X-ışını tüpü nedir?

X-ışını tüpleri, yüksek voltajda çalışan vakum diyotlarıdır.
Bir X-ışını tüpü, elektronlarla bombardıman edilecek hedef için kullanılan anot ve elektron yayan filaman olmak üzere iki elektrottan oluşur. Her iki kutup da yüksek vakumlu cam veya seramik muhafazalar içinde 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 oluşturacak kadar akım geçirdiğinde ve anot ile katot arasına yeterli voltaj (kilovolt mertebesinde) uygulandığında, elektron bulutu anoda doğru çekilir. Bu sırada elektronlar, yüksek enerjili ve yüksek hızlı bir halde tungsten hedefe çarpar. Yüksek hızlı elektronlar hedef yüzeyine ulaşır ve hareketleri aniden engellenir. Kinetik enerjilerinin küçük bir kısmı radyasyon enerjisine dönüştürülür ve X-ışınları şeklinde salınır. Bu şekilde üretilen radyasyona bremsstrahlung denir.

Filament akımının değiştirilmesi, filamanın sıcaklığını ve yayılan elektron miktarını değiştirebilir, böylece tüp akımını ve X-ışınlarının yoğunluğunu değiştirebilir. X-ışını tüpünün uyarım potansiyelinin değiştirilmesi veya farklı bir hedef seçilmesi, gelen X-ışınının enerjisini veya farklı enerjilerdeki yoğunluğunu değiştirebilir. Yüksek enerjili elektron bombardımanı nedeniyle, X-ışını tüpü yüksek bir sıcaklıkta çalışır, bu da anot hedefinin zorla soğutulmasını gerektirir.

X-ışını tüplerinin X-ışını üretme enerji verimliliği çok düşük olmasına rağmen, günümüzde X-ışını tüpleri hala en pratik X-ışını üreten cihazlardır ve X-ışını cihazlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Günümüzde tıbbi uygulamalar esas olarak tanısal X-ışını tüpleri ve tedavi amaçlı X-ışını tüpleri olmak üzere ikiye ayrılmaktadır.