Về cơ bản, ống tia X là bộ phận tạo ra chùm tia X nhờ biến đổi điện năng. Cấu trúc của ống đơn giản bao gồm cathode là một sợi đốt Vonfram (Tungsten) được đốt nóng để sản sinh electron, các electron được gia tốc bằng một hiệu điện thế cao bay đến và va chạm với tấm kim loại ở anode sinh ra tia X.
Cathode của ống tia X được cố định, ta có thể thấy nó được bọc gọn gàng có hình chiếc vòi phun. Điện áp cung cấp cho cathode để tạo electron rất nhỏ, không quá 12V. Anode của ống tia X có hình dạng đĩa, với bề mặt cho electron bắn tới làm bằng hợp kim Vonfram (Tungsten), sau lớp bề mặt đó là lớp hợp kim Molypden – Than chì để tăng khả năng tản nhiệt và chịu nhiệt độ cao của ống tia X trong quá trình vận hành. Trong quá trình vận hành đó, đĩa anode sẽ liên tục quay nhờ một động cơ nhỏ để tránh sự gia tăng nhiệt lượng nhanh chóng tại một điểm [11].
Hình 2. 7 Cấu trúc và nguyên tắc hoạt động của 1 ống tia X.
Đằng sau anode có một hệ thống tản nhiệt sử dụng dầu, đó cũng là hệ thống làm mát, duy trì tuổi thọ của ống tia X được lâu hơn. Bên trong ống tia X có bố trí cảm biến nhiệt độ để theo dõi kiểm soát sự gia nhiệt của ống.
29
Khả năng chịu nhiệt của ống tia X có thể lên tới 8 MHU (Milions Heat Unit). Nhờ đó thời gian làm việc liên tục của ống tia X được tăng lên.
Tất cả được bọc trong một không gian kín với vỏ bọc kim loại, đã rút không khí để tạo môi trường chân không. Vỏ bọc bằng kim loại có tác dụng tản nhiệt nhanh trong quá trình vận hành ống tia X.
Sợi đốt cathode được đốt nóng bởi nguồn điện một chiều 12V, nhưng hiệu điện thế vận hành giữa anode và cathode giao động từ 75kV đến 140kV thường dùng 120kV đến 140kV. Dòng điện trong ống tia X phải đạt giá trị từ 200 – 800 mA, nếu thấp quá sẽ gây ra nhiễu nhoè ảnh, do tia X tới các đầu dò là không đủ [19].
Hình 2. 8 Một ống tia X trong thực tế.