Принцип генерирования рентгеновского излучения

(а) Генерирование рентгеновского излучения

Рисунок 1.4.2-1 Генерирование рентгеновского излучения

Нагревание спирали в вакууме приводит к образованию термоэлектронов. Затем электроны ускоряются высоким напряжением и бомбардируют металлическую мишень (анод), где происходит генерирование рентгеновского излучения. Рентгеновские лучи, генерируемые рентгеновской трубкой, представляют собой совокупность непрерывного и характеристического излучения, в зависимости от мишени. Непрерывное рентгеновское излучение слабее характеристического. При использовании медного анода, соотношение интенсивностей между ними составляет примерно 1/100 при ускоряющем напряжении 40КВ. Характеристическое рентгеновское излучение включает в себя К лучи и более коротковолновые К. Соотношение интенсивностей между К1, К2 и К составляет приблизительно 100/50/20-30 для любых анодов.

В рентгеновских дифрактометрах, кроме некоторых камерного типа, используется более интенсивная К-составляющая характеристического изхлучения (К1 и К2 используются вместе, поскольку их разделение затруднено). Остальное рентгеновское излучение с различными длинами волн отсекается К фильтром или монохроматором (специальная принадлежность).

Ниже приведено краткое описание генератора рентгеновского излучения. В генераторе рентгеновского излучения в дифрактометре на спираль подается отрицательное высокое напряжение (-20-60 КВ) с заземлением со стороны мишени. Это напряжение называется напряжением трубки.

Термоэлектроны, испускаемые спиралью, ускоряются напряжением на трубке и бомбардируют мишень. После этого термоэлектроны возвращаются в электрическую цепь рентгеновской трубки. Поток этих термоэлектронов представляет собой ток трубки. Эффективность генерирования рентгеновских лучей очень мала. Она составляет величину не более 1 % от энергии термоэлектронов, попавших на анод. Остальные 99 % энергии почти полностью преобразуются в тепло. Поэтому мишень в процессе генерирования рентгеновских лучей должна охлаждаться водой.

(б) Рентгеновская трубка

Рисунок 1.4.2-2 Строение закрытой рентгеновской трубки

Рентгеновская трубка для дифракции представляет собой закрытую лампу, внутренние части которой находятся в высоком вакууме.

Рентгеновские трубки классифицируются в соответствии с размером фокальной точки.

NF (нормальный фокус): реальный фокус 110 мм

BF (широкий фокус): реальный фокус 212 мм

LFF (длинный тонкий фокус): реальный фокус 0,412 мм

FF (тонкий фокус): реальный фокус 0,48 мм

Для трубки каждого типа применяются мишени из Mo, Cu, Co, Fe или Cr. Мишень в рентгеновской трубке плоская и ее эффективный фокус изменяется в зависимости от реального фокуса.

Угол выхода рентгеновского излучения из экранированной рентгеновской трубки XRD-6000 составляет 6, а эффективный фокус около 1/10. Если трубка типа NF работает в режиме линейной фокусировки, ее эффективный фокус будет 0,110 мм, и 11 мм в режиме точечной фокусировки.

Рисунок 1.4.2-3 Сравнение эффективного и реального фокуса.

Дата добавления: 2014-12-23