Principio e funzionamento delle macchine radiogene

tubo a raggi x: è un tubo di coolidge formato da un catodo e da un anodo, dentro una capsula di vetro sottovuoto. Quando gli elettroni provenienti dal catodo (-) colpiscono il bersaglio nell’anodo producendo raggi x. Perché il tubo funzioni è necessario un generatore di corrente per scaldare il filamento e generare elettroni, e per creare una differenza di potenziale tra catodo e anodo e quindi accelerare gli elettroni. Catodo: costituito da un filamento e da una coppa focalizzatrice. Il filamento di tungsteno viene scaldato fino all’incandescenza da una sorgente a basso voltaggio (mA). La coppa focalizzatrice è un riflettore concavo carico negativamente fatto di molibdeno. Questa focalizza elettrostaticamente gli elettroni emessi dal filamento incandescente in un raggio diretto verso un’area rettangolare sull’anodo chiamata area focale o spot. Il tubo è sottovuoto per evitare le collisioni degli elettroni con le molecole di gas, che ridurrebbero la velocità, e anche per prevenire l’ossidazione del filamento. Anodo: consiste in un target di tungsteno circondato da un rivestimento di rame. La funzione del target è di convertire l’energia cinetica degli elettroni in fotoni, ma non è un processo molto efficiente visto che il 99% di questa Ec viene convertita in calore. Il target deve essere di un materiale con alto numero atomico perché possiede più elettroni, inoltre deve avere alto punto di fusione ed essere buon conduttore per poter dissipare il calore nel rivestimento in rame; inoltre la bassa tensione di vapore del tungsteno ad alte temperature permette di mantenere il sottovuoto. Il rivestimento in rame dissipa il calore evitando che il target si fonda, e di slito è imbevuto d’olio per raffreddarlo ulteriormente. Questo tipo di anodo è chiamato stazionario. Un altro metodo per dissipare il calore utilizza l’anodo rotante che così offre una porzione sempre nuova di target e quindi il calore non si accumula. L’area focale è il punto verso cui sono diretti gli elettroni provenienti dal catodo: più sono ridotte le sue dimensioni, maggiore sarà la definizione dell’immagine radiologica, perciò per leggi geometriche l’anodo è inclinato (la piastrina di tungsteno che fa da fuoco) in modo da ridurre l’area focale proiezione chiamata macchia focale effettiva di 1x1 mm (principio del fuoco lineare).