TIUB X-RAY ANOD BERPUTAR

Prinsip & Konsep Asas yang Perlu Diketahui

TIUB X-RAY ANOD
BERPUTAR

Panduan Untuk Pelajar Pengimajan
Perubatan

ISMALIZA BINTI ISA

Pengenalan

Untuk meningkatkan perkadaran
tiub, serta mengekalkan saiz titik
fokus efektif yang kecil, tiub x-ray
anod pegun telahpun digantikan
dengan tiub x-ray anod berputar

Rajah : Binaan sebuah tiub x-
ray berputar

1. Sampul Kaca

Fungsi :
Untuk mengekalkan satu bekas
bervakum.
Untuk mengekalkan kedudukan
kedua-dua elektrod dengan tepat
supaya titik fokus ditempatkan
dengan baik.
Untuk menebatkan secara elektrik
kedua-dua elektrod serta
mengasingkan keduanya dari
perumah tiub.
membantu dalam proses
penyebaran haba dari anod dan
filamen katod.
membenarkan penyambungan
elektrik dilakukan kepada kedua-
dua elektrod.
Untuk mengekalkan suatu kaedah
penurasan inheren yang terkawal
keatas bim x-ray yang keluar dari
tiub x-ray.

Ciri-Ciri:
Diperbuat daripada kaca borosilikat
suatu bahan yang keras, tahan
panas seperti pyrex.
Mengandungi anod dan batang
anod, rotor, penyokong rotor dan
blok katod (di mana filamen
dipasangkan).
ruang di dalam sampul mestilah
mempunyai darjah vakum yang
tinggi untuk mengelakkan daripada
kemungkinan pengionan berlaku
semasa dedahan. Pengionan akan
membawa kepada nilai-nilai yang
meningkat dan tidak tepat serta
penghentaman filamen oleh ion-
ion positif.

Ciri-Ciri:
bentuk sampul kaca adalah tirus di
ekstremiti di mana ia dimetrikan
dengan bahagian-bahagian yang
berlogam supaya kandungan vakum
dapat dikenakan.
Dipenghujung anod ia membentuk
suatu leher yang tirus di mana
dibahagian luarnya dipasangkan
lilitan stator dan dibahagian
dalamnya rotor berputar dengan
bebas berhampiran tetapi tidak
menyentuh dinding sampul kaca.
Bahagian tengah sampul kaca
mempunyai diameter yang lebih
lebar untuk mengurangkan risiko
kerosakan kepada sampul kaca
apabila voltan tinggi dikenakan di
antara kedua elektrod. Bahagian ini
mengandungi diska anod, mangkuk
fokus dan filamen.

Ciri-Ciri:
Di bawah bahagian anod, iaitu
bahagian sampul kaca untuk bim x-
ray muncul, dinding untuk tingkap
mempunyai kenipisan terkawal
agar kemerosotan bim tidak
berubah
Jarak di antara katod dan anod
ditentukan dengan tepat
Di penghujung bahagian katod,
terdapat pam vakum yang
dipasangkan kepada sampul kaca
untuk mewujudkan keadaan
bervakum dalam sampul kaca.

2. Pepasang Katod

2.1 Katod - diperbuat dari Nikel kerana
ringan, boleh dibentuk dengan tepat
dan mengekalkan bentuk walaupun
dipanaskan, kukuh serta boleh
digunakan sebagai kepingan yang nipis.

Fungsi : bim
elektrod negatif
sumber bim elektron
mangkuk fokus memfokus
elektron secara elektrostatik

2.2 Filamen diperbuat daripada
tungsten kerana :

◦mempunyai takat lebur yang tinggi

(3380 C )
berupaya memancarkan elektron-
elektron yang stabil pada suhu-
suhu yang tinggi.

Tidak akan mengeluarkan elektron

◦termion pada suhu yang kurang

dari 2200 C .
teguh, jangka hayat panjang dan
boleh dibentuk menjadi suatu
filamen yang halus.
Mempunyai fungsi kerja yang
rendah.

\

Ciri-ciri filamen :
diameter tipikal bagi wayar ialah
lebih kurang 0.2 mm, diameter
gegelung ialah (0.5 - 1.0 mm);
panjang gegelung ialah (1.0 - 1.5
cm).
berbentuk heliks kerana ini akan
meluaskan lagi permukaan untuk
pancaran termion.
Voltan filamen adalah lebih kurang
10 - 12 v; arus filamen 4-5 Ampere.
bentuk dan dimensi dikawal rapi
semasa pembuatan kerana faktor-
faktor penting yang berkait akan
menentukan bentuk saiz titil fokus
dan agihan elektron-elektron di
atasnya.

