หลอดเอกซเรย์คืออะไร?

หลอดเอกซ์เรย์เป็นไดโอดสุญญากาศที่ทำงานที่แรงดันไฟฟ้าสูง
หลอดเอกซ์เรย์ประกอบด้วยอิเล็กโทรด 2 อัน คือ ขั้วบวกและขั้วลบ ซึ่งใช้สำหรับยิงอิเล็กตรอนไปที่เป้าหมาย และสำหรับเส้นใยเพื่อปล่อยอิเล็กตรอนตามลำดับ ขั้วทั้งสองถูกปิดผนึกในตัวเรือนแก้วหรือเซรามิกที่มีสูญญากาศสูง

ส่วนจ่ายไฟของหลอดเอ็กซ์เรย์ประกอบด้วยแหล่งจ่ายไฟแรงดันต่ำอย่างน้อยหนึ่งตัวสำหรับให้ความร้อนกับเส้นใยและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแรงดันสูงสำหรับจ่ายแรงดันไฟฟ้าสูงให้กับขั้วทั้งสอง เมื่อลวดทังสเตนส่งกระแสไฟฟ้าเพียงพอที่จะสร้างกลุ่มอิเล็กตรอน และแรงดันไฟฟ้าที่เพียงพอ (ในระดับกิโลโวลต์) ถูกใช้ระหว่างขั้วบวกและขั้วลบ กลุ่มอิเล็กตรอนจะถูกดึงเข้าหาขั้วบวก ในเวลานี้ อิเล็กตรอนจะกระทบเป้าหมายทังสเตนในสถานะพลังงานสูงและความเร็วสูง อิเล็กตรอนความเร็วสูงจะไปถึงพื้นผิวเป้าหมาย และการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจะถูกขัดขวางอย่างกะทันหัน พลังงานจลน์ส่วนเล็กน้อยจะถูกแปลงเป็นพลังงานรังสีและปล่อยออกมาในรูปของรังสีเอกซ์ รังสีที่เกิดขึ้นในรูปแบบนี้เรียกว่า เบรมสตราลุง

การเปลี่ยนกระแสของเส้นใยสามารถเปลี่ยนอุณหภูมิของเส้นใยและปริมาณอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาได้ ส่งผลให้กระแสของหลอดและความเข้มข้นของรังสีเอกซ์เปลี่ยนไป การเปลี่ยนศักย์กระตุ้นของหลอดรังสีเอกซ์หรือการเลือกเป้าหมายอื่นอาจทำให้พลังงานของรังสีเอกซ์ที่ตกกระทบหรือความเข้มข้นที่พลังงานต่างกันเปลี่ยนไปได้ เนื่องจากอิเล็กตรอนพลังงานสูงพุ่งเข้ามาจำนวนมาก หลอดรังสีเอกซ์จึงทำงานที่อุณหภูมิสูง ซึ่งจำเป็นต้องทำให้เป้าหมายของขั้วบวกเย็นลงอย่างแรง

แม้ว่าประสิทธิภาพการใช้พลังงานของหลอดเอกซเรย์ที่ใช้สร้างรังสีเอกซ์จะต่ำมาก แต่ในปัจจุบัน หลอดเอกซเรย์ยังคงเป็นอุปกรณ์สร้างรังสีเอกซ์ที่ใช้งานได้จริงที่สุดและถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องเอกซเรย์ ปัจจุบันการใช้งานทางการแพทย์แบ่งออกเป็นหลอดเอกซเรย์เพื่อการวินิจฉัยและหลอดเอกซเรย์เพื่อการรักษาเป็นหลัก