William David Coolidge

Izvor: Wikipedija
Prijeđi na navigaciju Prijeđi na pretraživanje
William David Coolidge
William Coolidge, Willis Rodney Whitney, Thomas Edison, Charles Proteus Steinmitz, Irving Langmuir (front row, left-to-right) (1923).jpg
William David Coolidge (prvi s lijeva, slika iz 1923.)
Rođenje 23. listopada 1873.
Smrt 3. veljače 1975.
Državljanstvo Amerikanac
Polje Fizika
kemija
Alma mater Sveučilište u Leipzigu
Massachusettski institut za tehnologiju (MIT)
Poznat po Coolidgeova rendgenska cijev
Razvio tehnologiju i primjenu volframa

William David Coolidge (Hudson, 23. listopada 1873. – Schenectady, 3. veljače 1975.), američki fizičar i kemičar. Izumio rendgensku cijev s užarenom katodom (1913.) koja se po njemu i naziva Coolidgeova rendgenska cijev. Povećanom katodnom (elektronskom) strujom postigao mnogo veći intenzitet, a višim naponom ubrzanja veću energiju rendgenskih zraka. Tom su cijevi ostvareni veliki uspjesi u medicini i tehnici. Razvio tehnologiju i primjenu volframa. [1]

Rendgenska cijev[uredi VE | uredi]

Vista-xmag.pngPodrobniji članak o temi: Rendgenska cijev

Coolidgeova rendgenska cijev:
  • C: katodna žarna nit (-)
  • A: anoda (+)
  • Win i Wout: ulaz i izlaz vode za hlađenje

Rendgenska cijev je izvor rendgenskog zračenja u današnjim rendgenskim uređajima i strojevima. Danas se upotrebljavaju rendgenske cijevi s užarenom katodom, koje su mnogo učinkovitije u emitiranju elektrona od hladne katode u ionskim cijevima, kao što su bile Crookesova cijev ili Coolidgeova cijev (William David Coolidge). Maksimalna struja elektrona koja može izaći iz užarene katode (struja zasićenja), jako ovisi o temperaturi katode. Žarna nit rendgenske cijevi izrađuje se od volframa, koji ima visoko talište (3 422 ºC), pa ne dolazi do prevelikog isparavanja katode kod radnih temperatura od 2500 ºC. Obično se radi u području od 2 200 do 2 500 ºC, što omogućuje trajanje rendgenskih cijevi do 4 000 radnih sati. [2]

Coolidgeova rendgenska cijev iz 1917. Užarena katoda je na lijevo, a anoda je na desno. Rendgenske zrake zrače u sredini prema dolje.

Katoda se može izvesti u obliku spirale ili zavojnice. Iz zavojnice elektroni bivaju usmjereni u usko žarište pomoću žarišne elektrode prema anodi, tako da padaju na vrlo usko područje anode koje se naziva žarište. Žarišna elektroda stvara električno polje između katode i anode, koje omogućuje usnopljavanje elektrona prema anodi. Razmak izmedu anode i katode nije velik, oko 10 mm, pa se mjesto na anodi zbog toga, a i zbog oštrog usnopljavanja kod viših anodnih napona i jačih električnih struja, jako zagrijava (katkad do užarenja). Zato treba da se anoda, čak i kod malo većih snaga, prisilno hladi. Za sasvim male snage hladi se zrakom, dok se kod većih snaga hladi uljem ili vodom. Osim toga, mjesto gdje elektroni pogađaju anodu, izrađeno je od volframa, koji uz visoko talište ima i relativno velik atomski broj (Z = 74), što povećava stupanj iskorištenja.

Tuljac oko same anode služi za spriječavanje raspršivanja rendgenskog zračenja izvan užeg područja. Prolaz rendgenskog zračenja kroz tuljac olakšan je prozorčićem od berilija, koji vrlo dobro propusta rendgensko zračenje, zbog svog vrlo malog atomskog broja (Z = 4). Berilijski prozorčić se stavlja i na vanjsko staklo rendgenske cijevi. Kako se samo oko 1% uložene energije pretvara u rendgensko zračenje, a ostatak od 99% pretvara u toplinu, to se anoda jako zagrijava. Volframska anoda zagrijava se na temperaturu do 1500 ºC, a bakrena anoda do 800 ºC. Ako se rendgenskom cijevi žele postići veće energije zračenja, onda uz veće dimenzije anode treba odvoditi toplinu, kako se anoda ne bi pregrijala i rastalila. Hladi se najčešće protokom ulja ili vode u zatvorenom rashladnom sustavu.

Izvori[uredi VE | uredi]

  1. Coolidge, William David, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2015.
  2. "Half-Value-Layer Increase Owing to Tungsten Buildup in the X-ray Tube: Fact or Fiction" John G. Stears, Joel P. Felmlee, and Joel E. Gray, journal=Radiology, 1986.