एक्स-रे ट्यूब म्हणजे काय?

एक्स-रे ट्यूब ह्या उच्च व्होल्टेजवर चालणारे व्हॅक्यूम डायोड आहेत.
एक्स-रे ट्यूबमध्ये ॲनोड आणि कॅथोड असे दोन इलेक्ट्रोड असतात, ज्यांचा उपयोग अनुक्रमे लक्ष्यावर इलेक्ट्रॉनचा मारा करण्यासाठी आणि फिलामेंटमधून इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित करण्यासाठी केला जातो. हे दोन्ही ध्रुव उच्च निर्वात काचेच्या किंवा सिरॅमिकच्या आवरणांमध्ये बंद केलेले असतात.

एक्स-रे ट्यूबच्या वीज पुरवठा विभागात फिलामेंट गरम करण्यासाठी किमान एक कमी व्होल्टेजचा वीज पुरवठा आणि दोन्ही ध्रुवांना उच्च व्होल्टेज देण्यासाठी एक उच्च व्होल्टेज जनरेटर असतो. जेव्हा टंगस्टनच्या तारेतून इलेक्ट्रॉनचा ढग तयार होईल इतका विद्युत प्रवाह जातो आणि ॲनोड व कॅथोडमध्ये पुरेसा व्होल्टेज (किलोव्होल्टच्या श्रेणीतील) लावला जातो, तेव्हा इलेक्ट्रॉनचा ढग ॲनोडकडे खेचला जातो. यावेळी, इलेक्ट्रॉन उच्च-ऊर्जा आणि उच्च-गतीच्या अवस्थेत टंगस्टनच्या लक्ष्यावर आदळतात. हे उच्च-गतीचे इलेक्ट्रॉन लक्ष्याच्या पृष्ठभागावर पोहोचतात आणि त्यांची हालचाल अचानक थांबते. त्यांच्या गतिज ऊर्जेचा एक छोटासा भाग किरणोत्सर्गी ऊर्जेमध्ये रूपांतरित होतो आणि एक्स-रेच्या स्वरूपात बाहेर पडतो. या स्वरूपात निर्माण होणाऱ्या किरणोत्सर्गाला 'ब्रेम्सस्ट्रालुंग' (bremsstrahlung) म्हणतात.

फिलामेंटचा प्रवाह बदलल्याने फिलामेंटचे तापमान आणि उत्सर्जित होणाऱ्या इलेक्ट्रॉन्सचे प्रमाण बदलू शकते, ज्यामुळे ट्यूबचा प्रवाह आणि एक्स-रेची तीव्रता बदलते. एक्स-रे ट्यूबची उत्तेजन क्षमता बदलल्याने किंवा वेगळे लक्ष्य निवडल्याने आपाती एक्स-रेची ऊर्जा किंवा वेगवेगळ्या ऊर्जांवरील तीव्रता बदलू शकते. उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉन्सच्या माऱ्यामुळे, एक्स-रे ट्यूब उच्च तापमानावर चालते, ज्यामुळे ॲनोड लक्ष्याला सक्तीने थंड करण्याची आवश्यकता असते.

जरी एक्स-रे ट्यूबची एक्स-रे निर्माण करण्याची ऊर्जा कार्यक्षमता खूप कमी असली तरी, सध्या एक्स-रे ट्यूब ही सर्वात व्यावहारिक एक्स-रे निर्माण करणारी उपकरणे आहेत आणि एक्स-रे उपकरणांमध्ये त्यांचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. सध्या, वैद्यकीय उपयोगांची विभागणी प्रामुख्याने निदानात्मक एक्स-रे ट्यूब आणि उपचारात्मक एक्स-रे ट्यूब अशी केली जाते.