Het opwekken van röntgenstraling m.b.v. wolfraam

[Metel]

In de figuur hieronder zie je een röntgenbuis.
In een vacuümbuis zit de kathode (= de negatieve plaat) waar elektronen worden vrijgemaakt. Tussen de kathode en de anode (= de positieve plaat) worden de elektronen versneld, zodat ze een enorme kinetische energie krijgen.


De spanning tussen anode en kathode is ca 100 kV. De elektronen hebben bij de anode dus een kinetische energie van 100 keV en ongeveer de helft van de lichtsnelheid.
De anode bestaat uit een rondraaiende schijf van wolfraam. Als de elektronen in de anode doordringen, zullen de meeste botsen tegen elektronen van de wolfraamatomen. Door dit soort botsingen krijgen de elektronen in de anode en ook de wolfraamatomen steeds meer kinetische energie en stijgt de temperatuur. Om te voorkomen dat de anode gaat smelten, wordt die rondgedraaid (dan wordt niet steeds hetzelfde stuk van de anode door elektronen getroffen) en gekoeld. Het oliebad om de röntgenbuis is ook voor de koeling bedoeld.
Slechts een klein gedeelte van de binnendringende elektronen komt vlak in de buurt van één van de atoomkernen van de anode. Die elektronen veroorzaken de röntgenstraling.
De röntgenstraling kan door een venster naar buiten komen. In dat venster zit meestal een filter om de zachte röntgenstraling eruit te filteren. De röntgenbuis is omgeven door een loden kast (d.w.z. de oude types). De nieuwe types zijn omgeven door een wolfraam kast om te verhinderen dat de straling in alle richtingen het röntgenapparaat verlaat. Wolfraam heeft een veel hogere dichtheid en is in tegenstelling tot lood niet giftig en dus RoHS (Restriction of Hazardous Substances) compliant. Een röntgenbuis is niet goedkoop: hij kost tussen de 15.000 en 20.000 euro en gaat bij intensief gebruik 6 tot 8 maanden mee.