Тут розглядаються тільки основні типи таких рентгенівських апаратів. В їх розвитку велику роль зіграли два факти. З одного боку, у відповідності з вимогами атомної фізики були розроблені прискорювачі заряджених частинок, що працюють на різних принципах, а з іншого боку було встановлено, що для лікування глубоколежащіх пухлин найбільш придатним є рентгенівське випромінювання, що володіє більшою енергією.

 Генвратор ван де Граафа. Принцип його роботи показаний на рис. 11.17. Циліндри h1 і h2 з'єднані за допомогою шовкової стрічки так, що стрічка пересувається при обертанні циліндра. Циліндр h1 знаходиться у металевому кулі великого розміру, в який шовкова стрічка входить через отвір і при цьому не торкається до нього. Е1 і Е2 являють собою гострі гребінчасті металеві голки, а Е3 - циліндричний електрод, розташований навпроти Е2 з іншого боку стрічки. Е1 електрично пов'язаний з полушаром. Електроди Е2 і Е3 приєднуються до полюсів джерела постійного струму, напруга якого близько 10 - 20 кв.Під дією напруги виникає дуговий розряд між Е2 та Е3, в результаті чого шовкова стрічка заряджається позитивно. Оскільки шовкова стрічка пересувається на циліндрах, то позитивний заряд, який потрапив на стрічку, доходить до шпиля Е1, що знаходиться всередині кулі. Шар заряджається позитивно на основі принципу електричного зміщення. Стрічка як би передає кулі свій заряд. Куля може бути заряджений до дуже високої напруги. Розміри установки можна знизити до величини, що допускає його застосування в медицині, шляхом використання якісної ізоляції, що запобігає розряд.Способом поліпшення ізоляції є тиск в установці 7 - 10 атм і застосування замість повітря фреону, що володіє великою пробивною напругою при тиску 3 - 3,5 атм.

Терапевтичні рентгенівські апарати з генератором ван де Граафа (електростатичним генератором) при 2 Мев і відстані шкіра - фокус, дорівнює 100 см, дають потужність дози 85 р/хв.

 Лінійний прискорювач. Принцип його роботи показаний на рис. 11.18. В розрядній трубці послідовно один за одним поміщені циліндричні електроди. Електроди з'єднані з високочастотним генератором так, що кожен другий з них підключається до одного і того ж його полюса. У кінці трубки знаходиться джерело електронів. Електрони, що виходять із джерела електронів, що потрапляють у поле циліндричних електродів і прискорюються там у відповідності з частотою генератора. Частота генератора і відстань між електродами вибрані так, щоб при проходженні електрона між двома електродами їх полярність змінилася.Таким чином, електрон у кожного електрода прискорюється і падає на анод, розташований на іншому кінці трубки, з великою швидкістю. Внаслідок прискорення електронів довжина електродів збільшується по каскадам. При гальмуванні електронів, що володіють великою кінетичною енергією, виникають дуже жорсткі («наджорсткі») рентгенівські промені. Найбільш поширені лінійні прискорювачі заряджених частинок забезпечують енергію випромінювання в 4 Мев і потужність дози (при відстані шкіра - фокус, дорівнює 100 см) 400 р/хв.

Рис. 11.18. Лінійний прискорювач 
0 - високочастотний генератор; е - джерело електронів

Рис. 11.19. Бетатрон 
а) структурна схема; б) траєкторія електронів; 1. сталевий сердечник; 2. намагнічуючі котушки; 3, траєкторія електронів; 4. джерело електронів

 Бетатрон. Принцип його роботи заснований на тому, що електрони, що рухаються по змушеної кругової траєкторії, прискорюються під дією магнітного поля, яке зростає у часі.

