Fluoroskopický röntgen, X-ray

Röntgenové snímky rôznych predmetov získane fluoroskopickou cestou pomocou zelených a modrých RTG kaziet a zubnej röntgenky Chirana pri napätiach 50 až 100kV !

      Röntgenové snímky predmetov získane fluoroskopickou cestou pomocou RTG kazety. Vzhľadom na charakter experimentu niektoré informácie tu nebudú popísane a budú vynechané. Článok neslúži, ako návod pre odkopírovanie a následnú realizáciu pre kohokoľvek neznalého danej problematiky.

      Článok neslúži, ako návod ! Jedná sa len o kuriozitu a zaujímavosť, ktorá nie je určená k reprodukcii. Preto tu nie sú a ani nebudú popísane všetky podstatné informácie, ani zásady bezpečnosti práce. Röntgenové žiarenie je veľmi nebezpečné ionizujúce žiarenie. Je neviditeľné a prechádza cez materiály. Môže spôsobiť chorobu z ožiarenia, rakovinu, leukémiu, neplodnosť alebo aj smrť. Zariadenie pracuje s veľmi vysokým napätím. Všetko robíte len na vlastnú zodpovednosť.

      Ako VN zdroj pre napájanie röntgenky slúži tento môj starší IRFP460 polomost, ktorý prešiel úpravami a prerobením pre napájanie kaskádneho násobiča a röntgenky. Bolo pridané ovládanie VN zdroja na diaľku cez ovládač. Naprázdno zdroj dáva až 90kV, no je veľmi mäkký a ako sa ukázalo, značne padá napätie nadol pre nevhodnosť daného násobiča a celkovo zapojenia. Do budúcna budem riešiť vhodnejší VN zdroj. Aktuálne na prvé testy stačil. Na meranie vysokého napätia používam tento kV-meter do 80kV

      Zubná röntgenka Chirana 100kV. Umiestnenie nastojato na krabici, kovová guľa je pre zamedzenie koróny pri krokosvorkách od VN zdroja a do kV-metra (neskôr šla anóda do oleja). Röntgenka má 2 katódy, používal som aktuálne len jednu dlhú katódu. Žeravil som ju napätím 3 – 3,2V pri prúde 3 – 3,2A. Osvedčilo sa mi držať do 3,1V. Veľkosťou žeraviaceho prúdu (teplotou volfrámovej katódy) sa reguluje intenzita röntgenového žiarenia, ale zároveň si viac prúdu vezme z VN zdroja, čím pri mäkšom VN zdroji padá rýchlo napätie nadol (od veľkosti UA závisí penetrácia cez materiály). Viac o vzťahu medzi anódovým napätím a katódovým prúdom v teórií tu. Každá röntgenka využíva na reguláciu intenzity zmenu žeraviaceho prúdu v určitom rozmedzí napätí od do, zvyčajne sú to jednotky volt (datasheet od tejto som nenašiel).  

      Fluoroskopické RTG kazety. Jedná zelená RTG kazeta ORTHO regular 400 a zvyšné všetko modré. Na snímky som zatiaľ používal len tú zelenú, ktorá ma vyššiu citlivosť. Na jednej fotke je čierny papier, ktorý som dával na fóliu pred röntgenku kvôli svetlu od žeravenia. Fóliu som z kazety vybral von, aby som čo najmenej filtroval žiarenie a čo najviac rozsvietil fóliu. V kazetách, ktoré používajú filmy s dvojitou emulziou, sa používajú dva fólie namontované na oboch stranách kazety. Fosfor absorbuje rentgenový fotón a prevádza ho na viditeľné svetlo.

      Rádiometre používane na kontrolu. O rádiometroch a dozimetroch niečo málo aj v tomto článku o prístrojoch na meranie žiarenia. Rádiometre s GM trubicami sú slabo citlivé na mäkké žiarenia z röntgenky ! Reálne môžu a aj budú ukazovať oveľa nižšie hodnoty, ako je reálne v priestore. Niečo viac o rádiometroch, vlastnej stavbe a meraní v článku tu o GM čítačoch. Mäkké RTG je pre tkanivo nebezpečnejšie, ako tvrdé. Naopak mäkké sa jednoduchšie tieni a je menej prenikavé, na rozdiel od tvrdého RTG. V lekárstve sa svieti silno s tvrdým RTG a krátko, mäkké RTG je odfiltrované. Aj samotné RTG kazety môžu mať tenkú olovenú fóliu v sebe.

      Celá zostava a pracovisko na stole v plechovej šope vonku. Zapínanie a röntgenovanie prebiehalo z bezpečnej diaľky cez ovládač. Bol som mimo pracoviska za vonkajšími hrubými múrmi domu, na danom mieste nebolo merateľné žiadne zvýšenie žiarenia oproti pozadiu. Röntgenka bola smerovaná pravdaže na opačnú stranu. Mäkká časť žiarenia je týmto úplne odfiltrovaná a tvrdú prenikavú časť viem merať a kontrolovať s STS-5/SBM-20 GM trubicami vo vhodnom rádiometri.

