Tubos de Rx de cátodo frio

Los primeros tubos de Rx  con los que se realizó el descubrimiento de los Rx fue con los tubos de William Crookes, que a su vez estaban basados en los tubos Geisller , los tubos de rayos catódicos, tubos rayos canales, tubos Goldstein y los  tubos de Lenard.  Wilhelm Conrad Röntgen descubre los Rayos X en 1895 experimentando con los tubos de Hittorff-Crookes.

Los tubos de William Crookes estaban inventados antes del descubrimiento de los Rx, eran conocidos en el mundo científico y existían muchos modelos, el mas reproducido es el que tiene en su interior la cruz del Malta pero existieron varios modelos

Tubos de Ckookes del IES Ibáñez Martín de Lorca

En España el Laboratorio eléctrico Sánchez de Piedrabuena fabricaba varios modelos de «Tubos de Crookes del Laboratorio Sánchez»

Wilhelm Conrad Röntgen descubrió los Rx trabajando con un modelo de tubo de Crookes similar a este

El primer aparato de Rx de Wilhelm Conrad Röntgen de su laboratorio donde descubre los Rx en 1895 era una bobina de inducción de Ruhmkorff y un tubo de Crookes conectados a la corriente eléctrica.

Esquema del primer aparato de Rx de Wilhelm Conrad Röntgen Año 1895

Todos estos tubos son de cátodo frio.

Los Tubos de Rx de cátodo frio son la primera generación de tubos Rx que estuvo en uso hasta la tercera década del siglo XX.

El cátodo, que es el polo negativo del tubo, era de aluminio, emite electrones, un proceso conocido como emisión termiónica. Esta emisión de electrones es crucial para la generación de rayos X.

La forma cóncava del cátodo hacía que los Rx producidos en el ánodo se enfocaban en un área del ánodo de 1 mm. Era como una pequeña parábola enfocada al ánodo.

Los primeros tubos decían que no tenían ánodo, que lo que tenían era un anticátodo, pero el anticátodo es el ánodo.  El ánodo que se referencia a veces que no existía, estaba en un ángulo de 45º y se le llamaba el “anticátodo” que era el ánodo.

El anticátodo o ánodo (es un filamento dentro del tubo donde se conectaba a la corriente de alta frecuencia).  Era de platino y en el año 1911 se comienza a construir de tungsteno.

Los primeros diseños de tubos de Rx fueron realizados por Max Gundelach después de entrevistas y conversaciones con Wilhelm Conrad Röntgen en 1895 cuando descubrió los Rx porque la Fábrica Gundelach de Alemania ya hacia años que llevaba fabricando tubos de Crookes.

Esquema de Max Gundelach de 1895 del diseño de los primeros Tubos de Rx de cátodo frio

Primeros tubos de cátodo frio

Fotografía de tubos de cátodo frio de la empresa Gundelach del año 1896

La mejor imagen se obtenía enfocando el objeto de la radiografía al anticátodo o ánodo

Se consideraba que no era necesario que estuvieran en situación opuesta porque las altas frecuencias (100.000 voltios) generaba y aceleraba los iones del gas presente en el tubo, mediante una reacción en cadena, ionizaban otros electrones y esta reacción en cadena chocaba contra el cátodo.  Este efecto se denomina Bremsstrahlung o fluorescencia.

También comprobaron que mejoraba la producción de Rx si el ánodo estaba enfrente del cátodo.

Estos tubos con el paso del tiempo el gas residual en su interior era absorbido por las paredes del tubo y las paredes del vidrio del tubo se ennegrecía tras un uso continuado del tubo. Comenzaron a estudiar el problema, el primero fue Dr. Zehnder de Friburgo que estudió el principio básico de la separación del gas mediante corrientes eléctricas y patentó su regulador.  También estudio el problema F. Schilling que registró su regenerador en 1901.  Pero el que se impuso y fue el más utilizado fue el inventado por Max Gundelach patentado en 1908 y lo instala en los tubos que fabricaba.

El “regenerador” de los tubos de Rx de cátodo frio que consiste en un pequeño condensador que tiene la forma de un tubo de vidrio cilíndrico cubierto con un conductor imperfecto de electricidad. Mediante un tratamiento especial, se hace que este conductor absorba una gran cantidad de gas. Luego se cubre con un segundo tubo de vidrio. Cuando el tubo se había endurecido demasiado, se ponía el cable del dispositivo regenerador en contacto con la tapa metálica del tubo. La corriente produce algo de gas a partir de la sustancia del dispositivo regenerador y, después de unos minutos, el tubo volverá a emitir fluorescencia de manera regular.

Tubos de Rx de cátodo frio con regenerador

Detalle ampliado del Regenerador de los Tubos de Rx de cátodo frio