्षता बढ़ने से, केवी _पी द्वारा निर्धारित किया जाता है, इसलिए यह इस प्रकार है कि केवी _पी डिवाइस की दक्षता को प्रभावित करती है।

केवी _पी में परिवर्तन, एक नियम के रूप में, स्पेक्ट्रम को बदलता है। ऊर्जा वक्र के तहत कुल क्षेत्रफल फोटॉन की संख्या है एक फिल्टर के बिना, स्पेक्ट्रम एक त्रिकोण है, और विकिरण की मात्रा केवी के वर्ग के लिए आनुपातिक है। एक फिल्टर की उपस्थिति में, केवी में वृद्धि में फोटॉन की पहुंच बढ़ जाती है, जो कि फ़िल्टर किए गए विकिरण के प्रतिशत को कम करता है। इससे विकिरण उपज में वृद्धि हुई है।

विशेषता विकिरण

विशेषता विकिरण पैदा करने वाले इंटरैक्शन में ऑर्बिटल वाले उच्च गति वाले इलेक्ट्रॉनों की टक्कर शामिल होती है। इंटरेक्शन केवल तभी हो सकता है जब आने वाले कणों को ई परमाणु में बाध्यकारी ऊर्जा से बड़ा होता है। जब यह स्थिति पूरी होती है, और एक टक्कर होती है, तो इलेक्ट्रॉन बाहर खटखटाया जाता है। यह उच्च ऊर्जा स्तर के कण से भरी रिक्ति छोड़ देता है। गति चाल के रूप में, इलेक्ट्रॉन एक एक्स-रे क्वांटम के रूप में निकलने वाली ऊर्जा को बंद कर देता है। यह लक्षण विकिरण कहा जाता है, क्योंकि ई फोटॉन रासायनिक तत्व का एक विशेषता है जिसमें से एनोड किया जाता है। उदाहरण के लिए, जब टंगस्टन के स्तर के इलेक्ट्रॉन ई _{युग्मन} = 69.5 केवी के साथ खटखटाया जाता है, तो रिक्ति ई _{बॉन्ड} = 10.2 केई के साथ एल-लेवल से एक इलेक्ट्रॉन द्वारा भर जाती है। एक्स-रे फोटोन की विशिष्ट विशेषता इन दो स्तरों या 59.3 केवी के बीच के अंतर के बराबर होती है।

वास्तव में, इस एनोड सामग्री में एक्स-रे ऊर्जा की कई विशेषताओं की उपस्थिति होती है। इसका कारण यह है कि विभिन्न ऊर्जा स्तरों (कश्मीर, एल, आदि) पर इलेक्ट्रॉनों कणों पर हमला करके बाहर खटखटाया जा सकता है, और रिक्तियों को विभिन्न ऊर्जा स्तरों से भरा जा सकता है। तथ्य के बावजूद कि एल-स्तरीय फोटॉनों की रिक्तियों को भरना, निदान इमेजिंग में उनकी ऊर्जा बहुत कम है। प्रत्येक विशेषता ऊर्जा को एक पद दिया जाता है जो कि कक्षीय को इंगित करता है जिसमें रिक्ति का गठन किया जाता है, एक सूचकांक के साथ जो इलेक्ट्रॉन भरने का स्रोत दर्शाता है। एलएफ़ए इंडेक्स (α) एल-लेवल से इलेक्ट्रॉन को भरने को इंगित करता है, और बीटा (β) एम या एन स्तर से भरने को इंगित करता है।

