Emissziós spektrum
A RadiWiki wikiből
A diagnosztikai röntgen fotonok keltése során a legtöbb foton fékezési folyamat során jön létre. A karakterisztikus röntgen fotonok (wolframanód esetén) nem keletkeznek, míg a csőfeszültség a 70 kVp-t el nem éri, hiszen a wolframatom K-héj elektronjának eltávolításához 69,5 keV energiájú belső elektronokra van szükség. 80-100 kVp csőfeszültség tartományban az elsődleges sugárnyaláb 80-90%-a fékezési röntgen fotonokból, míg 10-20%-a karakterisztikus röntgen fotonokból áll. Az emissziós spektrumot a fékezési és karakterisztikus röntgen fotonok építik fel.
A K-héj elektronok kölcsönhatásából származó röntgen fotonok a spektrumban egy ún. karakterisztikus csúcsot hoznak létre, például 59, 69 keV értékeknél. A röntgencsőben keletkezett maximális energiájú röngen foton eV-ban megadott energiájának számértéke a csőfeszültség számértékével egyenlő. Az ábrából jól látható, hogy az elsődleges sugárnyaláb átlagos foton energiájának számértéke a csőfeszültségnek (kVp) csupán 30-40%-a. A mammográfiás röntgencsövekben használt molibdén anód emissziós spektruma lényegesen eltér a wolfram spektrumtól. A K-héj kölcsönhatásokból származó karakterisztikus csúcs 18 keV és az átlagos foton energia a 20-40 keV tartományban van, mely elsősorban a lágyrészek jó ábrázolását teszi lehetővé.
Most nézzük meg, hogy a röntgenkészülék használata során állítható paraméterek milyen hatással vannak az emissziós spektrumra. Amennyiben a csőáramot (mA) vagy az időt (s), azaz a mAs-t változtatjuk, lényegében az anódhoz érkező elektronok mennyiségét változtatjuk, mely az emissziós spektrum amplitúdójának növekedését, vagy csökkenését okozza. Ezen az ábrán a 200 és 400 mA-es spektrum között az egyetlen különbség, hogy a magasabb csőárammal kapott spektrum minden pontja kétszerese a kisebb csőárammal kapott spektrum értékeinek.
Amennyiben a csőfeszültséget változtatjuk, úgy az anódba csapódó elektronok energiája változik meg és ez esetben a spektrum jellege és amplitúdója is jellemző módon változik. A csőfeszültség növelésével a nagyenergiájú röntgen-fotonok, a röntgen foton tartomány is bővül, de nemcsak a nagyenergiájú röntgen-fotonok mennyisége nő, hanem az alacsonyabb energiájú fotonok száma is, mely az amplitúdó növekedését okozza. Ne feledjük el, hogy ebben az esetben az anódba csapódó elektron száma nem változik. Az amplitúdó növekedése azonban utal arra, hogy a nagyobb energiájú fotonok nagyobb számú kölcsönhatást okoznak, mely több röntgen foton keletkezésével jár.
Az emissziós spektrum jellegét szintén befolyásolja, hogy a kilépő elsődleges sugárnyaláb milyen anyagokon (ablak, védőburkolat) halad át. Bizonyára nem meglepő, hogy bármely anyagon áthaladva elsősorban az alacsony energiájú röntgen fotonok nyelődnek el, mely folyamatot szűrésnek (filterezés) nevezünk. Ez a folyamat valamelyest csökkenti az elsődleges sugárnyaláb intenzitását, ugyanakkor növeli a sugárnyaláb átlagos foton energiáját. A sugárnyaláb intenzitása mennyiségileg, míg a spektrum alakja (a fotonok energiája) minőségileg jellemzi az elsődleges sugárnyalábot.
A nagyfeszültségű generátor fázisszáma szintén hatással van az emissziós spektrumra (40. ábra). Ahogy a fázisszám növekszik, a sugárnyaláb intenzitása csakúgy, mint az átlagos foton energia is nő. Ugyanakkor a maximális foton energia változatlan marad.
