مفهوم توليد أشعة X

*مفهوم توليد أِشعة X: *

&قبل التحدث عن طبيعة أشعة X من الهام التعرف على طريقة توليدها .

إن الجزء المسؤول عن توليد أشعة X هو الأنبوب حيث يمكن تشبيهه على أنه أنبوب ثنائي مفرغ من الهواء مغلف بالزجاج حيث يتألف من مهبط ومصعد ، المهبط يتألف من باعث للإلكترونات بشكل حراري ، والمصعد يجذب هذه الإلكترونات ، وغطاء زجاجي مفرغ يحيط بالأجزاء المختلفة .

وكما هو مبين في الشكل (1) فإن منبع جهد الفتيل V (Filament) يتسبب في تدفق التيار I عبر وشيعة الفتيل وبالتالي تسخي المهبط ، بحيث تندفع الإلكترونات من المهبط إلى الخلاء وبمأن جهد المصعد V_A جهد ذو قيمة عالية تكفي لتتمكن الإلكترونات من العبور إلى المصعد مكونة تيار الحزمة I_B ، حيث يكون هذا الجهد من مرتبة 100 KV بحيث يتسبب هذا الجهد إلى تسارع الإلكترونات بشكل كبير .

وبشكل تقريبي 1% من هذه الإلكترونات الواصلة إلى المصعد ترتطم مع الذرات المكونة لمادة المصعد منتجة فوتونات أشعة X التي يتم إصدارها إلى الوسط الخارجي .

لفهم عملية تكون فوتونات أشعة X فإنه من الضروري أن نأخذ بعين الاعتبار التيار الكهربائي الذي يمر خلال فتيل المهبط وتسبب تسخين المهبط بفعل الإثارة الحرارية ، وهذا يسبب تفكك قوى الارتباط لهذه الإلكترونات في المهبط (داخل الأنبوب المفرغ) ، وتدعى هذه الطاقة بالفعل الوظيفي (Work function) E_W .

الشكل (1) البنية العامة لأنبوب الأشعة السينية

وهي تختلف من معدن لآخر . والجدول (1) يبين معاملات المواد لأنبوب المهبط في أنبوب أشعة X .

وحيث أن I_B هو التيار بالأمبير تبعاً للإثارة الحرارية ويعطى بالعلاقة :

حيث : A_c : مساحة المهبط بالمتر المربع .

        C₀ : معامل مادة المهبط .

         T : درجة الحرارة .

إن المعادلة السابقة تحسب تيار الحزمة فقط ، وبفرض أن V_A هي فولطية المصعد وهي بكيرة كفاية لتسمح لكل الإلكترونات الصادرة عن المهبط عبر الخلاء .

الجدول (1) معاملات مواد مهبط أنبوب أشعة X وجهد العمل E_w &