RÖNTGEN CİHAZLARI ve FİZİK PRENSİPLERİ 3

1. RÖNTGEN CİHAZLARI ve FİZİK PRENSİPLERİ 3 Dr. Erol Akgül Ç. Ü. SHMYO 1. Sınıf

2. X-IŞINI CİHAZLARININ TEMEL YAPISI

3. 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.

4. X-IŞINI CİHAZININ TEMEL KISIMLARI 1. X-ışını tüpü 2. Kontrol konsolü 3. Yüksek voltaj jeneratörü

5. 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.

6. 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.

7. X-IŞINI TÜPÜ PARÇALARI • 1. Koruyucu Metalik Muhafaza • 2. Cam Tüp • 3. Katod • 4. Anod

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

13. KORUYUCU METALİK MUHAFAZA 5 • İncelemeler sırasında metalik muhafaza ellenmemeli ve tüpe pozizyon vermek için yüksek voltaj kablolarından çekilmemelidir.

14. 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.

15. 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.

17. 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.

18. 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.

19. 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.

20. 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.

21. 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

22. 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.

24. FİLAMAN • Birçok x-ışını tüpünde yanyana yerleşitrilmiş çift filaman mevcuttur. • Daha yüksek tüp akımları için büyük filaman kullanılır.

27. 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.