Магнітне поле, необхідне для прискорення електронів, що створюється з допомогою потужного електромагніту, принцип будови якого подібний трансформатора (рис. 11.19). Дві стінки повітряного зазору середнього стрижня сталевого сердечника броньового типу виготовлені у вигляді полюсів, між якими обертаються електрони. Електрони рухаються в круглій вакуумній трубці, вміщеній між полюсами (рис. 11.19 б). Електрони вилітають в трубку за допомогою інжектора з прискорюючою напругою 60 кв.Електромагніт харчується змінною напругою з частотою 50 гц, отже, виникає магнітний потік змінюється за синусоїдальним законом. Для прискорення електронів використовується одна чверть хвилі магнітного потоку. В кінці однієї четвертої частини періоду прискорення лінійна траєкторія електронів змінюється так, що пучок електронів виходить з трубки через тонку мідну або алюмінієве вікно або ж падає на анод, поміщений в трубці. Зміна траєкторії руху електронів досягається шляхом зміни прискорюючого кругового магнітного поля.Магнітний імпульс, який звужує електронне кільце перед попаданням електронів на анод, створюється імпульсом струму, величина якого становить приблизно 250 а.

Енергія, необхідна для намагнічування електромагніта, знімається з магазину ємностей. Ємність і котушка електромагніта являють собою коливальний контур, який ззовні подається енергія втрати. Котушка електромагніта виготовлена з мідної труби, по якій тече охолоджуючу масло. Максимальна енергія електронів пропорційна магнітній індукції і радіуса кругової траєкторії руху. Якщо радіус кругової траєкторії руху електронів в два рази більше, то кінетична енергія електронів збільшується в два рази при тій же індукції.Однак збільшення радіуса траєкторії руху електронів в два рази приводить до збільшення розмірів бетатрона у площині в чотири рази, а в просторі у вісім разів, що означає збільшення його ваги у вісім разів. Це обмежує збільшення потужності бетатрона. Фірмою «SRW» випускаються два типи бетатронів, що дають максимальну енергію випромінювання в 18 Мев і 42 Мев.

Основні розміри установки, що дає максимальну енергію випромінювання 18 Мев: діаметр кругової траєкторії електронів 22 см, вага електромагніту приблизно 400 кг, вага всієї установки (разом з захистом і прискорювачем) 660 кг. У разі отримання електронного пучка його переріз на виході з трубки мале, в повітрі він розсіюється, і вже на відстані 30 см виникає електронний пучок розміром, відповідним цілям терапії.

Рис. 11.20. Розподіл глибокої дози 
а) електронний пункт; б) сверхжесткое рентгенівське випромінювання: 1. рентгенівське випромінювання з енергією 35 Мев; 2.рентгенівське випромінювання 18 Мев; 3. З⁶⁰ - гаммаизлучение; 4. рентгенівське випромінювання, генерированное при анодній напрузі трубки 250 кв, з фільтром 1,5 CuHWS; 5. рентгенівське випромінювання з енергією 30 Мев

Розподіл глибокої дози в разі електронного пучка показано на рис. 11.20 а. Розподіл дози при створенні наджорсткого рентгенівського випромінювання з допомогою бетатрона показано на рис. 11.20 б. Тут же наведені криві глибокої дози наджорсткого рентгенівського випромінювання, З⁶⁰ - гамма-випромінювання і рентгенівського випромінювання з анодним напругою 250 кв. Бетатрон придатний для опромінення нерухомого поля, для перехресного опромінення, маятникового опромінення, опромінення із застосуванням решітки і порожнинного опромінення.

Для рентгенівських апаратів надвисокої напруги потрібно центруючий пристрій. З допомогою останнього визначається просторове розташування опромінюваної вогнища. Сама установка являє собою джерело рентгенівських променів, змонтований на маятниковому штативі. Після визначення просторового розташування вогнища стіл з хворим пересувається по рейках під джерело випромінювання. На рис. 11.21 показано приміщення для опромінення хворих на бетатроне, машинний зал і приміщення управління (пультова). Поруч з джерелом випромінювання знаходиться центруючий пристрій.

Рис. 11.21. Приміщення для апарату надвисокої напруги 
А. рентгенівський апарат надвисокої напруги; Ст. центрируюшее пристрій; 1. пульт управління; 2. шафа перемикачів; 3. генераторний пристрій; 4. магазин ємностей; 5. охолоджуюча система; 6. компресор; 7. генераторний пристрій центратора

Робота з рентгенівськими апаратами надвисокої напруги являє собою дуже складну задачу. Ці апарати знайшли застосування в терапії тільки останнім часом. Внаслідок високої вартості та великих експлуатаційних витрат їх застосування економічно вигідно тільки у великих медичних установах. Вони не витісняють звичайні рентгенівські апарати для глибокої терапії, а тільки розширюють арсенал засобів променевої терапії.