Рентгеновская аппаратура

Рентгеновская аппаратура занимает одно из ведущих мест в ряд средств, применяемых для изучения строения вещества, неразрушающего контроля качества изделий, радиационной технологии, исследования быстро протекающих процессов и решения других научных и технических задач. Функциональные возможности и технический уровень рентгеновской аппаратуры в значительной мере определяются параметрами используемых в ней источников излучения—рентгеновских трубок.
Трубки представляют собой обширный, динамически развивающийся класс электронных приборов. Постоянными стимулами его развития являются непрерывное повышение требований к параметрам рентгеновской аппаратуры и расширение сферы применения рентгеновского излучения.
Исторически первыми областями практического использования рентгеновского излучения явились медицинская диагностика и просвечивание материалов.
Открытие дифракции рентгеновского излучения в кристаллах (1912 г.) послужило основой для развития двух важнейших областей современной техники—рентгеноструктурного и рентгеноспектрального анализов. Появились методы, позволяющие исследовать структуру кристаллических веществ на атомном уровне и определять элементный состав различных материалов. Для их практической реализации были разработаны трубки с различными мишенями и выпускными окнами, слабо поглощающими длинноволновое излучение.
Для возбуждения рентгеновского излучения необходимо получить свободные электроны, сообщить им достаточно высокую энергию и затормозить с помощью поставленной на их пути мишени. Реализация процессов получения, ускорения и резкого торможения электронов осуществляется в рентгеновских трубках, а также в ускоряющих трубках и камерах электронных ускорителей. В подавляющем большинстве рентгеновских трубок энергия бомбардирующих мишень электронов не превышает 400 кэВ и лишь в отдельных типах приборов достигает 1—2 МэВ.
Для ускорения электронов в трубке к ее полюсам необходимо приложить высокое напряжение, источником которого служит рентгеновский аппарат.
На рубеже 30—40-х годов родилась новая область применения рентгеновского излучения—рентгенография быстропротекающих процессов с помощью мощных вспышек рентгеновского излучения. В 50-х годах в аппаратуре микросекундного диапазона, предназначенной для исследования явлений взрыва, детонации, внешней и внутренней баллистики, динамического уплотнения материалов и других процессов, начали применять трубки с автоэмиссионными катодами.
Создание приборов с фокусным пятном диаметром 0,5—1 мкм привело к широкому применению в промышленности и научных исследованиях метода проекционной рентгеновской микроскопии, с помощью которого изучают фазовый и элементный состав сплавов, процессы коррозии и диффузии металлов; осуществляют неразрушающий контроль качества изделий микроэлектроники и полупроводниковой техники и т. д. Эффективным средством неразрушающего контроля изделий электронной промышленности стали рентгенотелевизионные микроскопы, разработанные в 60-х годах.
В последние годы новые успехи достигнуты в технике генерирования импульсного рентгеновского излучения. Созданы рентгеновские трубки со взрывоэмиссионными катодами для сильноточной аппаратуры наносекундного диапазона. Основные области ее применения—физика быстропротекающих процессов, радиационная химия, физика плазмы, дефектоскопия в нестационарных условиях.
Импульсное  излучение применяется  в рентгеновской локации. Рентгенолокационные системы обеспечивают высокую точность измерения малых расстояний, что недоступно традиционно используемым радиолокационным средствам; точность измерений практически не зависит от погодных условий. Рентгенолокационная аппаратура малочувствительна к искусственно создаваемым помехам.