      Röntgenové snímky predmetov. Nie sú to fotky, žiadna dlhá expozícia, ale snímky vytiahnuté z videa natáčaného mobilom. Videá boli točené pri cca 45kV a 300uA, no napätie a prúd kolísali vzhľadom na nevhodný a mäkký VN zdroj. Plus priložený obrázok röntgenovaných predmetov podľa poradia snímok v albume. Nakoniec dole samotné zostrihané video s jednotlivými predmetmi v reálnom čase.


RTG fotografie – snímky z videa


Fluoroskopický röntgen 2 – snímky pri 50 až 100kV

28.2.2021
      Úprava VN zdroja pre napájanie kaskadného násobiča a röntgenky. Pôvodný budič som prerobil, vymenil som VN transformátor za transformátor z čiernobielej elektrónkovej TV, ktorý dáva vyššie napätie a stále dodá dostatok prúdu pre násobič. Vhodnejšie som nastavil pracovnú frekvenciu budiča pre minimálne napätie, aby tu nedochádzalo k rezonančnému nárastu napätia na VN transformátore, inak v záťaží napätie hneď klesá nadol. To bol aj jeden z problémov predošlého zapojenia. Dané úpravy VN zdroja a schémy nájdete tu

      Samotný kaskadný násobič (4x poľská kaskáda) som vymenil za 8 stupňový násobič vlastnej výroby. Použil som kondenzátory 10n/30kV z Číny a VN diódy DD1800 18kV/20mA z TME. Celý násobič je zaliaty veľmi špeciálnym olejom pre VN zariadenia, ktorý kúpite v najbližších potravinách a je na ňom nápis, slnečnicový olej. Pravdaže takýto olej nie je na dlhodobé používanie a nie je veľmi vhodný pre VN transformátory kvôli viskozite a trvácnosti, ale takto jednoúčelovo pre daný experiment je plne dostačujúci, zároveň je to rýchle dobre fungujúce riešenie. Teoretický pri vstupnom napätí 8kV AC dáva násobič naprázdno napätie na výstupe 180kV.

      Diaľkové ovládanie prešlo tiež zmenou. Nová odolnejšia krabica a okrem zapínania samotného VN zdroja pribudlo aj tlačidlo externej spúšte pre zrkadlovku. Využil som originál externú spúšť, ktorú som upravil a dal do nej 2x RELÉ pre diaľkové riadenie externej spúšte. Celé je to na dlhom kábli, aby som mohol ísť ďaleko do bezpečnej vzdialenosti.

      Fluoroskopické RTG kazety. Okrem zelenej ORTHO regular 400 som otestoval aj modrú RTG kazetu CURIX AGFA Blue C4. Pre modrú som musel nastaviť oveľa dlhší čas expozície a vyššie ISO, natáčať video som zavrhol. Modrá je slabo citlivá oproti zelenej RTG kazete. Všeobecne aj CCD/CMOS snímače sú na zelenú farbu citlivejšie, ako pri modrej farbe. Rozloženie Bayerovej masky na čipe je 50% zelená, 25% červená a 25% modrá.

      Röntgenovanie prebiehalo tentokrát už pri napätiach podľa materiálu röntgenovaného predmetu od 50kV až do 100kV. Prúd bol medzi 450 - 600uA. Kovy a hlavne rentgenovanie HDD, FDD už pri 100kV. Pri takto vysokých napätiach vzniká tvrdé RTG, ktoré je silno prenikavé a je nutné tienenie olovom alebo dostatočné veľká vzdialenosť od pracoviska cez hrubé múry. Dole snímok z videa, kde napätie na kV-metri presiahlo 80kV a ručička narazila za roh stupnice. Merané napätie pravdaže s pripojenou röntgenkou vzadu, vidieť bodky na snímku od RTG. Plus daný snímok pochádza z videa, ktoré je aj súčasťou druhého videa na YouTube. Vzhľadom na používanie dosť vysokého napätia, neskôr som musel aj samotnú röntgenku do polovice ponoriť do oleja pre zamedzenie koróny zo samotnej anódy.



Fotografie pracoviska



Röntgenované predmety



RTG fotografie

      Mix rôznych fotografii predmetov na zelenej a modrej RTG kazete. Väčšina fotografií vznikla na vybranej fólii von z kazety, no potom som fotil už priamo cez RTG kazetu zelenú aj modrú, čo už nebol problém vzhľadom na výšku napätia. No aj tak cítiť pri nastavení zrkadlovky rozdiel jasnosti ak je fólia vybraná von samostatne. Napätie na röntgenke v rozmedzí od 50kV do 100kV podľa materiálu röntgenovaného predmetu. Pár predmetov má 2x po sebe snímku, je tam použitá rôzna výška napätia pre porovnanie. Fotky idú viac-menej chronologický, kvalitnejšie fotky budú prevažne tie spodné, ako úplne prvé v albume. 




