Röhrenspannung

In der Röntgenröhre werden Elektronen durch Thermoemission aus der Kathode freigesetzt. Zwischen Kathode und Anode liegt eine Hochspannung an, die ein elektrisches Feld erzeugt und die Elektronen zur Anode beschleunigt. Die kinetische Energie der Elektronen ergibt sich aus:

$${\displaystyle E=e\cdot U}$$

• ${\displaystyle E}$ – kinetische Energie des Elektrons
• ${\displaystyle e}$ – Elementarladung
• ${\displaystyle U}$ – Röhrenspannung

Beim Auftreffen der Elektronen auf das Anodenmaterial entstehen Bremsstrahlung und charakteristische Röntgenstrahlung. Die maximale Energie eines erzeugten Photons entspricht dabei der kinetischen Energie der Elektronen.

Die Röhrenspannung ist einer der wichtigsten Parameter der Röntgentechnik und beeinflusst:

• Energie und Durchdringungsfähigkeit der Strahlung
• Bildkontrast
• Strahlenexposition des Patienten

Eine geeignete Wahl der Röhrenspannung ist daher entscheidend für die Optimierung von Bildqualität und Strahlenschutz. Die Wahl der Röhrenspannung hängt von der untersuchten Körperregion, der gewünschten Bildqualität und der Strahlendosis ab. In der diagnostischen Radiologie liegen die Röhrenspannungen typischerweise im Bereich von etwa:

• Mammographie : 20–35 kV
• Extremitätenaufnahmen: 60–80 kV
• Abdomenaufnahmen: 100–120 kV
• Computertomographie : 120–140 kV

Einfluss auf das Röntgenspektrum

Die Röhrenspannung beeinflusst maßgeblich das Röntgenspektrum:

• maximale Photonenergie: steigt proportional zur Röhrenspannung
• mittlere Photonenergie: nimmt mit steigender Röhrenspannung zu
• Strahlenhärte: höhere Spannung erzeugt energiereichere ("härtere") Strahlung

Die maximale Photonenergie beträgt:

$${\displaystyle E_{max}=e\cdot U}$$

In der Radiologie wird die Röhrenspannung üblicherweise in Kilovolt (kV) angegeben.

Einfluss auf Bildkontrast

Die Röhrenspannung beeinflusst auch den Bildkontrast der Aufnahme:

• Bei niedriger Röhrenspannung isr der Photoeffekt stärker, was den Bildkontrast erhöht.
• Bei hoher Röhrenspannung ist Compton-Streuung ausgeprägter, was zu einem geringeren Bildkontrast führt.