Promieniowanie rentgenowskie powstaje w wyniku hamowania

Prawidłowo – promieniowanie rentgenowskie w klasycznej lampie diagnostycznej powstaje głównie w wyniku gwałtownego hamowania elektronów na anodzie. W lampie RTG elektrony są emitowane z rozżarzonej katody (emisja termoelektronowa), a następnie przyspieszane silnym napięciem wysokim, rzędu kilkudziesięciu do nawet 120 kV, w kierunku anody. Lecą więc z dużą energią kinetyczną. Kiedy uderzają w ognisko anody (zwykle z wolframu lub stopu wolframu), są bardzo gwałtownie hamowane w polu elektrycznym jąder atomów materiału tarczy. Właśnie to hamowanie, czyli zmiana pędu i kierunku ruchu elektronu w polu jądra, powoduje emisję promieniowania hamowania – tzw. bremsstrahlung, które stanowi podstawową składową widma promieniowania w diagnostyce obrazowej. Dodatkowo część fotonów powstaje jako promieniowanie charakterystyczne, gdy elektron wybija elektron z powłoki wewnętrznej atomu wolframu i następuje przeskok z wyższej powłoki – ale to wciąż efekt zderzenia elektronu z anodą, nie z katodą. W praktyce klinicznej dobra znajomość tego mechanizmu tłumaczy, dlaczego zmiana napięcia kV wpływa na energię (twardość) wiązki, a zmiana natężenia mA – na ilość wytwarzanych fotonów. Z mojego doświadczenia w pracowniach RTG osoby, które rozumieją, że źródłem promieniowania jest właśnie interakcja szybkich elektronów z materiałem anody, lepiej ogarniają takie tematy jak filtracja wiązki, warstwa półchłonna czy dobór ogniska. Ma to znaczenie nie tylko dla jakości obrazu (kontrast, kontrastowość, szumy), ale też dla ochrony radiologicznej – bo wiemy, skąd bierze się promieniowanie rozproszone i jak parametry pracy lampy przekładają się na dawkę dla pacjenta i personelu. W standardach pracy (np. wytyczne ICRP, EUREF i krajowe rekomendacje) cały czas podkreśla się zależność: energia elektronów przy anodzie → widmo i intensywność promieniowania X.