DSC48

Istota promieniowania rentgenowskiego i jego oddziaływanie z materią

Promieniowanie rentgenowskie (nazywane również promieniowaniem X) jest rodzajem promieniowania elektromagnetycznego powstającego w akceleratorze, jakim jest lampa rentgenowska (ryc. 2.1).

Elementy składowe lampy rentgenowskiej to (ryc. 2.2):

• katoda,

* anoda,

• szklana bańka z próżnią.

Lampa rentgenowska jest umieszczona w metalowym kołpaku wypełnionym olejem. Kołpak służy do pochłaniania promieniowania rentgenowskiego i posiada tylko jedno okienko, przez które emitowana jest jego wiązka użyteczna w diagnostyce.

Katoda, czyli elektroda ujemna, jest zbudowana z cienkiego drutu wolframowego w kształcie spirali. Anoda, czyli elektroda dodatnia, składa się z bloku miedzianego z ogniskiem wolframowym (jedynie w mammografu stosuje się anody molibdenowe lub rodowe). Po włączeniu lampy rentgenowskiej drut katody, zwany włóknem żarzenia, ulega rozgrzaniu i wówczas dochodzi do emisji elektronów pod wpływem temperatury, co nazywane jest zjawiskiem termo-emisji. Na skutek istnienia różnicy potencjałów między elektrodami elektrony ulegają przyspieszeniu między katodą i anodą (dlatego lampę rtg można nazwać akceleratorem) w warunkach próżniowych. W chwili zderzenia elektronów z powierzchnią ogniska anody dochodzi do ich zahamowania i zamiany energii kinetycznej na ciepło i promieniowanie rentgenowskie.

Zjawiska zachodzące w lampie rentgenowskiej na poziomie atomowym można scharakteryzować w następujący sposób:

1. Nadchodzący elektron zderza się z elektronem z zewnętrznej powłoki atomu wolframu anody, który ulega wybiciu na wyższą powłokę, co nazywane jest wzbudzeniem, lub całkowitemu wybiciu poza atom, który tym samym ulega zjonizowaniu; jednocześnie wydziela się ciepło (ryc. 2.3).

Blok miedziany

Bańka szklana

Ognisko anody

Hyc. 2.1. Lampa rentgenowska z aparatu do zdjęć wewnątrz- ► Hyc. 2.2. Schemat budowy lampy rentgenowskiej, stnych.