หลอดเอ็กซ์เรย์คืออะไร?

หลอดเอ็กซ์เรย์เป็นไดโอดสุญญากาศที่ทำงานที่แรงดันไฟฟ้าสูง
หลอดรังสีเอกซ์ประกอบด้วยอิเล็กโทรด 2 อิเล็กโทรด คือ แอโนดและแคโทด ซึ่งใช้สำหรับเป้าหมายที่จะถูกโจมตีด้วยอิเล็กตรอน และเส้นใยเพื่อปล่อยอิเล็กตรอน ตามลำดับ เสาทั้งสองถูกผนึกไว้ในตัวเรือนแก้วสุญญากาศสูงหรือเซรามิก

ส่วนจ่ายไฟของหลอดเอ็กซ์เรย์ประกอบด้วยแหล่งจ่ายไฟแรงดันต่ำเป็นอย่างน้อยเพื่อให้ความร้อนแก่เส้นใย และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแรงสูงสำหรับจ่ายไฟฟ้าแรงสูงให้กับขั้วทั้งสอง เมื่อลวดทังสเตนผ่านกระแสไฟฟ้าเพียงพอเพื่อสร้างเมฆอิเล็กตรอน และใช้แรงดันไฟฟ้าเพียงพอ (ตามลำดับกิโลโวลต์) ระหว่างขั้วบวกและแคโทด เมฆอิเล็กตรอนจะถูกดึงไปทางขั้วบวก ในเวลานี้ อิเล็กตรอนพุ่งชนเป้าหมายทังสเตนในสถานะที่มีพลังงานสูงและความเร็วสูง อิเล็กตรอนความเร็วสูงไปถึงพื้นผิวเป้าหมาย และการเคลื่อนที่ของพวกมันก็ถูกขัดขวางกะทันหัน พลังงานจลน์ส่วนเล็กๆ ของพวกมันจะถูกแปลงเป็นพลังงานรังสีและปล่อยออกมาในรูปของรังสีเอกซ์ รังสีที่เกิดขึ้นในรูปแบบนี้เรียกว่าเบรมสตราลุง

การเปลี่ยนกระแสไส้หลอดสามารถเปลี่ยนอุณหภูมิของไส้หลอดและปริมาณอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมา กระแสไฟในหลอดและความเข้มของรังสีเอกซ์จึงเปลี่ยนไป การเปลี่ยนศักยภาพในการกระตุ้นของหลอดรังสีเอกซ์หรือการเลือกเป้าหมายอื่นสามารถเปลี่ยนพลังงานของรังสีเอกซ์ที่ตกกระทบหรือความเข้มของพลังงานที่ต่างกันได้ เนื่องจากการระดมยิงของอิเล็กตรอนพลังงานสูง หลอดรังสีเอกซ์จึงทำงานที่อุณหภูมิสูง ซึ่งจำเป็นต้องทำความเย็นให้กับเป้าหมายแอโนด

แม้ว่าประสิทธิภาพการใช้พลังงานของหลอดรังสีเอกซ์ในการสร้างรังสีเอกซ์จะต่ำมาก แต่ในปัจจุบัน หลอดรังสีเอกซ์ยังคงเป็นอุปกรณ์สร้างรังสีเอกซ์ที่ใช้งานได้จริงที่สุด และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องรังสีเอกซ์ ในปัจจุบัน การใช้งานทางการแพทย์ส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นหลอดเอ็กซ์เรย์วินิจฉัยและหลอดเอ็กซ์เรย์เพื่อการรักษา