Ein Röntgenstrahl-Generator ist ein Gerät, das verwendet ist, um Röntgenstrahlen zu erzeugen. Diese Geräte werden von Röntgenologen allgemein verwendet, um ein Röntgenstrahl-Image des Inneren eines Gegenstands zu erwerben (als in der Medizin oder nichtzerstörenden Prüfung), aber sie werden auch in der Sterilisation oder Fluoreszenz verwendet.

Mechanismus

Das Herz eines Röntgenstrahl-Generators ist die Röntgenstrahl-Tube. Wie jede Vakuumtube enthält die Röntgenstrahl-Tube eine Kathode, die einen Strom von Elektronen in ein Vakuum und einer Anode leitet, die die Elektronen sammelt. Die Anode in einer Röntgenstrahl-Tube wird aus dem Wolfram, Molybdän oder Kupfer gemacht; wenn Elektronen mit der Anode kollidieren, wird der ungefähr 1 % der resultierenden Energie als Röntgenstrahlen mit den restlichen als Hitze veröffentlichten 99 % ausgestrahlt.

Ein Kühlsystem ist notwendig, um die Anode abzukühlen; viele Röntgenstrahl-Generatoren verwenden Wasser- oder Ölwiederzirkulieren-Systeme.

Geschichte

Hermann von Helmholtz hat mathematische Gleichungen für Röntgenstrahlen formuliert. Physiker Johann Hittorf hat Tuben mit Energiestrahlen beobachtet, die sich von einer negativen Elektrode ausstrecken. William Crookes hat die Effekten von Energieentladungen auf seltenem Benzin untersucht. Heinrich Hertz hat begonnen zu experimentieren und hat demonstriert, dass Kathode-Strahlen in sehr dünne Metallfolie (wie Aluminium) eindringen konnten. 1887 hat Nikola Tesla begonnen, Röntgenstrahlen zu untersuchen, und hat den Bremsstrahlung-Prozess erzeugt. 1895 hat Wilhelm Röntgen begonnen zu beobachten und weitere Dokumentieren-Röntgenstrahlen, während er mit Vakuumtuben experimentiert hat. Am 18. Januar 1896 wurde eine Röntgenstrahl-Maschine von H.L. Smith formell gezeigt.

Eine der ersten Röntgenstrahl-Fotographien wurde aus der Hand der Frau von Röntgen gemacht. Das Image gezeigt sowohl ihr Ehering als auch Knochen.

In den 1940er Jahren und 1950er Jahren wurden Röntgenstrahl-Maschinen in Läden verwendet, um zu helfen, Schuhwerk zu verkaufen. Diese waren als fluoroscopes bekannt. Jedoch, weil die schädlichen Effekten der Röntgenstrahl-Radiation richtig betrachtet wurden, sind sie schließlich aus dem Gebrauch gefallen. Der Schuh passende Gebrauch des Geräts wurde zuerst durch den Staat Pennsylvanien 1957 verboten. (Sie waren mehr ein kluges Marktwerkzeug, um Kunden, aber nicht eine passende Hilfe anzuziehen.)

Übersicht

Ein Röntgenstrahl-Bildaufbereitungssystem besteht aus einer Röntgenstrahl-Quelle oder Generator (Röntgenstrahl-Tube), ein Bildentdeckungssystem, das irgendein ein Film (analoge Technologie) oder ein Digitalfestnahme-System und ein PACS sein kann.

Röntgenstrahl-Quellen

Röntgenstrahl-Fotonen werden durch einen Elektronbalken erzeugt, der zu einer sehr hohen Geschwindigkeit beschleunigt wird und ein Ziel schlägt. Die Elektronen, die den Balken zusammensetzen, werden von einem erhitzten Kathode-Glühfaden ausgestrahlt. Die Elektronen werden dann eingestellt und durch ein elektrisches Feld zu einem winkligen Anode-Ziel beschleunigt. Der Punkt, wo der Elektronbalken das Ziel schlägt, wird den im Brennpunkt stehenden Punkt genannt. Der grösste Teil der kinetischen im Elektronbalken enthaltenen Energie wird zur Hitze umgewandelt, aber der ungefähr 1 % der Energie wird in Röntgenstrahl-Fotonen umgewandelt, die Überhitze wird über ein Hitzebecken zerstreut. Am im Brennpunkt stehenden Punkt werden Röntgenstrahl-Fotonen in allen Richtungen von der Zieloberfläche, die höchste Intensität ausgestrahlt, die ringsherum 60deg zu 90deg vom Balken wegen des Winkels des Anode-Ziels zu den sich nähernden Röntgenstrahl-Fotonen ist. Es gibt ein kleines rundes Fenster in der Röntgenstrahl-Tube direkt über dem winkligen Ziel. Dieses Fenster erlaubt dem Röntgenstrahl, über die Tube mit wenig Verdünnung zu herrschen, während es ein für die X-Strahl-Tube-Operation erforderliches Vakuumsiegel unterstützt.

