¿Qué es un tubo de rayos X?

Los tubos de rayos X son diodos de vacío que funcionan a altos voltajes.
Un tubo de rayos X consta de dos electrodos, un ánodo y un cátodo, que se utilizan, respectivamente, para bombardear con electrones el blanco y para que el filamento emita electrones. Ambos polos están sellados en carcasas de vidrio o cerámica de alto vacío.

La sección de alimentación del tubo de rayos X contiene al menos una fuente de alimentación de bajo voltaje para calentar el filamento y un generador de alto voltaje para aplicar un alto voltaje a los dos polos. Cuando un hilo de tungsteno conduce suficiente corriente para crear una nube de electrones, y se aplica un voltaje suficiente (del orden de kilovoltios) entre el ánodo y el cátodo, la nube de electrones es atraída hacia el ánodo. En ese momento, los electrones impactan el blanco de tungsteno con alta energía y alta velocidad. Al llegar a la superficie del blanco, su movimiento se detiene repentinamente. Una pequeña parte de su energía cinética se convierte en energía de radiación y se libera en forma de rayos X. La radiación generada de esta forma se denomina bremsstrahlung.

Modificar la corriente del filamento permite cambiar su temperatura y la cantidad de electrones emitidos, alterando así la corriente del tubo y la intensidad de los rayos X. Cambiar el potencial de excitación del tubo de rayos X o seleccionar un blanco diferente permite modificar la energía de los rayos X incidentes o su intensidad a distintas energías. Debido al bombardeo de electrones de alta energía, el tubo de rayos X opera a una temperatura elevada, lo que requiere la refrigeración forzada del ánodo.

Aunque la eficiencia energética de los tubos de rayos X para generar rayos X es muy baja, actualmente siguen siendo los dispositivos más prácticos para la generación de rayos X y se utilizan ampliamente en instrumental radiológico. En la actualidad, las aplicaciones médicas se dividen principalmente en tubos de rayos X para diagnóstico y tubos de rayos X para terapia.