หลอดเอกซเรย์คืออะไร?

หลอดเอกซเรย์เป็นไดโอดสุญญากาศที่ทำงานที่แรงดันไฟฟ้าสูง
หลอดรังสีเอกซ์ประกอบด้วยอิเล็กโทรดสองขั้ว คือ แอโนดและแคโทด ซึ่งใช้สำหรับยิงอิเล็กตรอนไปที่เป้าหมาย และสำหรับเส้นใยเพื่อปล่อยอิเล็กตรอนตามลำดับ ขั้วทั้งสองถูกปิดผนึกในตัวเรือนแก้วหรือเซรามิกที่มีสุญญากาศสูง

ส่วนจ่ายไฟของหลอดเอกซ์เรย์ประกอบด้วยแหล่งจ่ายไฟแรงดันต่ำอย่างน้อยหนึ่งตัวสำหรับให้ความร้อนแก่เส้นใย และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแรงดันสูงสำหรับจ่ายแรงดันไฟฟ้าสูงให้กับขั้วทั้งสอง เมื่อลวดทังสเตนส่งกระแสไฟฟ้ามากพอที่จะสร้างกลุ่มเมฆอิเล็กตรอน และแรงดันไฟฟ้า (ในระดับกิโลโวลต์) ที่ถูกป้อนระหว่างขั้วบวกและขั้วลบเพียงพอ กลุ่มเมฆอิเล็กตรอนจะถูกดึงเข้าหาขั้วบวก ในเวลานี้ อิเล็กตรอนจะพุ่งชนเป้าหมายทังสเตนในสถานะพลังงานสูงและความเร็วสูง อิเล็กตรอนความเร็วสูงจะไปถึงพื้นผิวเป้าหมาย และการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจะถูกขัดขวางอย่างกะทันหัน พลังงานจลน์ส่วนหนึ่งจะถูกแปลงเป็นพลังงานรังสีและถูกปล่อยออกมาในรูปของรังสีเอกซ์ รังสีที่เกิดขึ้นในรูปแบบนี้เรียกว่า เบรมส์ชตราลุง

การเปลี่ยนแปลงกระแสของเส้นใยสามารถเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของเส้นใยและปริมาณอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมา ส่งผลให้กระแสของหลอดและความเข้มของรังสีเอกซ์เปลี่ยนแปลงไป การเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้ากระตุ้นของหลอดรังสีเอกซ์หรือการเลือกเป้าหมายอื่นสามารถเปลี่ยนแปลงพลังงานของรังสีเอกซ์ที่ตกกระทบหรือความเข้มของรังสีเอกซ์ที่ระดับพลังงานต่างกันได้ เนื่องจากอิเล็กตรอนพลังงานสูงพุ่งเข้าใส่หลอดรังสีเอกซ์ หลอดรังสีเอกซ์จึงทำงานที่อุณหภูมิสูง ซึ่งจำเป็นต้องทำให้เป้าหมายแอโนดเย็นลงอย่างแรง

แม้ว่าประสิทธิภาพการใช้พลังงานของหลอดเอกซเรย์ที่ใช้สร้างรังสีเอกซ์จะต่ำมาก แต่ในปัจจุบันหลอดเอกซเรย์ยังคงเป็นอุปกรณ์สร้างรังสีเอกซ์ที่ใช้งานได้จริงที่สุด และถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในเครื่องเอกซเรย์ ปัจจุบันการใช้งานทางการแพทย์ส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นหลอดเอกซเรย์เพื่อการวินิจฉัยและหลอดเอกซเรย์เพื่อการรักษา