Röntgenstrahl-Maschinen arbeiten durch die Verwendung der kontrollierten Stromspannung und des Stroms zur Röntgenstrahl-Tube, die auf einen Balken von Röntgenstrahlen hinausläuft. Der Balken wird auf der Sache geplant. Etwas vom Röntgenstrahl-Balken wird den Gegenstand durchführen, während einige absorbiert werden. Das resultierende Muster der Radiation wird dann durch ein Entdeckungsmedium einschließlich seltener Erdschirme schließlich entdeckt (die fotografischen Film umgeben), Halbleiter-Entdecker oder intensivierende Röntgenstrahl-Bildwörter.

Entdeckung

In Gesundheitsfürsorge-Anwendungen insbesondere besteht das Röntgenstrahl-Entdeckungssystem selten aus dem Entdeckungsmedium. Zum Beispiel schließt eine typische stationäre Radiographic-Röntgenstrahl-Maschine auch einen Ion-Raum und Bratrost ein. Der Ion-Raum ist grundsätzlich ein hohler Teller, der zwischen dem Entdeckungsmedium und dem Gegenstand gelegen ist, der wird darstellt. Es bestimmt das Niveau der Aussetzung durch das Messen des Betrags von Röntgenstrahlen, die die elektrisch beladene, gasgefüllte Lücke innerhalb des Tellers durchgeführt haben. Das berücksichtigt Minimierung der geduldigen Strahlenaussetzung durch das beides Sicherstellen, dass ein Image zum Punkt nicht unterentwickelt ist, muss die Prüfung wiederholt werden und sicherstellend, dass mehr Radiation als erforderlich nicht angewandt wird. Der Bratrost wird gewöhnlich zwischen dem Ion-Raum und Gegenstand gelegen und besteht aus vielen Aluminiumjalousiebrettchen, die neben einander (Ähnlichkeit einer Linse von Polaroid) aufgeschobert sind. Auf diese Weise erlaubt der Bratrost geraden Röntgenstrahlen, zum Entdeckungsmedium durchzugehen, aber absorbiert widerspiegelte Röntgenstrahlen. Das verbessert sich Bildqualität, indem sie gehindert worden ist, hat (nichtdiagnostische) Röntgenstrahlen gestreut, das Entdeckungsmedium zu erreichen, aber einen Bratrost zu verwenden, schafft höhere Prüfungsstrahlendosen insgesamt.

Mit solchen Geräten genommene Images sind als Röntgenstrahl-Fotographien oder Röntgenbilder bekannt.

Anwendungen

Röntgenstrahl-Maschinen werden in der Gesundheitsfürsorge verwendet, um sich Knochen-Strukturen und andere dichte Gewebe wie Tumoren zu vergegenwärtigen. Non-medicial Anwendungen schließen Sicherheit und materielle Analyse ein.

Medizin

Die zwei Hauptfelder, in denen Röntgenstrahl-Maschinen in der Medizin verwendet werden, sind Röntgenografie und fluoroscopy.

Röntgenografie wird für schnelle, hoch eindringende Images verwendet, und wird gewöhnlich in Gebieten mit einem hohen Knochen-Inhalt verwendet. Einige Formen der Röntgenografie schließen ein:

• orthopantomogram — ein Panoramaröntgenstrahl des Kiefers, alle Zähne sofort zeigend
• mammography — Röntgenstrahlen des Brustgewebes
• Tomographie — Röntgenstrahl-Bildaufbereitung in Abteilungen

Strahlentherapie — der Gebrauch der Röntgenstrahl-Radiation, um bösartige Krebs-Zellen, eine Nichtbildaufbereitungsanwendung zu behandeln

Fluoroscopy wird in Fällen verwendet, wo Echtzeitvergegenwärtigung notwendig ist (und meistens im täglichen Leben an der Flughafensicherheit gestoßen wird). Einige medizinische Anwendungen von fluoroscopy schließen ein:

• angiography — hat gepflegt, Geäder in Realtime zu untersuchen
• Barium-Klistier — ein Verfahren hat gepflegt, Probleme des Doppelpunkts zu untersuchen und gastrointestinal Fläche zu senken
• Barium-Schwalbe — ähnlich einem Barium-Klistier, aber verwendet, um die obere gastroinstestional Fläche zu untersuchen
• Biopsie — die Eliminierung des Gewebes für die Überprüfung

Röntgenstrahlen, dringen ionisierende Strahlung hoch ein, deshalb werden Röntgenstrahl-Maschinen verwendet, um Bilder von dichten Geweben wie Knochen und Zähne zu nehmen. Das ist, weil Knochen die Radiation mehr absorbieren als das weniger dichte weiche Gewebe. Röntgenstrahlen von einer Quelle führen den Körper und auf eine fotografische Kassette durch. Gebiete, wo Radiation absorbiert wird, tauchen als leichtere Graustufen (näher am Weiß) auf. Das kann verwendet werden, um gebrochene oder zerbrochene Knochen zu diagnostizieren. In fluoroscopy wird die Bildaufbereitung des Verdauungstrakts mit der Hilfe von radiocontrast Agenten wie Barium-Sulfat getan, das zu Röntgenstrahlen undurchsichtig ist.

