V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
Konstrukční provedení rentgenky
Na rozdíl běžných elektronek používaných slaboproudé elektronice mají rentgenky
poměrně robustní konstrukci (velikostí podobají spíše obrazovkám vysílacím elektronkám),
danou dvěma okolnostmi. Původně
obdélníkové dopadové ohnisko podélném směru zmenšené vlivem šikmé, sklopené plochy
anody; jeho projekce směru zobrazení téměř čtvercový tvar velikosti zpravidla 0,5-2mm.
Chlazení rotace anody
Lokálnímu přehřívání jediného místa anody (ohniska), kam dopadají elektrony, často zabraňuje
http://astronuklfyzika.10.htm 49) [15. Přepínáním žhavícího proudu lze žhavit jedno či
druhé vlákno měnit tak velikost dopadového ohniska anodě. Přivedením
vyššího záporného napětí mřížku lze velmi rychle přerušit anodový proud tím emisi X-záření (využívá někdy
pro rychlou rtg kinematografii).1913, vyvinulo katodové trubice, přes Crookesovu lampu; později byla doplněna
rotace anody viz níže.2008 12:14:48]
. Častým požadavkem zde vysoká energie intenzita X-záření.
Nejčasteji používaným materiálem pro anodu rentgenky wolfram (tungsten), těžký tepelně odolný kov. Pro odvod tohoto tepla musí mít anoda poměrně masívní konstrukci; navíc používá
rotace anody jejího chlazení (je popsáno viz níže).
*) Tyto rentgenky mají většinou dvě katodová vlákna kratší delší.
Rentgenky můžeme rozdělit dvou hlavních skupin, kterými řídí jejich konstrukční provedení:
♦ Rentgenky pro průmyslové radioterapeutické použití,
u nichž není zapotřebí fokusace elektronů téměř bodového ohniska které mají pevnou
(nerotující) anodu. Elektrické napětí, přivedené na
tuto mřížku, velmi citlivě moduluje tok elektronů (tj.1 vlevo, které vytvořil W. anoda složena více vrstev legovaného wolframu, molybdenu, grafitu.3. Druhou okolností
je tepelný ohřev: elektrony dopadající vysokou rychlostí anodu přeměňují jen malou část své energie
v X-záření, převážná většina jejich kinetické energie přeměňuje teplo anoda rentgenky se
silně zahřívá. Vojtěch Ullmann: Detekce aplikace ionizujícího záření
*) Elektronový fotoefekt vyzařování fotonů nastává při přeskocích elektronů vnějších slupkách, avšak energie
těchto fotonů nízká toto záření překryto spojitým brzdným zářením začátku spektra.
♦ Rentgenky pro rtg diagnostiku
s fokusací elektronového svazku ohniska většinou rotující anodou (proti lokálnímu
přehřívání ohniska). Níže budeme zabývat především těmito rentgenkami pro radiodiagnostiku.2.
Fokusace elektronů, ohnisko
Pro dosažení dobré ostrosti rozlišení stínového transmisního obrazu při rtg diagnostice zapotřebí,
aby svazek X-záření vycházel téměř bodového zdroje.
Výše popsané "klasické" konstrukční provedení rentgenky podle obr.cz/JadRadMetody.
Coolidge r.
Speciální druhy rentgenových trubic
Kromě katody anody ojediněle některých typů rentgenek můžeme setkat ještě třetí elektrodou -
drátěnou mřížkou, umístěnou mezi katodou anodou, těsné blízkosti katody. rentgenek pro rtg diagnostiku je
žhavené vlákno*) zapuštěno prohlubni fokusační štěrbině katody, která zápornou polaritu,
takže svým odpudivým účinkem shlukuje elektrony úzkého proužku. Jednak značně vysoké napětí dosahující stovek kV. anodový proud) tím intenzitu X-záření. Pro
zlepšení tepelných vlastností anody, především tepelné kapacity, často používá wolfram legovaný rheniem (10%),
popř. Skutečné,
optické ohnisko vznikajícího X-záření geometrickým průmětem zářící plošky anodě, tj.
dopadového ohniska, roviny kolmé svazku záření použitého pro zobrazení.RNDr.
Pro nízké energie X-záření (kolem 20-40keV) jako terčíkový materiál anody nepoužívá wolfram, ale
molybden; rtentgenka navíc opatřena beryliovým výstupním okénkem viz níže "Rtg mamografie". Elektrony urychlení
vysokým napětím pak dopadají poměrně ostře lokalizovaného místa anody dopadového
ohniska, které vzhledem protáhlému tvaru žhaveného vlákna obdélníkový tvar.
Pro speciální účely (především spektrometrické) konstruují rentgenky čelní transmisní anodou (Target Transmission
X-ray Tube), kde svazek urychlených elektronů dopadá čelně umístěnou anodu, přičemž vznikající X-záření prochází
přes tenkou anodu vnější stranu trubice, kde využíváno
