2. Тормозное рентгеновское излучение.

Тормозное рентге­новское излучение возникает в результате торможения электрона (или иной заряженной частицы) электростатическим полем атомного ядра и атомных электронов веществ антикатода .

Механизм его можно пояснить следующим образом. С движу­щимся электрическим зарядом связано магнитное поле, индук­ция которого зависит от скорости электрона. При торможении уменьшается магнитная индукция и в соответствии с теорией Максвелла появляется электромагнитная волна.

При торможении электронов лишь часть энергии идет на созда­ние фотона рентгеновского излучения, другая часть расходуется на нагревание анода. Так как соотношение между этими частями случайно, то при торможении большого количества электронов возникает рентгеновское излучение с непрерывным (сплошным) спектром. На рис.5 представлены зависимости потока рентге­новского излучения от длины волны X (спектры) при разных на­пряжениях на рентгеновской трубке: U_t < U₂ < U_s.

В каждом из спектров наиболее коротковолновое тормозное из­лучение, соответствующее длине волны _min, возникает тогда, когда энергия, приобретенная электроном в ускоряющем поле, полностью переходит в энергию фотона:

рис.4

Эту формулу можно преобразовать в более удобное для практи­ческих целей выражение:

рис.5

Рис.4 Рис.5

где _мin — минимальная длина волны, 10"¹⁰ м; U — напряжение, кВ.

Коротковолновое рентгеновское излучение обычно обладает большей проникающей способностью, чем длинноволновое, и на­зывается жестким, а длинноволновое — мягким.

Увеличивая напряжение на рентгеновской трубке, изменяют спектральный состав излучения, увеличивая долю жесткой ком­поненты, как это видно из рис. 5 и формулы 5. Если увеличить температуру накала катода, то возрастут эмис­сия электронов и сила тока в трубке. Это приведет к увеличению числа фотонов рентгеновского излучения, испускаемых каждую секунду. Спектральный состав его не изменится.

Поток рентгеновских излучений вычисляется по формуле:

Где U и I — напряжение между электродами и сила тока в рентге­новской трубке, Z — порядковый номер атома вещества антика­тода, k = 10"⁹ В ¹ — коэффициент пропорциональности. Спектры, полученные от разных антикатодов при одинаковых U и /_н (рис.7)

Рис. 7

3. Рентгеновские трубки и аппараты.

Рентгеновские аппараты совокупность оборудования для получения и использования рентгеновского излучения. В зависимости от назначения Рентгеновские аппараты делят на медицинские и технические.

Рентгеновские аппараты состоят из одного или нескольких рентгеновских излучателей (рентгеновских трубок); питающего устройства, обеспечивающего электрической энергией рентгеновский излучатель; устройства для преобразования рентгеновского излучения, прошедшего через исследуемый объект, в видимое изображение, доступное для наблюдения, анализа или фиксации (экран, рентгеновская кассета с рентгенографической пленкой, усилитель рентгеновского изображения, телевизионное видеоконтрольное устройство, видеомагнитофон, фотокамеры, кинокамеры и др.); штативных устройств, служащих для взаимной ориентации и перемещения излучателя, объекта исследования и приемника излучения: систем защиты и управления рентгеновским аппаратом. Для формирования потока излучения применяют диафрагмы, тубусы, фильтры, отсеивающие растры, формирующие излучение в пространстве коллиматоры; автоматические рентгеноэкспонометры и стабилизаторы яркости. Рентгенодиагностические аппараты в зависимости от конструкции и условий эксплуатации разделяют на стационарные, передвижные и переносные. Рентгенодиагностические аппараты могут быть общего назначения и специализированные. Последние по методам и условиям исследования подразделяют на флюорографические, например флюорографы 12Ф7, 12Ф7-Ц с 70 и 100 мм фотокамерами, главным образом для массовых профилактических исследований, томографические, стимуляторы для планирования лучевой терапии, для работы в операционных, например аппарат хирургический передвижной 10×4, и др. По области применения различают Рентгеновские аппараты для ангиографии (Ангиография), для нейрорентгенодиагностики, урологических исследований, маммографии (Маммография), дентальные, в т.ч. панорамные — ортопантомографы и др.[3]