Sicherheit

Röntgenstrahl-Maschinen sind an Schirm-Gegenstände nichtangreifend gewöhnt. Gepäck an Flughäfen und Studentengepäck in einigen Schulen werden für mögliche Waffen einschließlich Bomben untersucht. Preise dieser Gepäck-Röntgenstrahlen ändern sich von 70,000 $ bis 300,000 $. Die Hauptrollen eines Röntgenstrahl-Gepäck-Schausystems sind der Generator, der verwendet ist, um Röntgenstrahlen, der Entdecker zu erzeugen, um Radiation nach dem Durchführen des Gepäcks, Signalverarbeiter-Einheit (gewöhnlich ein PC) zu entdecken, um das eingehende Signal vom Entdecker und ein Beförderer-System für das bewegende Gepäck ins System zu bearbeiten. Tragbar hat Röntgenstrahl-Batterie pulsiert Angetriebener in der Sicherheit verwendeter Röntgenstrahl-Generator, wie gezeigt, in der Zahl stellt EOD Antwortsendern sicherere Analyse jeder möglichen Zielgefahr zur Verfügung. Preise erstrecken sich von 50,000 $ bis 200,000 $.

Operation

Wenn Gepäck auf dem Beförderer gelegt wird, wird es in die Maschine vom Maschinenbediener bewegt. Es gibt einen Infrarotsender- und Empfänger-Zusammenbau, um das Gepäck zu entdecken, wenn es in den Tunnel eingeht. Dieser Zusammenbau gibt das Signal, den Generator und das Signalverarbeitungssystem einzuschalten. Das in einer Prozession gehende Signalsystem bearbeitet eingehende Signale vom Entdecker, und bringen Sie ein Image wieder hervor, das auf dem Typ der materiellen und materiellen Dichte innerhalb des Gepäcks gestützt ist. Dieses Image wird dann an das Sichtbildgerät gesandt.

Farbenklassifikation

Die Farbe des gezeigten Images hängt von der materiellen und materiellen Dichte ab: Organisches Material wie Papier, Kleidung und die meisten Explosivstoffe wird im Orange gezeigt. Mischmaterialien wie Aluminium werden im Grün gezeigt. Anorganische Materialien wie Kupfer werden in blauen und nichtdurchdringbaren Sachen gezeigt werden im Schwarzen gezeigt (einige Maschinen zeigen das als ein gelbliches Grün oder Rot). Die Dunkelheit der Farbe hängt von der Dichte oder Dicke des Materials ab.

Der materielle Dichte-Entschluss wird durch den Zweischichtentdecker erreicht. Die Schichten der Entdecker-Pixel werden mit einem Streifen von Metall getrennt. Das Metall absorbiert weiche Strahlen, kürzer, mehr eindringende Wellenlängen durch zur untersten Schicht von Entdeckern lassend, den Entdecker zu einem groben zweibändigen Spektrometer drehend.

Fortschritte in der Röntgenstrahl-Technologie

Ein Film von Kohlenstoff nanotubes (als eine Kathode), der Elektronen bei der Raumtemperatur, wenn ausgestellt, zu einem elektrischen Feld ausstrahlt, ist in ein Röntgenstrahl-Gerät geformt worden. Eine Reihe dieser Emitter kann um einen Zielartikel gelegt werden, der zu scannen ist, und die Images von jedem Emitter können durch die Computersoftware gesammelt werden, um ein 3-dimensionales Image des Ziels in einem Bruchteil der Zeit zur Verfügung zu stellen, es nimmt das Verwenden eines herkömmlichen Röntgenstrahl-Geräts. Der Kohlenstoff nanotube Emitter verwendet auch weniger Energie als herkömmliche Röntgenstrahl-Tuben, die führen, um betriebliche Kosten zu senken.

Siehe auch

• Fluoroscope
• Rückstreuungsröntgenstrahl z.B, für Sicherheitsabtastungspassagiere (aber nicht Gepäck)
• Röntgenstrahl-Kristallographie
• Röntgenografie
• Röntgenstrahl-Fluoreszenz
• Röntgenstrahl-Astronomie Gerade Entdecker.

Zeichen