Quali apparecchiature vengono utilizzate per una radiografia?

I macchinari radiografici vengono generalmente divisi in tre categorie di voltaggio e precisamente:

1 - Fino a 320 kV, principalmente per lavori intermittenti e ambulatoriali. La corrente dei tubi
generalmente è di tipo alternata unipolare. Con questo tipo di macchinari è difficile
che si verifichino alte tensioni per problemi d'isolamento.

2 - Fino a 450 kV, principalmente per uso su lavori continui, stazionari o semi-ambulatoriali,
a causa di dimensioni, maneggevolezza e peso limitati.
I tubi sono di tipo a corrente continua bipolare.

3 - Fino a 10 MeV, i cosiddetti macchinari Megavolt.
Applicati esclusivamente al lavoro stazionario.

Le prime due categorie sono adatte alla radiografia di oggetti più comuni. Oggetti con
spessori estremi, però, richiedono un'energia superiore a 450 kV. In questo caso
Se fonti alternative come Cobalt60 si rivelano inadatte, vengono utilizzate apparecchiature a Megavolt.
Solitamente si tratta d'installazioni fisse di grandi dimensioni e peso elevato. Ultimamente,
sono disponibili versioni portatili destinate all'uso ambulatoriale.

Tipi di tubi a raggi X

A seconda della forma dell'anodo, i tubi a raggi X producono:
a. un fascio di radiazioni in una direzione (tubo direzionale)
b. un fascio anulare (tubo panoramico)
I tubi a raggi X sono unipolari o bipolari.

Tubi bipolari

La figura 1a-5 mostra un tubo bipolare. Il tubo bipolare ha il vantaggio che la differenza di potenziale
differisce dalla terra sia sull'anodo che sul catodo ed è pari alla metà della
tensione del tubo, che è di grande aiuto dal punto di vista dell'isolamento. La finestra di uscita
è necessariamente situata al centro del tubo. I tubi bipolari di solito funzionano con corrente diretta
e sono generalmente raffreddati ad aria, olio o acqua. Sono progettati per funzionare a tensioni da
100 a 450 kV e con corrente nel tubo fino a 20 mA.

Tubi unipolari

In questi tubi (più corti), come mostrato nella figura 1b-5, l'anodo è mantenuto al potenziale di terra e
il catodo ha solo una differenza di potenziale rispetto a terra. Ciò rende il raffreddamento dell'anodo un'operazione
più semplice. Significa che per i macchinari a basso/medio kilovoltaggio, fino a ca. 300 kV tutte le volte
che viene utilizzato per applicazioni ambulatoriali, sarà sufficiente una semplice fonte di alimentazione ad alta tensione.
La finestra di radiazione è posizionata in modo asimmetrico, il che può essere vantaggioso nella pratica.

Tipi di tubi a raggi X speciali

I tubi a raggi X unipolari con un lungo cavo di anodo, come mostrato in fig. 1c-5, sono generalmente noti
come “tubo con anodo a barra” e possono essere inseriti in tubi o serbatoi. Questi tubi producono un
raggio anulare (panoramico) a 360º, consentendo così di realizzare una saldatura circonferenziale completa
per radiografare in un'esposizione.
La Figura 2-5 mostra l'anodo conico
di un tubo panoramico (360º), che
consente una saldatura circonferenziale
per essere radiografato in centro, quindi
uniformalmente, dall'interno. Con questo
anodo l'asse dell'elettrone
il raggio deve colpire la parte superiore del
cono in modo tale che il centro
del fascio di raggi X generato sia
perpendicolare all'asse longitudinale
del tubo.
Nota: Gli anodi sagomati in modo che il centro
del fascio di raggi X generato non sia
perpendicolare (obliquo) alla
linea centrale del tubo (che era
accettabile in passato), non sono più
consentiti quando il lavoro deve essere in accordo
agli standard ufficiali.
Esistono anche tubi panoramici in cui il fascio di elettroni viene focalizzato su una superficie a lunghezza
estesa mediante una lente magnetica o una lente elettrostatica (cilindro Wehnelt) per produrre
una dimensione del punto focale molto piccola. Tali set sono chiamati tubi anodici ad asta micro-focus con i quali
è possibile ottenere una dimensione della macchia focale molto piccola, inferiore a 10 micrometri. Dato che l'anodo
può essere danneggiato con relativa facilità a causa del surriscaldamento, esso è solitamente intercambiabile.
Ciò richiede un'unità di aspirazione separata per ripristinare il vuoto dopo la sostituzione. Il
vantaggio di tale costruzione è che con diversi tipi di anodi, è possibile ottenere
dei modelli di radiazione diversi per applicazioni speciali. Il livello massimo di energia è solitamente
inferiore a 150 kV.
Tuttavia, esistono tubi microfocali da 150 kV con anodo fisso a scopo d'ingrandimento o scansione,
vedere la sezione sulle tecniche d'ingrandimento delle immagini. Con questi tubi la corrente deve essere mantenuta bassa, per
limitazioni di dissipazione del calore dell'anodo non intercambiabile.
Alcuni tubi a raggi X utilizzati nella radiografia di plastica e alluminio sono dotati di una
finestra in berillio per consentire il passaggio della radiazione più morbida da 5 a 45 kV generata dalle tensioni
inferiori del tubo.