2.3 Mangkuk fokus & susunan filamen

2.3.1 Mangkuk fokus

lazimn\ ya diperbuat daripada nikel
dan kadangkala daripada
molibdenum. Berupaya
mengekalkan medan elektrostatik
untuk pemfokusan bim elektron.
Dipasang secara 'off-set' kepada
paksi panjang pusat tiub x-ray.
filamen dipasangkan di dalam
lubang alur (slot) samada susunan
sebaris atau selari untuk
kemudahan dwi-fokus.
pinggir lubang alur adalah tajam
untuk menguatkan medan
elektrostatik bagi pemfokusan bim
elektron.

2.3.2 Pemasangan filamen di mangkuk
pemfokus

lazimnya, tiub x-ray anod berputar
mempunyai kemudahan dwi fokus
dikenali sebagai fokus kecil dan
fokus besar
bagi kemudahan dwi fokus, filamen
disusun secara sebaris atau selari.

Faktor-faktor yang mempengaruhi
hayat filamen tiub x-ray:
Suhu filamen dinaikkan
Jika kerapkali mA ynag tinggi
dikehendaki untuk masa dedahan yang
singkat, maka suhu filamen juga mesti
dinaikkan dan ini boleh menyebabkan
pengewapan filamen.
Beban kerja yang tinggi
Jika dedahan yang kerap dilakukan
tanpa membenarkan tiub untuk
menyejuk, maka suhu filamen juga
akan berada pada paras yang tinggi.
Juga boleh menyebabkan pengewapan.
Di samping itu, kekerapan mengguna
tiub x-ray juga akan menyebabkan
rintangan filamen bertambah (filamen
semakin menipis), maka untuk mA
yang sama, suhu perlu ditingkatkan
lagi.

Faktor fizikal
Dalam bidang radiografi mudah gerak,
mesin x-ray mungkin terlanggar
dengan dinding atau terhentak pada
lantai yang tidak rata, maka gegaran
berlaku. Ini boleh menyebabkan
filamen terputus.
Takat suhu di mana ia dinaikkan
sebelum dedahan
Sebelum dedahan, tiub x-ray mesti
berad pada mod 'prepare' untuk
masayang singkat sahaja, kerana suhu
pada takat ini dinaikkan.
'
Selain itu, jika tiada pendedahan yang
ingin dilakukan dalam sela masa yang
lama, mesin x-ray perlu dimatikan
kerana jika suis dipasang, maka ada
arus yang dibekalkan kepada filamen.
Walaupun suhu filamen rendah pada
takat ini, ia mempengaruhi hayat tiub
x-ray dalam jangkamasa yang panjang.

Kerapkan penggunaan nilai mA yang
rendah
Dengan mengguna alat cegahgerak
yang sesuai, nilai mA yang rendah
boleh digunakan. Ini akan
memanjangkan hayat filamen.
Untuk mengelakkan bebanan haba yang
berlebihan kepada trek sasaran yang
kecil, maka kelajuan putaran anod
perlu ditingkatkan.

3. Pepasang Anod

3.1 Fungsi :
elektrod positif bagi tiub x-ray
sasaran bagi bim elektron yang
datang dari katod

3.2 Diska anod
anod tiub x-ray berputar terdiri
daripada diska tungsten atau
sasaran anod dari aloi tungsten
(90%) dan rhenium (10%) dan
besnya daripada molibdenum
(sinki haba). Diameter anod bagi
unit radiografi biasa ialah 70-100
mm.
Putaran anod bagi unit radiografi
biasa adalah 3000 putaran seminit.
Berat diska anod bagi unit
radiografi biasa ialah lebih kurang
400 gram.

3.1 Fungsi :
elektrod positif bagi tiub x-ray
sasaran bagi bim elektron yang
datang dari katod

3.2 Diska anod
anod tiub x-ray berputar terdiri
daripada diska tungsten atau
sasaran anod dari aloi tungsten
(90%) dan rhenium (10%) dan
besnya daripada molibdenum
(sinki haba). Diameter anod bagi
unit radiografi biasa ialah 70-100
mm.
Putaran anod bagi unit radiografi
biasa adalah 3000 putaran seminit.
Berat diska anod bagi unit
radiografi biasa ialah lebih kurang
400 gram.

Mengapa tungsten dianggap sesuai
sebagai bahan sasaran anod ?

◦mempunyai takat lebur yang tinggi

(3700 - 3800 C)
mempunyai nombor atom yang
tinggi (Z = 74). Kecekapan
menghasilkan x-ray adalah
berkadar terus dengan nombor
atom.
radiasi cirian tungsten memberi
sumbangan yang berguna kepada
bim x-ray.

