שפופרת רנטגן

שפופרת רנטגן היא שפופרת קתודית שפולטת קרינת רנטגן (קרני X), והיא החלק המרכזי במערכות לצילום רנטגן. קרני הרנטגן הן קרינה אלקטרומגנטית מייננת בעלת אורך גל הקצר מעט מקרינה אולטרה סגולה (UV). שפופרות רנטגן השתכללו בעקבות "שפופרת קרוקס" בה נתגלתה לראשונה פליטת קרני רנטגן ב-8 בנובמבר 1895. מאוחר יותר הגישה למקור אמין ומבוקר של קרינת רנטגן יצרה את תחום הרדיולוגיה, היכולת של צילום ודימות דרך חמרים אטומים על ידי קרניים חודרות. שפופרות רנטגן משמשות גם במערכות טומוגרפיה ממוחשבת, סורקי מטען בנמלי תעופה ובקרת איכות בתעשייה.

היסטוריה

קרני ה-X נתגלו על ידי הפיזיקאי וילהלם רנטגן בעת שערך ניסויים בשפופרות שונות בהם שפופרת שהומצאה על ידי ויליאם קרוקס בניסויים עם שפופרת זו גילה שהיא פולטת קרני X.

שפופרת קרוקס (נקראת גם שפופרת קתודית קרה, או שפופרת פריקה), הנקראת על שם ממציאה, ויליאם קרוקס, היא שפופרת הדומה לנורה ועשויה מזכוכית, בעלת לחץ אוויר נמוך (בערך 100 פסקל). לשפופרת קתודת אלומיניום מעוקלת, שמטרתה היא לרכז את האלקטרונים לכיוון האנודה - ה-"מטרה". מתח חשמלי גבוה המסופק לאלקטרודות גורם להאצה של האלקטרונים לעבר המטרה (בתהליך של פריקה חשמלית), תוך שהם מייננים את האוויר, ומואצים הלאה אל המטרה. פגיעת אלקטרון במטרה יוצרת קרינת X (קרינת X פלואורסצנטית אופיינית, שהיא קרינת X חלשה, שנוצרת כתוצאה מיוניזציה של אלקטרון מאטום המטרה. עקב העוצמה החלשה של הקרינה האופיינית, שפופרות קרוקס לא נמצאות כיום בשימוש.

שפופרת קולידג' (נקראת גם שפופרת קתודית חמה) היא שיפור לשפופרת קרוקס, שנבנתה על ידי ויליאם קולדיג' ב-1913. הלחץ בשפופרת הוא סביב 10-4 פסקל (10-6 טור). בשפופרת מסוג הזה האלקטרונים נפלטים מקתודת מתכת (תיל טונגסטן) מחוממת בריק (פליטה תרמיונית). המתח מאיץ את האלקטרונים וגורם לחימום האנודה.

קישורים חיצוניים

הערות שוליים 

רדיולוגיה
הממלכה המאוחדת: המצאות