X-ışını tüpü nedir?

X-ışını tüpleri yüksek voltajlarda çalışan vakum diyotlarıdır.
Bir X-ışını tüpü, hedefin elektron bombardımanına tutulması ve filamanın elektron yayması için kullanılan anot ve katot olmak üzere iki elektrottan oluşur. Her iki kutup da yüksek vakumlu cam veya seramik muhafazalarla kapatılmıştır.

X-ışını tüpünün güç kaynağı bölümü, filamanı ısıtmak için en az bir düşük voltajlı güç kaynağı ve iki kutba yüksek voltaj uygulamak için bir yüksek voltaj jeneratörü içerir. Bir tungsten tel, bir elektron bulutu oluşturmaya yetecek kadar akım geçirdiğinde ve anot ile katot arasına yeterli voltaj (kilovolt mertebesinde) uygulandığında, elektron bulutu anoda doğru çekilir. Bu sırada elektronlar, tungsten hedefe yüksek enerjili ve yüksek hızlı bir şekilde çarpar. Yüksek hızlı elektronlar hedef yüzeye ulaşır ve hareketleri aniden engellenir. Kinetik enerjilerinin küçük bir kısmı radyasyon enerjisine dönüştürülür ve X-ışınları şeklinde salınır. Bu şekilde oluşan radyasyona bremsstrahlung denir.

Filament akımını değiştirmek, filamentin sıcaklığını ve yayılan elektron miktarını değiştirebilir, böylece tüp akımı ve X-ışınlarının yoğunluğu değişebilir. X-ışını tüpünün uyarılma potansiyelini değiştirmek veya farklı bir hedef seçmek, gelen X-ışınının enerjisini veya farklı enerjilerdeki yoğunluğunu değiştirebilir. Yüksek enerjili elektronların bombardımanı nedeniyle, X-ışını tüpü yüksek bir sıcaklıkta çalışır ve bu da anot hedefinin zorla soğutulmasını gerektirir.

X-ışını tüplerinin X-ışınları üretmedeki enerji verimliliği çok düşük olsa da, günümüzde X-ışını tüpleri hâlâ en pratik X-ışını üreten cihazlardır ve X-ışını cihazlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Günümüzde tıbbi uygulamalar temel olarak teşhis amaçlı X-ışını tüpleri ve tedavi amaçlı X-ışını tüpleri olarak ikiye ayrılmaktadır.