.
mempunyai pengkonduksian terma
yang sederhana. Ini adalah penting
kerana haba yang perlu
dipindahkan dari kawasan fokus ke
jisim anod.
mempunyai muatan haba yang
sederhana.
mempunyai tekanan wap yang
rendah di suhu yang tinggi. Ini
membantu mengekalkan keadaan
bervakum di dalam sampul kaca
tiub x-ray.

Mengapa molibdenum dianggap sesuai
sebagai bahan bes diska anod ?

ringan dan teguh.
mempunyai muatan haba tentu
(specific heat capacity) lebih kurang
dua kali ganda berbanding dengan
muatan haba tentu tungsten untuk
berat yang sama.

3.3 Sudut anod - binaan tiub x-ray
menggunakan permukaan sasaran
anod yang bersudut. Ini akan
menghasilkan output x-ray yang tinggi
dari suatu titik fokus efektif yang kecil,
di mana penumbra dapat
diminimumkan.
3.4 Batang anod

diska anod dipasangkan memusat
kepada sebatang molibdenum yang
kecil.
molibdenum adalah bahan yang
sesuai bagi batang anod kerana
teguh, boleh dimesinkan mengikut
bentuk yang tepat, ringan
(ketumpatan separuh dari
ketumpatan tungsten), serta
komduktor yang lemah.

Pengkonduksian haba daripada
diska anod ke rotor diminimumkan
kerana :
1.batang anod yang terlibat diperbuat
daripada molibdenum, suatu logam
yang mempunyai pengkonduksian
yang rendah.
2.keluasan keratan rentas batang
anod adalah kecil.
Penebatan terma keatas rotor
daripada haba yang datang dari
diska anod adalah penting kerana
alas bebola adalah sensitif kepada
haba, iaitu sekiranya alas bebola
menjadi terlalu panas, ia akan
berhenti berputar. Kesannya, haba
akan berpindah dari diska anod
secara utama melalui proses
pancaran wap ke minyak.

3.5 Rotor
bes batang anod (molibdenum)
dibina terbenam menetap dengan
kemas ke dalam rotor.
diperbuat daripada kuprum. Bahan
ini sesuai kerana :

1.mempunyai muatan haba yang
tinggi melindungi alas bebola

2.suatu konduktor yang baik yang
memainkan peranan yang penting
untuk mewujudkan aruhan salingan
bagi mekanisme putaran anod.
Permukaan luar dikasarkan dan
dihitamkan warnanya untuk
meningkatkan sebaran haba
melalui proses pancaran mematuhi
Hukum Stefan, iaitu :
jasad hitam adalah pemancar haba
yang paling cekap
keamatan pancaran berkadar terus
dengan suhu.

Ia berputar di atas alas bebola dan
gerakan tersebut bergantung
kepada arus yang teraruh
kedalamnya oleh medan magnet
yang datang dari gegelung stator.
Jarak diantara badan rotor dan
leher tiub dipastikan hampir (tetapi
tidak bersentuhan), untuk
penggunaan medan magnet yang
lebih cekap.

4. Perumah Tiub

diperbuat daripada aloi aluminium
dan disaluti dengan plumbum.

Fungsi :
Membenarkan pemasangan sampul
kaca tiub dengan perumah tiub
dengan tepat
mengandungi sumber kuasa untuk
putaran anod (stator)
membekalkan terminal-terminal
untuk voltan tegangan tinggi
menebat voltan tinggi (minyak)
menghadang radiasi dengan
salutan kepingan plumbum di
tempat-tempat yang tertentu.

membekalkan :

1.tingkap untuk bim x-ray muncul
dari tiub x-ray
2.suatu kaedah untuk memasang tiub
sinar-x
3. untuk memasang alat
pengkolimatan bim

perisai x-ray :
1.perumahan tiub disaluti dengan

kepingan plumbum di tempat-
tempat yang tertentu untuk
mengurangkan kebocoran sinar-
sinar x, selain dari bim berguna, ke
suatu paras yang rendah dan
selamat, iaitu kurang dari 100 mR
di dalam masa 1 jam bagi jarak 1
meter dari titik sumber.
2.bagi perumah tiub moden, sinar-
sinar x yang bocor adalah kurang
dari 10 mR di dalam masa 1 jam
bagi jarak 1 meter dari titik sumber.

SEPATAH
KATA

dari penulis

Semoga buku ini dapat
membantu para pelatih

Pengimejan Perubatan
Semester 1 lebih

memahami berkenaan
binaan suatu tiub x-ray

serta memahami
kepentingan binaan setiap

komponen di dalamnya.