前面介我們所講的X射線熒光光譜儀主要是利用X射線激發(fā)樣品，然后經(jīng)過探測器的檢測從而達到測定元素含量的目的，今天我們來著重說一下產(chǎn)生X射線的X射線光管。
其實不管是能量色散熒光光譜儀（EDXRF）或者波長色散熒光光譜儀（WDXRF）都會利用到這個元器件。
X 射線管是利用高速電子撞擊金屬靶面產(chǎn)生 X射線的真空電子器件，工作在高電壓下的真空二極管。包含有兩個電極 :一個是用于發(fā)射電子的燈絲，作為陰極，另一個是用于接受電子轟擊的靶材，作為陽極，兩級均被密封在高真空的玻璃或陶瓷外殼內(nèi)。
X射線管
按照產(chǎn)生電子的方式,X射線管可分為充氣管和真空管兩類。
克魯克斯管
克魯克斯管就是最早的充氣X射線管。這種管接通高壓后,管內(nèi)氣體電離，在正離子轟擊下，電子從陰極逸出，經(jīng)加速后撞擊靶面產(chǎn)生X射線。
充氣管
充氣X射線管是早期的X射線管。1895年，W.C.倫琴在進行克魯克斯管實驗時發(fā)現(xiàn)了 X射線。充氣X射線管功率小、壽命短、控制困難，后已很少應(yīng)用。1913年，W.D.庫利吉發(fā)明了真空 X射線管。
真空管
管內(nèi)真空度不低于10-4 帕，陰極為直熱式螺旋鎢絲，陽極為銅塊端面鑲嵌的金屬靶。根據(jù)管子的用途選擇靶材和電子束能量，常用鎢作靶材。在某些用途下，還采用銀、鈀、銠、鉬、銅、鎳、鈷、鐵、鉻等材料。陰極工作溫度約為2000K,發(fā)射出的電子經(jīng)數(shù)萬至數(shù)十萬伏高壓加速后撞擊靶面。陰極被一個前端開槽的金屬罩包圍。金屬罩的電位等于或低于陰極，迫使電子聚焦在靶面上的一個狹窄區(qū)域內(nèi),形成焦斑。X射線就從焦斑上向各個方向輻射，通過管壁上的窗口輸出。窗口一般用對 X射線吸收很小的鈹、鋁或輕質(zhì)玻璃制成，以鈹片為最佳。
X射線管出現(xiàn)x射線的原理
X射線管包含有陽極和陰極兩個電極，分別用于用于接受電子轟擊的靶材和發(fā)射電子的燈絲。兩級均被密封在高真空的玻璃或陶瓷外殼內(nèi)。X 射線管供電部分至少包含有一個使燈絲加熱的低壓電源和一個給兩極施加高電壓的高壓發(fā)生器。
當鎢絲通過足夠的電流使其產(chǎn)生電子云，且有足夠的電壓(千伏等級)加在陽極和陰極間，使得電子云被拉往陽極。此時電子以高能高速的狀態(tài)撞擊鎢靶，高速電子到達靶面，運動突然受到阻止，其動能的一小部分便轉(zhuǎn)化為輻射能，以 X 射線的形式放出，以這種形式產(chǎn)生的輻射稱為軔致輻射。改變燈絲電流的大小可以改變燈絲的溫度和電子的發(fā)射量，從而改變管電流和 X 射線強度的大小。改變 X 光管激發(fā)電位或選用不同的靶材可以改變?nèi)肷?X 射線的能量或在不同能量處的強度。由于受高能電子轟擊，X 射線管工作時溫度很高，需要對陽極靶材進行強制冷卻。雖然 X 射線管產(chǎn)生 X 射線的能量效率十分低下，但是在目前，X 射線管依然是最實用的 X 射線發(fā)生器件，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于 X 射線類儀器，目前醫(yī)療用途主要分為診斷用 X 射線管和治療用 X 射線管。
通常X射線光譜儀的分析范圍為0.7-40keV，故一般激發(fā)電壓范圍為1-50kv，X射線光管可提供的最高管壓一般為30-100kv，波長色散光譜儀的光管功率多為2-4kw，能量色散光譜儀一般采用低功率光管（0.5-1.0kw）。
X射線管在醫(yī)學(xué)上用于診斷和治療,在工業(yè)技術(shù)方面用于材料的無損檢測、結(jié)構(gòu)分析、光譜分析和底片曝光等。以上就是關(guān)于X熒光光譜儀中的X射線管的原理。