Röntgen tüpü bir X-ışını ve içinde elektrotlar bulunan bir vakumlu cam ampuldür. Bir tungsten filaman katot ve oldukça iletken bir metal anot içermektedir. Tüp elektrotları, birkaç yüz bin volta kadar yüksek bir voltaj kaynağına bağlanmalıdır. Tüplerin camları kullanım amacına göre farklılık gösterebilmektedir.
Akım uygulandığında röntgen tüpü, katot ve anot arasında üretilen elektrik alanı tarafından hızlandırılan elektronları yaymaya başlamaktadır. Bu işleme ise, elektron emisyonu denmektedir. Anoda ulaştıklarında elektronlar onun etrafında durmaktadır. Ayrıca bu işlem sırasında enerjilerinin çoğunu kaybetmektedir. Bu nedenle, X-ışını bremsstrahlung radyasyonu ortaya çıkmakta ve elektron enerjisinin baskın kısmı ısıya dönüştürülmektedir. Aşırı ısınmayı önlemek için anot soğutma sistemine bağlanmaktadır. Ayrıca anot su, yağ veya hava akışı kullanılarak soğutulmaktadır.
Her röntgen tüpü bir odak noktası içermektedir. Anotta elektronların girdiği ve X-ışınlarının yayıldığı bir alan bulunmaktadır. Radyasyon ışınının kalitesine ve boyutuna, aynı zamanda odak noktasının boyutuna bağlıdır. Normal (6-7 mm2) ve keskin (milimetre karenin birkaç yüzde biri veya binde biri) odaklı tüpler vardır.
Röntgen tüpü neden bilim için ilginçtir?
X-ışını radyasyonu sayesinde, bilim adamlarının çeşitli malzemelerin kristal kafeslerinin yapısını tanımasına izin veren X-ışını kristalografisi ortaya çıkmıştır. Nispeten yeni bir araştırma alanı, X-ışını mikroskobudur. Ortaya çıkan görüntünün uzamsal çözünürlüğünde elektron mikroskobundan daha düşük olmaktadır. Ancak birçok endüstri için kritik olabilen tahribatsız bir pozlama yöntemidir. X-ışını radyasyonu modern tıpta büyük bir rol oynamaktadır. Onsuz bilgisayarlı tomografi, birçok radyoterapi türü ve bir hastalığı teşhis etmek ve tedavi etmek için diğer araçların sağlanması mümkün hale gelmiştir.
Röntgen tüpü icadı ile, X-ışınları standart olmayan bir uygulama alanı haline gelmiştir. Onun yardımıyla, tabloların ve diğer sanat eserlerinin yaratılış tarihi gibi birçok ayrıntı öğrenilebilmektedir. Ayrıca stilleri gibi bazı özellikleri de öğrenilebilmektedir. Sanatçıların eserlerini incelemek ve gözlemlemek mümkündür. Ayrıca herhangi bir eseri müzede saklamak için uygun koşulları oluşturabilmektedir.
Ne zaman icat edilmiştir?
Modern X-ışınının röntgen tüpü için ana bileşenleri 1913 gibi erken bir tarihte icat edilmiştir. Bu tasarım, bazı iyileştirmelerle birlikte bugüne kadar hayatta kalmıştır. X-ışınları, metroya binmekten dişçi ziyaretine kadar hayatı boyunca bir kişiye eşlik etmektedir. Bu nedenle ise, bu teknolojinin nasıl çalıştığını bilmek gerekmektedir.
