Tubo de rayos-x
Un tubo de rayos X es un tubo de vacío que convierte la potencia de entrada eléctrica en rayos X. [1] La disponibilidad de esta fuente controlable de rayos X creó el campo de la radiografía , la obtención de imágenes de objetos parcialmente opacos con radiación penetrante . A diferencia de otras fuentes de radiación ionizante , los rayos X solo se producen mientras el tubo de rayos X está energizado. Los tubos de rayos X también se utilizan en escáneres CT, escáneres de equipaje de aeropuerto, cristalografía de rayos X , análisis de materiales y estructuras, y para inspección industrial.
La creciente demanda de sistemas de angiografía y tomografía computarizada (TC) de alto rendimiento ha impulsado el desarrollo de tubos de rayos X médicos de muy alto rendimiento.
Los tubos de rayos X evolucionaron a partir de los tubos de Crookes experimentales con los que los rayos X fueron descubiertos por primera vez el 8 de noviembre de 1895 por el físico alemán Wilhelm Conrad Röntgen . Estos tubos de rayos X de cátodo frío o Crookes de primera generación se utilizaron hasta la década de 1920. El tubo de Crookes fue mejorado por William Coolidge en 1913. [2] El tubo de Coolidge , también llamado tubo de cátodo caliente , es el más utilizado. Funciona con un vacío de muy buena calidad (alrededor de 10 −4 Pa, o 10 −6 Torr). [ cita requerida ]
Hasta finales de la década de 1980, los generadores de rayos X eran simplemente fuentes de alimentación variables de CA a CC de alto voltaje. A fines de la década de 1980, surgió un método diferente de control, llamado conmutación de alta velocidad. Esto siguió a la tecnología electrónica de fuentes de alimentación conmutadas (también conocida como fuente de alimentación conmutada ) y permitió un control más preciso de la unidad de rayos X, resultados de mayor calidad y exposiciones reducidas a rayos X. [ cita requerida ]
Como con cualquier tubo de vacío , hay un cátodo , que emite electrones en el vacío y un ánodo para recolectar los electrones, estableciendo así un flujo de corriente eléctrica, conocido como haz , a través del tubo. Una fuente de alimentación de alto voltaje , por ejemplo de 30 a 150 kilovoltios (kV), llamada voltaje de tubo , se conecta a través del cátodo y el ánodo para acelerar los electrones. El espectro de rayos X depende del material del ánodo y del voltaje de aceleración. [3]
Los electrones del cátodo chocan con el material del ánodo, generalmente tungsteno , molibdeno o cobre , y aceleran otros electrones, iones y núcleos dentro del material del ánodo. Alrededor del 1 % de la energía generada se emite/irradia, normalmente de forma perpendicular a la trayectoria del haz de electrones, en forma de rayos X. El resto de la energía se libera en forma de calor. Con el tiempo, el tungsteno se depositará desde el objetivo sobre la superficie interior del tubo, incluida la superficie de vidrio. Esto oscurecerá lentamente el tubo y se pensó que degradaría la calidad del haz de rayos X. El tungsteno vaporizado se condensa en el interior de la envoltura sobre la "ventana" y, por lo tanto, actúa como un filtro adicional y disminuye la capacidad de los tubos para irradiar calor. [4]Eventualmente, el depósito de tungsteno puede volverse lo suficientemente conductor como para que a voltajes suficientemente altos se produzca un arco. El arco saltará del cátodo al depósito de tungsteno y luego al ánodo. Este arco provoca un efecto llamado " fisuración " en el vidrio interior de la ventana de rayos X. A medida que pasa el tiempo, el tubo se vuelve inestable incluso a voltajes más bajos y debe reemplazarse. En este punto, el conjunto del tubo (también llamado "cabeza del tubo") se retira del sistema de rayos X y se reemplaza con un nuevo conjunto de tubo. El conjunto del tubo antiguo se envía a una empresa que lo vuelve a cargar con un tubo de rayos X nuevo.
.jpg){kind=link}