• टंगस्टन के स्पेक्ट्रम इस धातु के लक्षण विकिरण में कई असतत ऊर्जा शामिल हैं जो एक रैखिक स्पेक्ट्रम का उत्पादन करता है, और ब्रेम्सस्ट्रालुंग एक निरंतर वितरण बनाता है। प्रत्येक विशेषता ऊर्जा के द्वारा बनाए गए फोटॉनों की संख्या में भिन्नता है कि कि-स्तर की रिक्ति भरने की संभावना कक्षीय पर निर्भर करती है।
• मोलिब्डेनम का स्पेक्ट्रम मैमोग्राफी के लिए इस्तेमाल किए गए इस धातु से एनोड्स दो काफी तीव्र विशेषता एक्स-रे ऊर्जा: 17.9 केवी पर के-अल्फा और 1 9 .5 केइ में के-बीटा का उत्पादन करते हैं। एक्स-रे ट्यूब के इष्टतम स्पेक्ट्रम, जो एक मध्यम आकार के स्तन के लिए विपरीत और विकिरण खुराक के बीच का सबसे अच्छा संतुलन हासिल करना संभव बनाता है, _एएफ = 20 केवी पर प्राप्त होता है। हालांकि, ब्रेम्सस्ट्रालुंग को उच्च ऊर्जा द्वारा निर्मित किया गया है। मैमोग्राफी उपकरण में, मोलिब्डेनम फिल्टर का उपयोग स्पेक्ट्रम के अवांछनीय हिस्से को हटाने के लिए किया जाता है। फ़िल्टर "के किनारे" सिद्धांत पर चल रहा है यह विकिरण को अवशोषित करता है जो मोलिब्डेनम परमाणु के कश्मीर स्तर पर इलेक्ट्रॉनों की बाध्यकारी ऊर्जा से अधिक है।
• रोडियाम का स्पेक्ट्रम रोडियाम में 45 की एक परमाणु संख्या है, और मोलिब्डेनम 42 है। इसलिए, रोडियम एनोड की विशेषता एक्स-रे विकिरण मोलिब्डेनम की तुलना में थोड़ी अधिक ऊष्मीय ऊर्जा होगी और अधिक मर्मज्ञ होगा। इसका उपयोग घने स्तनों की छवियों को प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

डबल सतह क्षेत्रों के साथ एनोड्स, मोलिब्डेनम-रोडियाम, विभिन्न आकारों और घनत्व के स्तन ग्रंथियों के लिए अनुकूलित वितरण का चयन करने के लिए ऑपरेटर को सक्षम करता है।

स्पेक्ट्रम पर केवी का प्रभाव

केवी के मूल्य ने विशेष रूप से विशेषता विकिरण को प्रभावित किया है, क्योंकि केवी कम-स्तर के इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा से कम है, क्योंकि इसका उत्पादन नहीं किया जाएगा। जब केवी इस दहलीज से अधिक है, तो विकिरण की मात्रा आमतौर पर केवी ट्यूब और थ्रेशोल्ड केवी के बीच के अंतर के समान है।

उपकरण से उत्सर्जित एक्सरे फोटानों का ऊर्जा स्पेक्ट्रम कई कारकों द्वारा निर्धारित किया जाता है। एक नियम के रूप में, यह ब्रीम्सस्ट्रालुंग और विशेषतापूर्ण बातचीत का क्वांटा होता है।

स्पेक्ट्रम की रिश्तेदार संरचना एनोड, केवी और फिल्टर की सामग्री पर निर्भर करती है। टंगस्टन एनोड के साथ एक ट्यूब में, केवी <69.5 केयू में विशेषता विकिरण का गठन नहीं होता है। नैदानिक अध्ययन में उपयोग किए गए सीवी के उच्च मूल्यों पर, विशेषता विकिरण कुल विकिरण को 25% तक बढ़ा देता है। मोलिब्डेनम उपकरणों में, यह कुल पीढ़ी के अधिकांश के लिए जिम्मेदार हो सकता है।

क्षमता

इलेक्ट्रॉनों द्वारा वितरित ऊर्जा का केवल एक छोटा सा हिस्सा विकिरण में परिवर्तित होता है। मुख्य भाग अवशोषित होता है और गर्मी में परिवर्तित होता है। विकिरण दक्षता को कुल विद्युत ऊर्जा से कुल विकिरण ऊर्जा के अंश के रूप में परिभाषित किया जाता है जो एनोड के लिए आपूर्ति की जाती है। एक्स-रे ट्यूब की दक्षता का निर्धारण करने वाले कारक हैं, लागू वोल्टेज केवी और परमाणु संख्या Z. अनुमानित अनुपात निम्नानुसार है:

• दक्षता = केवी x ज़ेड एक्स 10 ^-6

दक्षता और केवी के बीच का संबंध एक्स-रे उपकरण के व्यावहारिक उपयोग पर एक विशिष्ट प्रभाव है। गर्मी पीढ़ी के कारण, ट्यूबों को विद्युत ऊर्जा की मात्रा में एक निश्चित सीमा होती है जो वे नष्ट कर सकती हैं यह डिवाइस की शक्ति पर एक सीमा को लगाता है। केवी में वृद्धि के साथ, हालांकि, प्रति इकाई गर्मी का उत्पादन विकिरण की मात्रा काफी बढ़ जाती है।

