RÖNTGEN CİHAZLARI ve FİZİK PRENSİPLERİ 3 Dr. Erol Akgül Ç. Ü. SHMYO 1. Sınıf
RÖNTGEN CİHAZLARI ve FİZİK PRENSİPLERİ 3
Dr. Erol Akgül
Ç. Ü. SHMYO 1. Sınıf
X-IŞINI CİHAZLARININ TEMEL YAPISI
X-IŞINI CİHAZLARININ TEMEL İŞLEVLERİ
• İstenilen kalite (enerji) ve miktarda x-ışınının istenilen süre boyunca elde edilmesidir.
• Cihazlar inceleme yapılacak organ veya bölgelere göre veya inceleme çeşidine göre değişik şekil, büyüklük ve güçte üretilirler.
X-IŞINI CİHAZININ TEMEL KISIMLARI
1. X-ışını tüpü2. Kontrol konsolü
3. Yüksek voltaj jeneratörü
X-IŞINI TÜPÜ
• X-ışını tüpü, televizyon tüpleri gibi, elektron iletimini sağlayan bir vakum tüpüdür.
• X-ışını tüpünün temel görevi hızlı hareketi sağlanan elektronların kinetik enerjisinin bir kısmını elektromanyetik enerji çeşidi olan x-ışınına dönüştürmektir.
X-IŞINI TÜPÜ ÖZELLİKLERİ
• Tüpün camı yüksek ısıya dayanıklıdır.• 20-35 cm uzunlukta ve 15 cm çapındadır.• Vakumlu olması uzun ömür ve etkili x-ışını
üretilebilmesi için gereklidir.• Tüpün negatif tarafını katot, pozitif tarafını ise anot
oluşturur.• Yaklaşık 5 cm2’lik bir tüp penceresi vardır.• Çevreye gereksiz x-ışını yayılımını önlemek için tüp
kurşun koruyucu (haube) içine yerleştirilmiştir.
X-IŞINI TÜPÜ PARÇALARI
• 1. Koruyucu Metalik Muhafaza
• 2. Cam Tüp
• 3. Katod
• 4. Anod
KORUYUCU METALİK MUHAFAZA 1
• Röntgen tüpünün en dışında yer alan metalik kılıftır.
• Belli başlı görevleri; – fazla radyasyonu absorbe etmek, – elektrik şokunu engellemek, – yüksek ısıyı absorbe ederek çevre ortama
yaymak– cam tüpe mekanik koruma sağlamaktır.
KORUYUCU METALİK MUHAFAZA 2
• Anodda oluşan x-ışınları isotopik olarak yani her yöne dağılırlar.
• Kullanılmak istenen ışın, cam tüp ve metalik muhafazanın penceresinden geçen ışın demetidir.
• Diğer yönlere dağılan primer ve sekonder radyasyon metalik muhafaza tarafından absorbe edilerek kullanıcı ve hasta fazla radyasyondan korunur.
KORUYUCU METALİK MUHAFAZA 3
• Uygun üretilmiş muhafazada, röntgen tüpü maksimal akım ve potansiyel ile çalıştırıldığında bir metre mesafedeki sızıntı radyasyon 100 mR/saat’ten az olmalıdır.
• Metalik muhafazada yüksek gerilim kablolarının topraklanmasını sağlayan bağlantılar mevcut olup kullanıcıyı elektrik şokundan korur.
• Cam tüpe mekanik destek sağlayarak tüpün darbe ile zarar görme tehlikesini azaltır.
KORUYUCU METALİK MUHAFAZA 4
• Metalik muhafaza ve cam tüp arasında elektrik yalıtıcı ve termal yastık olarak ince yağ tabakası bulunur.
• Anodda oluşarak cam tüpe iletilen ısı, yağ aracılığı ile metalik muhafazaya oradan da dış ortama yayılır.
• Bazı tüplerde metalik muhafazaya fan yerleştirilerek soğuma hızlandırılmıştır.
