wd wp Пошук:
    ⬜

    Рэнтгенаўскае выпраменьванне

    Зробленая Вільгельмам Рэнтгенам фатаграфія (рэнтгенаграма) кісці Альберта Кёлікера.

    Рэнтгенаўскае выпраменьванне — адзін з відаў электрамагнітнага выпраменьвання. Энергія фатонаў такога выпраменьвання на шкале электрамагнітных хваль ляжыць паміж ультрафіялетавым і гама-выпраменьваннем. Даўжыня хвалі рэнтгенаўскага выпраменьвання складае ад 0,01 да 10 нм (10−2—10³ Å), што адпавядае частаце ў межах ад 30 петагерц да 30 экзагерц (3×1016 Гц — 3×1019 Гц) і энергіі ад 100 эВ да 100 кэВ.

    Рэнтгенаўскія хвалі з энергіяй да 10 кэВ называюць «мяккім выпраменьваннем», хвалі з большай энергіяй — «жорсткім» — паводле іх пранікальнай здольнасці[1].

    Вільгельм Рэнтген, агульна прызнаны адкрывальнік рэнтгенаўскага выпраменьвання, назваў яго X-промнямі, каб абазначыць невядомы тып радыяцыі[2].

    Лабараторныя крыніцы

    Рэнтгенаўскія трубкі

    Схематычны малюнак рэнтгенаўскай трубкі. X — рэнтгенаўскія прамяні, K — катод, А — анод, С — цеплаадвод,

    Uh — напружанне напалу катода, Ua — паскараючае напружанне, Win — упуск вадзянога астуджэння, Wout — выпуск вадзянога астуджэння.

    Рэнтгенаўскія прамяні ўзнікаюць пры моцным паскарэнні зараджаных часціц (тармазное выпраменьванне), альбо пры высокаэнергетычных пераходах у электронных абалонках атамаў або малекул. Абодва эфекта выкарыстоўваюцца ў рэнтгенаўскіх трубках. Асноўнымі канструктыўнымі элементамі такіх трубак з’яўляюцца металічныя катод и анод. У рэнтгенаўскіх трубках электроны, вылучаныя катодам, паскараюцца пад дзеяннем рознасці электрычных патэнцыялаў паміж анодам і катодам (пры гэтым рэнтгенаўскія прамяні не выпускаюцца, так як паскарэнне занадта малае) і ўдараюцца аб анод, дзе адбываецца іх рэзкае тармажэнне. Пры гэтым за кошт тармазнога выпраменьвання адбываецца генерацыя выпраменьвання рэнтгенаўскага дыяпазону, і адначасова выбіваюцца электроны з унутраных электронных абалонак атамаў анода. Пустыя месцы ў абалонках займаюцца іншымі электронамі атама. Пры гэтым вылучаецца рэнтгенаўскае выпраменьванне з характэрным для матэрыялу анода спектрам энергій (характарэстычнае выпраменьванне, частоты вызначаюцца законам Мозлі:

    ν

    = A ( Z − B ) ,

    {\displaystyle {\sqrt {\nu }}=A(Z-B),}

    \{\displaystyle \{\sqrt \{\nu \}\}=A(Z-B),\} дзе Z — зарадавы лік элемента анода, A і B — канстанты для пэўнага значэння галоўнага квантавага ліку n электроннай абалонкі). У цяперашні час аноды вырабляюцца галоўным чынам з керамікі, прычым тая іх частка, куды ўдараюць электроны, — з малібдэна ці медзі.

    Трубка Крукса.

    У працэсе паскарэння-тармажэння толькі каля 1% кінэтычнай энергіі электрона ідзе на рэнтгенаўскае выпраменьванне, 99 % энергіі ператвараецца ў цяпло.

    Паскаральнікі часціц

    Рэнтгенаўскае выпраменьванне можна атрымліваць таксама і на паскаральніках зараджаных часціц. Так званае сінхратроннае выпраменьванне ўзнікае пры адхіленні пучка часціц у магнітным полі, у выніку чаго яны адчуваюць паскарэнне ў кірунку, перпендыкулярным іх руху. Сінхратроннае выпраменьванне мае суцэльны спектр з верхняй мяжой. Пры адпаведным чынам выбраных параметрах (велічыня магнітнага поля і энергія часціц) у спектры сінхратроннага выпраменьвання можна атрымаць і рэнтгенаўскія прамяні.

    Даўжыні хваль спектральных ліній K-серый (нм) для шэрагу анодных матэрыялаў.[3],[4]
    Kα Kα₁ Kα₂ Kβ₁ Kβ₂
    Fe 0,193735 0,193604 0,193998 0,17566 0,17442
    Cu 0,154184 0,154056 0,154439 0,139222 0,138109
    Ag 0,0560834 0,0559363 0,0563775
    Cr 0,2291 0,22897 0,229361
    Co 0,179026 0,178897 0,179285
    Mo 0,071073 0,07093 0,071359
    W 0,0210599 0,0208992 0,0213813
    Zr 0,078593 0,079015 0,070173 0,068993
    Ni 0,165791 0,166175 0,15001 0,14886

    Прымяненне

    Натуральнае рэнтгенаўскае выпраменьванне

    На Зямлі электрамагнітнае выпраменьванне ў рэнтгенаўскім дыяпазоне утвараецца ў выніку іянізацыі атамаў выпраменьваннем, якое ўзнікае пры радыеактыўным распадзе, у выніку Комптан-эфекту гама-выпраменьвання, які ўзнікае пры ядзерных рэакцыях, а таксама касмічным выпраменьваннем. Радыеактыўны распад таксама прыводзіць да непасрэднага выпраменьвання рэнтгенаўскіх квантаў, калі выклікае перабудову электроннай абалонкі пагражае распад атама (напрыклад, пры электронным захопе). Рэнтгенаўскае выпраменьванне, якое ўзнікае на іншых нябесных целах, не дасягае паверхні Зямлі, так як цалкам паглынаецца атмасферай. Яно даследуецца спадарожнікавымі рэнтгенаўскімі тэлескопамі, такімі як «Чандра» і «XMM-Ньютан».

    Зноскі

    1. ↑ Hard X-Rays(англ.)  // Solar Flare Theory Educational Web Pages. — Goddard Space Flight Center.
    2. ↑ Novelline, Robert. Squire’s Fundamentals of Radiology. Harvard University Press. 5th edition. 1997. ISBN 0-674-83339-2.
    3. ↑ CRC Handbook of

    Chemistry and Physics 75th ed. David R. Lide P.10-227. CRC Press ISBN 0-8493-0475-X 4. ↑ Crystallographica, v1.60a. Oxford Cryosystems 1995—1999. 5. ↑ Herman, Gabor T. (2009). Fundamentals of Computerized Tomography: Image Reconstruction from Projections (2nd ed.). Springer. ISBN 978-1-85233-617-2. 6. ↑ Back to the future: the history and development of the clinical linear accelerator in doi:10.1088/0031-9155/51/13/R20

    Спасылкі

    Тэмы гэтай старонкі (4):
    Радыебіялогія
    Рэнтгеналогія
    Атамная фізіка
    Электрамагнітнае выпраменьванне