एनोड की संरचना पर एक्स-रे बनाने की दक्षता पर निर्भरता केवल शैक्षणिक हित का है, क्योंकि अधिकांश डिवाइस टंगस्टन का उपयोग करते हैं। मोलिब्डेनम और रोडियाम अपवाद हैं, मैमोग्राफी में प्रयोग किया जाता है। इन उपकरणों की दक्षता टंगस्टन की तुलना में बहुत कम है क्योंकि उनकी कम परमाणु संख्या है।

प्रभावशीलता

एक्स-रे ट्यूब की दक्षता को मिलि-रेडेंट्स में विकिरण की मात्रा के रूप में परिभाषित किया गया है जो साधन के माध्यम से गुजरने वाले प्रत्येक 1 एमए इलेक्ट्रोन के लिए फोकल स्थान से 1 मीटर की दूरी पर उपयोगी बीम के केंद्र में एक बिंदु पर पहुंचा। इसका मूल्य एक्स-रे विकिरण में चार्ज कणों की ऊर्जा को बदलने के लिए डिवाइस की क्षमता को व्यक्त करता है। आपको मरीज और तस्वीर के प्रदर्शन का पता लगाने की अनुमति देता है दक्षता की तरह, डिवाइस की दक्षता कई कारकों पर निर्भर करती है, जिसमें केवी, वोल्टेज तरंग, एनोड सामग्री और इसकी सतह को नुकसान की मात्रा, फिल्टर और डिवाइस के उपयोग के समय शामिल हैं।

केवी नियंत्रण

वोल्टेज केवी प्रभावी ढंग से एक्स-रे ट्यूब के आउटपुट विकिरण को नियंत्रित करता है। एक नियम के रूप में, यह माना जाता है कि आउटपुट केवी के वर्ग के लिए आनुपातिक है। केवी को दोहराकर 4 गुना एक्सपोजर बढ़ता है।

तरंग

वेवफॉर्म उस तरीके का वर्णन करता है जिसमें किवी बिजली आपूर्ति की चक्रीय प्रकृति के कारण विकिरण की पीढ़ी के दौरान समय के साथ भिन्न होती है। कई अलग अलग तरंगों का उपयोग किया जाता है। सामान्य सिद्धांत यह है: छोटे केवी के आकार, अधिक कुशल एक्स-रे विकिरण का उत्पादन होता है। आधुनिक उपकरणों में, एक अपेक्षाकृत स्थिर केवी के साथ जेनरेटर का उपयोग किया जाता है।

एक्स-रे ट्यूब: निर्माताओं

ऑक्सफोर्ड इंस्ट्रूमेंट्स ने विभिन्न उपकरणों का निर्माण किया है, जिनमें 250 डब्ल्यू तक की शक्ति, 4-80 केवी की क्षमता, 10 माइक्रोन तक का फोकल स्थान और एग, एयू, सह, सीआर, सीयू, एफई, मो सहित कई तरह की एनोड सामग्री शामिल हैं। पीडी, आरएच, तिवारी, डब्ल्यू।

वेरियन 400 से अधिक विभिन्न प्रकार के चिकित्सा और औद्योगिक एक्स-रे ट्यूब पेश करता है। अन्य प्रसिद्ध निर्माता डूनली, जीई, फिलिप्स, शिमदाज़ू, सीमेंस, तोशिबा, आईएई, हांग्जो वांडोंग, कैलंग और अन्य हैं।

रूस में, एक्स-रे ट्यूब "स्वेतलाना-रोएन्टजेन" का उत्पादन किया जाता है। घूर्णन और स्थिर anode के साथ पारंपरिक उपकरणों के अलावा, कंपनी एक ठंड कैथोड के साथ उपकरणों का निर्माण करती है, जो कि प्रकाश प्रवाह द्वारा नियंत्रित होता है। डिवाइस के फायदे हैं:

• निरंतर और स्पंदित मोड में कार्य करें;
• जड़ता का अभाव;
• एलईडी की वर्तमान तीव्रता का विनियमन;
• स्पेक्ट्रम की शुद्धता;
• विभिन्न तीव्रता के एक्स-रे प्राप्त करने की संभावना।