Què és un tub de raigs X?

Els tubs de raigs X són díodes de buit que funcionen a alts voltatges.
Un tub de raigs X consta de dos elèctrodes, un ànode i un càtode, que s'utilitzen perquè l'objectiu sigui bombardejat amb electrons i el filament per emetre electrons, respectivament. Tots dos pols estan segellats en carcasses de vidre o ceràmica d'alt buit.

La secció d'alimentació del tub de raigs X conté com a mínim una font d'alimentació de baixa tensió per escalfar el filament i un generador d'alta tensió per aplicar una alta tensió als dos pols. Quan un cable de tungstè passa prou corrent per crear un núvol d'electrons, i s'aplica prou tensió (de l'ordre de quilovolts) entre l'ànode i el càtode, el núvol d'electrons és atret cap a l'ànode. En aquest moment, els electrons colpegen l'objectiu de tungstè en un estat d'alta energia i alta velocitat. Els electrons d'alta velocitat arriben a la superfície de l'objectiu i el seu moviment es bloqueja sobtadament. Una petita part de la seva energia cinètica es converteix en energia de radiació i s'allibera en forma de raigs X. La radiació generada d'aquesta forma s'anomena radiació de frenada.

Canviar el corrent del filament pot canviar la temperatura del filament i la quantitat d'electrons emesos, canviant així el corrent del tub i la intensitat dels raigs X. Canviar el potencial d'excitació del tub de raigs X o triar un objectiu diferent pot canviar l'energia del raig X incident o la intensitat a diferents energies. A causa del bombardeig d'electrons d'alta energia, el tub de raigs X funciona a una temperatura elevada, cosa que requereix un refredament forçat de l'ànode objectiu.

Tot i que l'eficiència energètica dels tubs de raigs X per generar raigs X és molt baixa, actualment els tubs de raigs X continuen sent els dispositius de generació de raigs X més pràctics i s'han utilitzat àmpliament en instruments de raigs X. Actualment, les aplicacions mèdiques es divideixen principalment en tubs de raigs X de diagnòstic i tubs de raigs X terapèutics.