Тормозное и характеристическое рентгеновское излучение

Физические основы рентгеноспектрального анализа.

Возникновение спектральных линий в рентгеновском диапазоне длин волн ( 10^-2-10²À) связано с перестройкой внутренних электронных оболочек атомов, входящих в состав анализируемого в-ва. Эти внутр. электронные оболочки при образовании молекул практически не затрагиваются и поэтому характеристические спектры отдельных атомов можно наблюдать даже тогда, когда они связаны в молекуле.

Внутренние оболочки полностью заполнены, поэтому переход с одной оболочки на другую не возможен до тех пор, пока на одной из них не появится вакантное место. Образование электронной вакансии и возбуждение рентгеновского спектра может происходить:

· при мощной электронной бомбардировке анализируемого вещества в вакууме;

· при облучении в-ва потоком рентгеновских квантов, имеющих необходимую энергию, испускаемых при опред. условиях анодом рентгеновской трубки;

· при облучении анализируемого в-ва γ-излучением, испускаемым радиоактивным источником.

В атомах, подвергшихся бомбардировке, на соответствующих электронных орбиталях возникают электронные вакансии.

Т. к. система стремится иметь минимальный запас энергии, на образовавшийся вакантный уровень переходят электроны с более высокой электронной орбитали. Такой переход сопровождается испусканием кванта излучения с длиной волны, соответствующей разности энергий электронных уровней, участвующих в данном переходе, и появлением в спектре соответствующей линии.

Возникающее рентгеновское излучение – полихроматическое.

Тормозное излучение возникает в следствие того, что часть бомбардировочных электронов попадает между атомами материала анода или анализ. в-ва и непрерывно теряет свою энергию в результате перемещения вглубь анода. Тормозное излучение имеет четкую нижнюю границу длин волн λ_min: λ_min= hc/e * 1/V, где

с - скорость света в данной среде;

е – энергия электрона;

V – ускоряющий потенциал между катодом и анодом трубки.

Положение коротковолновой границы тормозного излучения определяется не природой тормозящего слоя (атомным номером элемента), а кинетической энергией электронов, т. е. потенциалом, приложенным между катодом и анодом.

Вторая часть электронов, идущих от катода, проникает внутрь материала анода и выбивает из него электроны. В атомах, подвергшихся бомбардировке, на соответствующих электронных орбиталях возникают электронные вакансии.

Т. к. система стремится иметь минимальный запас энергии, на образовавшийся вакантный уровень переходят электроны с более высокой электронной орбитали. Такой переход сопровождается испусканием кванта излучения с длиной волны, соответствующей разности энергий электронных уровней, участвующих в данном переходе (характеристическое излучение), и появлением в спектре соответствующей линии (характ. линии).

Дата добавления: 2015-06-04