Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом

Его граница. Характеристическое рентгеновское излучение.

Тормозное рентгеновское излучение. Спектр излучения и

Рентгеновское излучение - электромагнитныеволны длиной от 80 до 10^-5 нм.

По способу возбуждения его подразделяют на тормозное и характеристическое. Рентгеновская трубка - двухэлектродный вакуумный прибор. Подогреваемый катод испускает электроны. Haклоненный анод направляет излучение под углом к оси трубки. В результате торможения электронов анодом (электростатическим полем атомного ядра вещества анода) возникает тормозное рентгеновское излучение. Длинноволновое рентгеновское излучение,более "мягкое", а коротковолновое- жесткое, оно обладает большой проникающей способностью, поглощение его зависит от плотности вещества. Если напряжение в рентгеновской трубке увеличить, то на фоне сплошного спектра появляется линейчатый - Характерестическoe рентгеновское излучение. Он возникает вследствие того, что ускоренные электроны проникают вглубь атома и из внутренних слоев выбивают электроны. На свободное место переходят электроны с верхних уровней, при этом излучаются фотоны характеристического излучения. В отличие от оптических спектров характеристические рентгеновские спектры разных атомов однотипны, однотипность обусловлена тем, что внутренний слой у разных атомов одинаковы и отличаются лишь энергетически. Характеристические спектры сдвигаются в сторону больших частот с увеличением заряда ядра. По закону Мозли!корень из НЮ=A(Z-B)!, где НЮ -частота спектральной линии, Z-атомный номер элемента, Аи В - постоянные. Характеристические спектры кислорода одинаковы и y O, O2, H2O в любом соединении, это и послужило названию характеристическое.

Регистрация и использование рентгеновского излучения, а также воздействие его на биологические объекты определяются первичными процессами взаимодействия рентгеновского фотона с электронами атомов и молекул вещества.

Рассеяние длинноволнового рентгеновского излучения происходят в основном без изменений длины волны, его называют

а) когерентным. Оно возникает, если энергия фотона меньше энергии ионизации: hНЮ<Au. Оно не вызывает биологического действия этот вид взаимодействия имеет значение для рентгеноструктурного анализа

б) некогерентное рассеяние (эффект Колектона) длина волны рассеянного рентгеновского излучения больше, чем падающая: hНЮ>Au. При взаимодействии с атомами энергия (hНЮ) фотона расходуется на образование нового рассеянного фотона рентгеновского излучения с энергией (hНЮ’) на отрыв электрона от атома (энергия ионизации Au) и сообщение электрону кинетической энергии

Ек. hНЮ=hНЮ'+Au+Ек

Атомы или молекулы при этом становятся ионами

в) фотоэффект - рентгеновское излучение поглощается атомом - вылетает электрон, а атом ионизируется. Эти основные процессы взаимодействия рентгеновского излучения с веществом первичные, но есть и вторичные, третичные и т.д. явления. Например, ионизированные атомы могут излучать характеристический спектр, возбужденные атомы могут стать источником света и т.п. Может происходить несколько десятков процессов, прежде чем энергия рентгеновского фотона перейдет в энергию молекулярно-теплового движения. В итоге произойдут изменения молекулярного состава вещества.

Дата добавления: 2014-12-26