Was ist eine Röntgenröhre?

Röntgenröhren sind Vakuumdioden, die mit hohen Spannungen arbeiten.
Eine Röntgenröhre besteht aus zwei Elektroden, einer Anode und einer Kathode, die dazu dienen, das Target mit Elektronen zu bombardieren und den Glühfaden zur Emission von Elektronen zu nutzen.Beide Pole sind in Hochvakuum-Glas- oder Keramikgehäusen versiegelt.

Der Stromversorgungsabschnitt der Röntgenröhre enthält mindestens eine Niederspannungsstromversorgung zum Erhitzen des Glühfadens und einen Hochspannungsgenerator zum Anlegen einer Hochspannung an die beiden Pole.Wenn ein Wolframdraht genügend Strom durchlässt, um eine Elektronenwolke zu erzeugen, und zwischen Anode und Kathode genügend Spannung (in der Größenordnung von Kilovolt) angelegt wird, wird die Elektronenwolke zur Anode gezogen.Zu diesem Zeitpunkt treffen die Elektronen mit hoher Energie und hoher Geschwindigkeit auf das Wolframtarget.Die Hochgeschwindigkeitselektronen erreichen die Zieloberfläche und ihre Bewegung wird plötzlich blockiert.Ein kleiner Teil ihrer kinetischen Energie wird in Strahlungsenergie umgewandelt und in Form von Röntgenstrahlung freigesetzt.Die in dieser Form erzeugte Strahlung wird Bremsstrahlung genannt.

Eine Änderung des Glühfadenstroms kann die Temperatur des Glühfadens und die Menge der emittierten Elektronen ändern, wodurch sich der Röhrenstrom und die Intensität der Röntgenstrahlen ändern.Eine Änderung des Anregungspotentials der Röntgenröhre oder die Wahl eines anderen Targets kann die Energie des einfallenden Röntgenstrahls oder die Intensität bei unterschiedlichen Energien verändern.Aufgrund des Beschusses mit hochenergetischen Elektronen arbeitet die Röntgenröhre bei einer hohen Temperatur, was eine Zwangskühlung des Anodentargets erfordert.

Obwohl die Energieeffizienz von Röntgenröhren zur Erzeugung von Röntgenstrahlen sehr gering ist, sind Röntgenröhren derzeit immer noch die praktischsten Geräte zur Erzeugung von Röntgenstrahlen und werden häufig in Röntgeninstrumenten eingesetzt.Derzeit werden medizinische Anwendungen hauptsächlich in diagnostische Röntgenröhren und therapeutische Röntgenröhren unterteilt.