Röntgen produceras när **högenergiska elektroner bromsas snabbt** vid träff i ett metallmål. Denna process, kallad **bremsstrahlung** ("bromsstrålning"), sker i en röntgenrör.
Steg-för-steg fysik
- Elektronemission: Termionisk emission från upphettad katod (glödtråd) – vanligtvis wolfram
- Acceleration: Högspänning (kVp: 20–150+ kV) accelererar elektroner mot anod
- Målträff: Elektroner träffar anodmål (vanligtvis wolfram, ibland molybden/rhodium för mammografi)
- Bromsning & energikonvertering:
- Bremsstrahlung (Kontinuerligt spektrum): Elektroner avleds av kärnans Coulomb-fält → kinetisk energi → röntgenfotoner. Max fotonenergi = rörspänning (kVp)
- Karakteristisk strålning (Linjespektrum): Infallande elektron sparkar ut inre skal-elektron (K-skal); yttre skal-elektron fyller lucka → emitterar foton med energi = bindningsenergiskillnad (t.ex. W Kα = 59,3 keV)
- Stråleformning: Röntgen går ut genom berylliumfönster; kollimeras av blyslutar
Viktiga parametrar som styr utmatning
| Parameter | Effekt på röntgenstråle |
|---|
| kVp (Toppkilospänning) | Styr **genomträngningsförmåga** (kvalitet) & max fotonenergi. Högre kVp = mer genomträngande, mer spridning |
| mA (Rörström) | Styr **kvantitet** elektroner → fotonflöde (intensitet). mAs = mA × tid |
| Målmaterial (Z) | Hög Z (W=74) ökar bremsstrahlungseffektivitet & karakteristiska energier |
| Filtration | Tar bort lågenergifotoner (Al/Cu-filter) → minskar patientdos, härdar stråle |
Applikationer
- Medicinsk bildgivning (radiografi, CT, fluoroskopi, mammografi)
- Säkerhetsskanning (bagage, frakt)
- Industriell radiografi (svetsinspektion, gjutintegritet)
- Kristallografi (XRD)
Linjefokusprincipen (vinklad anod) skapar en liten *effektiv* fokusstorlek för rumsupplösning samtidigt som värme sprids över större *verklig* yta – avgörande för rörslivslängd.
