NOTA - I TUBI RADIOGENI
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CARATTERISTICHE DEI TUBI RADIOGENI
I TUBI RADIOGENI CARATTERISTICHE
Dall'invenzione nel 1895, il tubo radiogeno ha subito notevoli progressi tecnologici, ma il suo principio di funzionamento è rimasto invariato.Può essere descritto come un diodo sotto vuoto di grandi dimensioni, al quale viene applicata un'alta tensione. La cascata di elettroni generata tra il filamento in tungsteno (catodo) e il target (anodo) è alla base del processo di produzione dei raggi X.
![Tubo a raggi-x a anodo fisso Tubo a raggi-x a anodo fisso disegno](images/tubo---J.jpg)
Schema rappesentativo di un tubo radiogeno ad anodo fisso
![Tubo a raggi-x a anodo rotante Tubo a raggi-x a anodo rotante disegno](images/Tubo-rotativo---J.jpg)
Il catodo è generalmente composto da uno o due filamenti di tungsteno, alimentati con una bassa tensione (circa 10-20 V) e un'alta corrente (da 3 a 7 A).Attraverso l'effetto termoionico, questi filamenti riscaldano e generano una nuvola di elettroni intorno al filamento.Questa nuvola elettronica tende a muoversi dal catodo all'anodo, creando una differenza di potenziale e acquisendo energia cinetica.Le tensioni applicate al tubo radiogeno variano a seconda dell'utilizzo: in medicina, tipicamente dai 40 ai 130 kV, mentre nell'industria si possono raggiungere valori da 90 kV a 450 kV e, in alcuni casi, oltre i 600 kV.Quando gli elettroni colpiscono l'anodo, il 99% dell'energia viene dissipata sotto forma di calore, mentre solo l'1% dei raggi X viene prodotto tramite l'effetto Bremsstrahlung (frenamento).La generazione di calore rappresenta una sfida tecnica, specialmente per i tubi radiogeni ad alte potenze. Per mantenere il tubo a temperature accettabili, vengono adottate soluzioni di raffreddamento, che possono variare da sistemi di raffreddamento convenzionali per potenze più basse a sistemi più sofisticati per prelevare e smaltire il calore generato.
![Apparecchio radiogeno, visione dei filamenti che compongono un tubo radiogeno Apparecchio radiogeno, doppio fuoco che compongono un tubo radiogeno](images/macchia-focale---J_j7h7dqz8.jpg)
Macchia focale, il doppio filamento che lo compone
![Apparecchio radiogeno, dettagio dei filamenti che compongono un tubo radiogeno Apparecchio radiogeno, dettagio dei fuochi che compongono un tubo radiogeno](images/T9---J.jpg)
Dettaglio del doppio filamento dotati i tubi radiogeni
Nel campo medico, per ovviare al problema del surriscaldamento e garantire una produzione continua di raggi X, gli ingegneri hanno sviluppato l'anodo rotante.Questa soluzione permette di distribuire il calore su un'area più ampia, evitando il surriscaldamento e preservando la qualità dell'immagine radiografica.Oggi, la maggior parte dei tubi radiogeni utilizzati in ambito medico, per radiografie convenzionali, radioscopie e tomografie computerizzate (TAC), sono dotati di anodi rotanti.Questo componente essenziale, insieme a una serie di schermature e dispositivi di sicurezza, garantisce la protezione del paziente e dell'operatore dalle radiazioni indesiderate.La radiazione prodotta dai tubi radiogeni è direzionata attraverso una finestra specifica del tubo al di fuori dell'apparecchiatura, mentre il resto del tubo è circondato da una cuffia schermante per prevenire la fuoriuscita di radiazioni pericolose.Per migliorare ulteriormente la sicurezza del paziente, la radiazione diretta viene filtrata attraverso filtri di alluminio o rame.Questi filtri rimuovono la parte "molle" della radiazione, ovvero i raggi X a bassa energia, che aumenterebbero solo la dose al paziente senza apportare alcun valore diagnostico.I tubi radiogeni sono dispositivi delicati, in quanto piccole variazioni di corrente o tensione possono compromettere la qualità dell'immagine prodotta.Per garantire una stabilità ottimale, vengono utilizzati generatori ad alta frequenza con ondulazione residua praticamente inesistente (inferiore all'1%).Inoltre, circuiti di stabilizzazione dell'amperaggio e compensazione per le cadute di tensione aiutano a mantenere il sistema radiogeno in condizioni ottimali di funzionamento.Nei moderni sistemi radiogeni, molte delle operazioni vengono gestite parzialmente o interamente dal computer, consentendo al tecnico di radiologia di interagire solo in determinate situazioni particolari.Tuttavia, tre dei principali parametri controllati dal tecnico riguardano il funzionamento del tubo radiogeno:
- Corrente (in Ampere): Questo parametro fa riferimento all'intensità di corrente che scorre nel filamento del catodo. Aumentando la corrente, si aumenta la quantità di elettroni prodotti e, di conseguenza, la quantità di raggi X generati.
- Tempo (in Secondi): Indica la durata dell'emissione di raggi X. La durata dell'erogazione dei raggi X può essere variata a seconda delle necessità diagnostiche.
- Tensione (in Kilovolt): Modificando la differenza di potenziale tra il catodo e l'anodo, si può variare l'energia cinetica dei raggi X, influenzando così la loro capacità di penetrare i tessuti e fornire diverse informazioni diagnostiche.
![Tubi radiogeni ad anodo fisso metalceramico Tubi a raggi-X ad anodo fisso metalceramico](images/T--1----J.jpg)
Tubi radiogeni ad anodo fisso metalceramico
![Impianto a raggi-X stazionario ad alta potenza Impianto a raggi-X stazionario ad alta potenza](images/T--3----J.jpg)
Impianto a raggi-X stazionario ad alta potenza
![Tubo a raggi-x a anodo rotante Tubo a raggi-x a anodo rotante con cavi elettrici](images/T4---J.jpg)
Tubo a raggi-x a anodo rotante
![Immagine Tubo a raggi-x a anodo rotante Immagine Tubo a raggi-x a anodo rotante con i vari componenti](images/-tubo-rotativo---J.jpg)
Disegno Tubo a raggi-x a anodo rotante
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