X線管とは何ですか?

X 線管は、高電圧で動作する真空ダイオードです。
X線管は2つの電極、陽極と陰極で構成されており、それぞれ電子を照射するターゲットと電子を放出するフィラメントに使用されます。両極は高真空のガラスまたはセラミックのハウジングに密閉されています。

Ｘ線管の電源部には、フィラメントを加熱するための低電圧電源と、２つの極に高電圧を印加するための高電圧発生器とが少なくとも含まれている。タングステン ワイヤが電子雲を生成するのに十分な電流を流し、アノードとカソードの間に十分な電圧 (キロボルト程度) が印加されると、電子雲はアノードに向かって引き寄せられます。このとき、電子は高エネルギーかつ高速な状態でタングステンターゲットに衝突します。高速電子はターゲット表面に到達し、その動きは突然遮断されます。運動エネルギーのごく一部が放射線エネルギーに変換され、X 線の形で放出されます。この形で発生する放射線は制動放射と呼ばれます。

フィラメント電流を変更すると、フィラメントの温度と放出される電子の量が変化し、それによって管電流と X 線の強度が変化します。X 線管の励起電位を変更したり、別のターゲットを選択したりすると、入射 X 線のエネルギーやさまざまなエネルギーでの強度が変化する可能性があります。高エネルギー電子の衝突により、X 線管は高温で動作するため、陽極ターゲットの強制冷却が必要になります。

X 線管の X 線発生のエネルギー効率は非常に低いですが、現在でも X 線管は最も実用的な X 線発生装置であり、X 線装置に広く使用されています。現在、医療用途は主に診断用 X 線管と治療用 X 線管に分けられます。