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改变世界:X射线管和医学革命

时间:2023-07-31 理论教育 版权反馈
【摘要】:1895年,威廉·康拉德·伦琴无意中发现X射线是电磁波,并具备良好的渗透性。射线是在管内由电子束撞击产生的。人体组织、肌肉、骨骼和脂肪吸收X射线的程度不同。因为它们可以对人体骨骼和器官进行清晰成像,所以X射线的出现是放射学和医学史上的一场革命。后来,为了开发一种产生X射线的实用方法,美国电气工程师柯立芝发明了著名的X光管。1901年,威廉·康拉德·伦琴因发现X射线而获得第一个诺贝尔物理学奖。

改变世界:X射线管和医学革命

专利名称:真空管

专 利 号:1,203,495

专利日期:1916年10月31日

发 明 者:(纽约州斯克内克塔迪)威廉·D.柯立芝(William D.Coolidge),转让给了通用电气公司

提供了一种有效的方法生成X射线,以捕捉不透明的身体的内部图像。

1895年,威廉·康拉德·伦琴无意中发现X射线是电磁波,并具备良好的渗透性。那是个命中注定般的日子,这位德国物理学家正在试验一个阴极射线管,这是一种通过扫描电子束的方法来显示图像的装置。但伦琴观察到射线延伸到了阴极射线的范围之外,射线穿透了木头和铝。射线是在管内由电子束撞击产生的。因为当时他不熟悉这种射线,所以他称之为X光辐射。他的同事称它为“伦琴辐射”或“伦琴射线”。

这些X射线提供的好处是显而易见的:它们会提供一种独特的方式去窥见人类的身体。人体组织、肌肉、骨骼和脂肪吸收X射线的程度不同。因为它们可以对人体骨骼和器官进行清晰成像,所以X射线的出现是放射学和医学史上的一场革命。

后来,为了开发一种产生X射线的实用方法,美国电气工程师柯立芝发明了著名的X光管。在此之前,供职于通用电气公司的柯立芝发明了韧性钨用作精制灯丝——现已成为电力照明的标准。

以前,X射线是用稳定的电子流轰击封闭空间而产生的,电子流在碰撞时,速度会发生突然的变化,并转化为穿透射线。在对X光管的研究中,柯立芝发现现有的辐射产生方法存在许多问题。比如,在以前的电子管中,用来影响电子流动的气体的压力变化太大,导致X射线的穿透能力变化无常且不一致。(www.xing528.com)

柯立芝决定除去用来促进电子轰击的气体,而是把钨丝阴极加热到白炽化。他发现这样会释放电子,这些电子可以被电动势操纵到想要的效果,同时消除了气体压力的易变性。

1901年,威廉·康拉德·伦琴因发现X射线而获得第一个诺贝尔物理学奖。为纪念他,人们将在0°C条件下,1立方厘米的干空气中造成一个静电单位的电离辐量强度和标准气压称为1伦琴单位。

柯立芝一生中获得了83项专利,从雷达系统到电热毯等设备和舒适用品。1975年,他被列入美国发明家名人堂。

如下图所示:

1.图1(Fig1)一个玻璃外壳(1)包围一个板状钨阳极(3),从管状末端(2)通过钨杆(4)延伸到中心处。

2.引线(6)(7)适应电源,并密封在玻璃支架中,在那里,它们的能量能够加热阴极(5)。

3.阴极周围是一个空心的钨圆柱(11),作为一个静态调节器来稳定阴极放电的焦点。

“我的发明涉及真空管,尤其是以产生伦琴(或X)射线为目的的真空管。我制造的管与之前用于产生伦琴(或X)射线的管子截然不同。因此,与其说是对之前管子的改进,不如说这是一种全新的管,它的工作原理和工作特性都不同。”

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