АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Виды рентгеновского излучения и их характеристика

По способу возбуждения рентгеновское излучения подразделяют на тормозное и характеристическое.

1. Тормозное рентгеновское излучение - возникает при торможении электронов в электрическом поле ядер атомов вещества. При резком торможении электронов в электрическом поле атомов анода возникает электромагнитная волна, которая называется рентгеновским излучением. Частота ν этого излучения зависит от кинетической энергии электронов, падающих на анод. Доля кинетической энергии электронов, идущей на нагревание анода примерно равна 97%, и только 3% энергии приходится на рентгеновские лучи. Спектр рентгеновского излучения сплошная кривая с ярко выраженным максимумом (Рис. 2).

Рис. 2. Распределение энергии излучения по длинам волн

(спектр тормозного излучения).

С возрастанием энергии электронов “min” длина волны λ₀ смещается в сторону коротких волн (λ₀^’>λ₀^”).

Особенности тормозного излучения:

Со стороны коротких длин волн спектр резко обрывается на определенной длине волны (λ0’, λ0”). Такое коротковолновое излучение возникает тогда, когда энергия, приобретенная электронами в ускоряющем поле, полностью переходит в энергию фотона.

eU=hνmax = hc/ λmin =>

λmin = hc/ēU =>

λmin (λ0’, λ0”) обратно пропорционально напряжению “U” катодом и анодом => изменяя это напряжение, можно регулировать жесткость или мягкость “R-излучения”. Жесткое (коротковолновое) излучение обладает большей проникающей способностью, чем мягкое (длинноволновое).

§ Спектральный состав излучения зависит от напряжения в R-трубке. С увеличением “U” значение “ λmin“ смещается в сторону коротких длин волн.

§ При изменении “T” накала катода возрастает эмиссия электронов => ток в трубке увеличивается, но спектральный состав излучения не меняется.

§ Поток энергии Ф тормозного излучения прямо пропорционален квадрату напряжения между анодом и катодом, силе тока в трубке и атомному номеру вещества.

2. Характеристическое “R-излучение ”- возникает при изменениях энергетических состояний атомов вещества анода трубки вследствие их перехода из возбужденного в невозбужденное состояние.

Механизм: при достаточно сильном воздействии (бомбардировка атома α- частицами или поглощение γ-излучение) электрон одной из внутренних оболочек будет удален за пределы атома и на его место (уровень Е) может перейти электрон, находящийся на более высоком энергетическом уровне Е₂ (Е₂ >Е₁). При этом излучается фотон с энергией hν, hν =Е₂ –Е₁ (по второму постулату Бора).

Свободное место может образоваться на любом уровне внутренних оболочек, а переход на это место электрона может происходить с любого более высокого уровня. В результате образуется излучение с линейчатым спектром. Линии в спектре объединяются в серии соответственно переходам электронов с любых более высоких энергетических уровней.

λ”< λ’ (ν ”> ν’), ν’ = (E₂-E₁)/h, ν” = (E₃-E₁)/h, λ’ = ch/(E₂-E₁), λ ” = ch/(E₃-E₁)

Линейчатый спектр на фоне сплошного (тормозного) излучения (смешанный спектр).

Особенности:

§ Это излучение возникает только при определенном напряжении в трубке.

§ Это излучение всегда существует вместе с тормозным излучением => линейчатый спектр характеристического излучения накладывается на сплошной спектр тормозного излучения (смешанный спектр).

§ Спектры этого излучения однотипны. Их однотипность обусловлена тем, что внутренние электронные слои у разных атомов одинаковы и отличаются только энергетически из-за силового воздействия со стороны ядер, которое увеличивается с возрастанием порядкового номера элемента => характеристические спектры сдвигаются в сторону больших частот с увеличением заряда ядра.

Закон Мозли:

Корень квадратный из частоты характеристического излучения есть линейная функция порядкового номера элемента.

ν = A(Z – B)

ν- частота спектральной линии.

Z- атомный номер испускающего элемента.

А и В- постоянные.

По этой зависимости можно по измеренной частоте “R-излучения” точно узнать атомный номер порядкового элемента.

§ Характеристические рентгеновские спектры не зависят от химического соединения, в которое входит атом элемента.

Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 1425 | Нарушение авторских прав