19.06.2021
      V rámci experimentov s rastlinami a žiarením, a už zároveň nachystaným RTG som to hneď využil aj pre snímky nejakých predmetov a využitie novej veľkej zelenej RTG kazety ORTHO regular 400 o rozmeroch 43x35cm. Zameral som sa na väčšie predmety, vzdialenosť RTG kazety od röntgenky bola asi 22cm. Tiež som skúsil presvietiť mrazené kurča kvôli kostiam, zaujímalo ma, ako ich bude vidieť. Napätie na röntgenke pre snímky podľa materiálov bolo medzi 40 – 100kV. Najnižšie napätie pre kurča, mierne vyššie napätia pre ostatné predmety a najvyššie napätie pre aku vŕtačku.

      Zároveň, ako je aj vidieť na fotkách dole, VN násobič a röntgenka šli spoločne do novej vaničky pod olej (slnečnicový), aby som úplne zamedzil vzniku koróny. Hneď som to aj pocítil na menšom zaťažení VN násobiča a miernom zvýšením výstupného napätia. Musel som znova pomerať jednotlivé body regulačného autotransformátora pre jednotlivé napätia na röntgenke.

Fotografie pracoviska



Röntgenované predmety + RTG kazeta



RTG fotografie

      Opäť je tu niekoľko fotiek rovnakých predmetov pri rôznych výškach napätia pre ukážku prenikavosti RTG žiarenia cez rôzne materiály. Pri fotkách je všade aj popis, prvá fotka je vždy pri nižšom napätí a nasledujúca po nej už pri vyššom napätí. Zvyčajne to bolo okolo 60kV a 75kV. Kurča len okolo 40kV a aku vŕtačka už blízko k 100kV.



Poškodenie röntgenky

      No a tu je konečná... nateraz. Niekedy znova nabudúce, keď zoženiem ďalšiu funkčnú röntgenku...

Ak by niekto mal na predaj voľnú podobnú zubnú šišatú röntgenku ideálne do tých 100kV nech sa mi kľudne ozve, budem len rád.

Jedno z vysvetlení:
      Netesnosť röntgenky a isté veľmi malé množstvo vzduchu už bolo dnu v röntgenke (dnu má byť veľmi vysoké vákuum), čo ešte nemalo za následok znefunkčnenie röntgenky (vznik žiarenia), no už mohlo mať vplyv na občasný prieraz a výboj dnu v systéme. Takýto výboj v systéme z anódy do katódy môže spraviť strmú napäťovú hranu (z ‘X‘ kV na 0V) a práve vznik takejto strmej hrany podporuje vznik plazivých výbojov (napr. po skle alebo aj cez časť oleja). Mohlo to prebiť dnu v systéme, vznikla strmá hrana a následok bol silný plazivý výboj zvonku. To sa stalo len pri napätí 75kV (!). Pred týmto incidentom som natočil aj na video, kedy nejaký plazivý výboj šiel dokonca aj cez olej z anódy (!) až vyšplechlo olej na stôl , čo by v tomto prípade aj dávalo teoretický zmysel (to som už riešil a hľadal problém). Tiež som pri ďalšom skúmaní problému objavil staré videa ešte z 1.3.2021, kde som mal na videu dva preskoky priamo vo vnútri z anódy do katódy. To bolo ešte v čase, kedy som dokonca ani anódu röntgenky nemal ponorenú v nádobe s olejom a aj napriek tomu jediné miesto, kde nastal výboj, bolo medzi anódou a katódou (!). Vtedy som to nejako neriešil, pretože to bolo veľmi silno ojedinele a skôr som mal problémy so všade prítomnou korónou. No tento fakt, len potvrdzuje teóriu s netesnosťou röntgenky a prítomnosťou veľmi malého množstva vzduchu už od začiatku. Zopár občasných preskokov v systéme, prevádzka na plné napätie...

      A tentoraz aj všetko ponorené pod olejom, teda nikde žiadna syčivá koróna z výstupu VN násobiča na anódu (pozri posledné dva fotky staršieho albumu RTG snímkov). Čo by práve pomohlo zmierniť nárastu napätia a danej vzniknutej strmej hrany. Koróna navôkol a možnosť výboja do nejakého vedľajšieho vodiča alebo len do dreveného stola, by to mohla zachrániť. Takto ostalo voľné len sklo röntgenky nad olejom. Tak asi toľko k zhrnutiu a teórií vysvetlenia, čo sa tam udialo.

      Ťažko sa rieši takýto problém, ak človek nemôže stáť pri tom a sledovať na živo pekne z blízka, čo sa tam reálne deje... :]

Video röntgenovania, pracoviska a zachytenie poškodenia


Literatúra k téme:
Zkoušení materiálů a výrobků rentgenovými paprsky a paprsky gama – Vladimír Hajdovský, Státní nakladatelství technické literatury, 1956

Novinky na webe

Populárne články