Produktion av röntgenstrålar:
1. elektronacceleration: Röntgenstrålar genereras när höghastighetselektroner snabbt bromsas. Detta händer vanligtvis genom att bombardera ett metallmål med elektroner.
2. Bremstrahlung strålning: Dekelation av elektroner resulterar i utsläpp av elektromagnetisk strålning, känd som Bremstrahlung -strålning. Denna strålning täcker ett brett spektrum av våglängder, inklusive röntgenstrålar.
3. Karakteristiska röntgenstrålar: Förutom BremSstrahlung släpps också specifika röntgenvåglängder när en elektronövergångar mellan energinivåerna inom en atom av målmaterialet. Dessa kallas karakteristiska röntgenstrålar och är unika för målmaterialet.
De viktigaste faktorerna som påverkar genereringen av röntgenstrålar är:
* spänning (KVP): Högre spänningar leder till högre energielektroner, som i sin tur producerar röntgenstrålar med högre energi.
* Current (MA): Högre ström innebär att fler elektroner som bombarderar målet, vilket resulterar i ett högre antal producerade röntgenstrålar.
* Målmaterial: Valet av målmaterial påverkar de karakteristiska röntgenstrålarna och det totala energispektrumet för röntgenstrålen.
Matematisk representation:
Även om det inte finns någon enda formel för röntgenproduktion, används olika ekvationer för att beskriva den involverade fysiken:
* Plancks ekvation: Relaterar energin från en foton till dess frekvens (och våglängd). E =hν =hc/λ, där:
* E är fotonens energi
* h är Plancks konstant
* v är strålningsfrekvensen
* C är ljusets hastighet
* λ är strålningens våglängd
* Duane-Hunt Law: Relaterar den maximala energin för röntgenstrålar till accelerationsspänningen. Emax =hc/λmin =eV, var:
* Emax är röntgenfotonens maximala energi
* λmin är minsta våglängd för röntgenstrålen
* E är laddningen för en elektron
* V är den accelererande spänningen
* Beer-Lambert Law: Beskriver dämpningen av röntgenstrålar när de passerar materien. I =i0 * e^(-μx), var:
* Jag är intensiteten i röntgenstrålen efter att ha passerat genom materialet
* I0 är den initiala intensiteten för röntgenstrålen
* μ är den linjära dämpningskoefficienten för materialet
* x är materialets tjocklek
Avslutningsvis: Medan en enda formel inte omfattar alla aspekter av röntgenproduktion, ger dessa ekvationer en grund för att förstå fysiken bakom denna teknik.