KORUYUCU METALİK MUHAFAZA 5
• İncelemeler sırasında metalik muhafaza ellenmemeli ve tüpe pozizyon vermek için yüksek voltaj kablolarından çekilmemelidir.
CAM TÜP 1
• 20-25 cm uzunlukta, 15 cm çapta, vakumlanmış ve ısıya dayanıklı Pyrex camından yapılmıştır.
• Yaklaşık 5 cm2 büyüklükte ve daha ince camdan yapılı pencere kısmı bulunur.
• Pencereden hastaya yöneltilen x-ışını demeti geçer.
CAM TÜP 2
• Cam tüpün her iki yanına karşılıklı olarak anod ve katod yerleştirilmiştir.
• Katod ve anodun bağlantıları ile camın ısıyla genleşmesi birbirine yakın olup cam içinde vakumun ısınıp genleşme sonucu bozulmaması sağlanır.
KATOD
• X-ışını tüpünün negatif terminalidir.
• Katoda filaman adı da verilir.
• Gerçekte katodda filamanın yanısıra fokuslayıcı fincan ve bağlantı kabloları yer alır.
• Filaman 2 mm çapta, 1-2 cm uzunlukta tungsten bileşiğinden yapılı tel sargıdır.
TERMİONİK EMİSYON
• Filamandan yeterli miktarda akım geçirilirse tungsten atomlarının dış yörünge elektronları ısıya absorbe ederek metal yüzeyinden adeta kaynayarak hafifçe ayrılır.
• Bu olaya “termionik emisyon” adı verilir.
• Emisyon için filamanın en az 2200 oC’a ısıtılması gerekir.
• Tungstenin thorium bileşiği 3410 0C’da erir ve kolay buharlaşmaz.
ALAN YÜKÜ
• Filaman yüzeyinden ayrılan elektronlar yüzeyin hemen üstünde elektron bulutu oluştururlar.
• Negatif yüklü bu buluta “alan yükü” adı verilir.
• Alan yükünün negatif etkisi yeni elektronların filamandan ayrılmasını engeller.
• Bir süre sonra filamandan ayrılan elektronlarla dönen elektronlar arasında denge oluşur.
TÜP AKIMI
• Katoddan ayrılan elektronlar oluşturulan potansiyel farkı ile anoda doğru hızlandırılır.
• Anoda akan eletronlar x-ışını tüp akımını oluştururlar ve bu akımın birimi miliamperdir.
• 1 Amper, 1 sn’de 1 Coulomb yani 6.25x1018
elektron yükünün akımıdır.
FOKUSLAMA FİNCANI 1
• Katoddan anoda hızlandırılan elektronlar negatif yükleri nedeniyle birbirlerini iterek saçılırlar.
• Bu saçılmayı engellemek ve elektronları anodda belirli bir alana yöneltmek için filaman fokuslama fincanı denilen metalik bir yuvaya yerleştirilmiştir
FOKUSLAMA FİNCANI 2
• Molibdenden yapılı fokuslama fincanının negatif potansiyeli filamanla eşit tutularak elektronların ince bir demet şeklinde targete fokuslanması sağlanır.
• X-ışını cihazı açıldığı zaman filamandan düşük bir akım geçirilerek filaman ısıtılır ve filaman yüksek ısı şokuna hazırlanır.
• Şutlama anında akım yükseltilerek termionik emisyon arttırılır ve istenilen tüp akımı sağlanır.
FİLAMAN
• Birçok x-ışını tüpünde yanyana yerleşitrilmiş çift filaman mevcuttur.
• Daha yüksek tüp akımları için büyük filaman kullanılır.
Kaynaklar
• Bushong SC. Radiologic Science for Technologist: Physics, Biology and Protection. 3rd ed. St. Louis, The C. V. Mosby Company, 1984.
• Oğuz M. Röntgen Fiziğine Giriş: Diagnostik I. Adana, ÇÜ Basımevi, 1992.
• Kaya T. Temel Radyoloji Tekniği. Bursa, Güneş & Nobel, 1997.