Головна

Джерела рентгенівських променів

  1. I.4. Джерела римського права
  2. Активи приладобудівного заводу та джерела їх утворення на початок звітного місяця
  3. АНОНІМНІ ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ
  4. Хворі люди і здорові бактеріоносії - джерела зараження оточуючих людей.
  5. Побутові джерела іонізуючого випромінювання
  6. Види і джерела іонізуючих випромінювань у виробничій, побутовій та навколишнього середовищах.
  7. Можливі джерела систематичних похибок приладів з пружним чутливим елементом

Рентгенівські промені отримують за допомогою рентгенівських трубок, яка містить катод, що фокусує ковпачок, берилієві вікна для випуску рентгенівських променів, захисний циліндр, анод, скляна колба. Трубка відкачується до високого вакууму (10-5Па). Для охолодження анода трубки застосовується проточна вода або масло. Катод трубки виготовляють з вольфрамової спіралі, поміщений в фокусує ковпачок, що приводить до звуження пучка електрона. Анод являє собою порожнистий циліндр, що виготовляється з матеріалу з високою теплопровідністю, найчастіше з міді. Потужність трубок коливається від 0,01 до 50 кВт. Рентгенівський апарат містить високовольтний трансформатор з напругою 0-99кВ, трансформатори напруження трубки, пульт управління (на якому розмішають автотрансформатор, вимикач високої напруги, вольтметр і міліамперметр).

Рентгенівські трубки мають вольтамперних характеристику (ВАХ). Змінюючи струм напруження трубки, можна змінювати її ВАХ, а, отже, і величину анодного струму. Тому анодний струм стабілізують. Рентгенівська трубка працює на ділянці насичення ВАХ, причому струм насичення тим вище, чим вище струм напруження трубки. Для структурного аналізу необхідно, щоб трубка давала потрібну довжину хвилі випромінювання, володіючи високою питомою потужністю випромінювання.

Принцип роботи рентгенівської трубки такий. При певному струмі розжарення в результаті термоелектронної емісії електрони вилітають з катода і під дією високої напруги U з великою швидкістю спрямовуються на дзеркало антикатода і гальмуються ім. При цьому близько 99% їх кінетичної енергії переходить в тепло (ось чому анод охолоджується) і лише 1% їх енергії перетворюється в рентгенівське випромінювання, що складається з безперервного (суцільного) випромінювання (спектра) і накладеного на нього лінійного (характеристичного) випромінювання (спектра).

суцільне випромінювання виникає в результаті багаторазових взаємодій атомів мішені (анода) з пучком електронів; воно називається також гальмівним, тому що виникає в результаті гальмування електронів речовиною анода, точніше в результаті їх розсіювання в електричному полі атомних ядер і електронів. Суцільне випромінювання простягається від максимальної частоти ?max коли вся енергія електрона перетворюється в рентгенівське випромінювання в область більш низьких частот.

З підвищенням напруги на трубці настає такий момент, коли поряд зі збільшенням інтенсивності суцільного спектру і зміщення в бік коротких хвиль на тлі цього спектра при певному для даного анода мінімальній прискорюючій напрузі U0 (Потенціал збудження) виникає (характеристичне) лінійного випромінювання.

характеристичне випромінювання виникає в тому випадку, коли енергія падаючого електрона виявляється достатньою для вибивання з атома мішені внутрішнього електрона. Тоді на місце, що звільнилося перейде один із зовнішніх електронів атома і станеться випускання кванта рентгенівських променів. Інтенсивність характеристичного випромінювання приблизно в 100 разів вище, ніж суцільного.

характеристичне випромінювання - Чисто квантовий процес - воно виникає при електронних переходах в атомах з одного енергетичного рівня на інший. Суцільний спектр виникає в результаті зміни кінетичної енергії пучка.

Характеристичний спектр рентгенівських променів складається з декількох серій ліній, що відрізняються один від одного за інтенсивністю і довжинах хвиль. Для важких елементів знайдено 5 таких серій ліній, які позначаються K, L, M, N, O. Чим вище атомний номер елемента в періодичній системі, тим жорсткіше характеристичні промені і тим вище потенціал їх порушення (для вибивання електрона з атома речовини анода). Найбільше значення в рентгеноструктурном аналізі має К-серія; вона містить тільки 3 лінії помітною інтенсивності. При підвищенні напруги інтенсивність лінії К-серії зростає за законом статечної функції

Iх= k2i Z(U - U0)n (n= 1,6 ? 2), (28.2)

де k2 - Коефіцієнт пропорційності = 0,8 ? 10-4.

лінії К-серії складаються з ? и ? складових, причому К? в свою чергу складається з К?1 и К?2.

Відносну інтегральну інтенсивність ліній визначають при визначенні структури речовини, спотворень кристалічної решітки, характеристичної температури, вивченні надструктури і ін. Інтегральна інтенсивність ліній рентгенограми є функцією ряду факторів. Ця залежність виражається рівнянням:

I / I0 =  C f(?) p | S |2 f2 e -2М А(?), (28.3)

де I0 -інтенсивність первинних променів;

С - Постійна величина для даної речовини і поточних умов зйомки;

р - Множник повторюваності - дорівнює числу сімейств площин в їх сукупності, що мають однакове межплоскостное відстань і однаковий структурний множник;

f(?) - Кутовий множник інтенсивності - враховує поляризацію, яка відбувається при розсіянні рентгенівських променів, а також кінцеву величину пучка розсіяних променів і геометрію зйомки;

|S|2 - Структурний множник інтенсивності - враховує залежність інтенсивності рентгенівських променів від розташування атомів в елементарній комірці і визначається базисом решітки;

e  - Температурний множник інтенсивності - враховує різницю фаз розсіяний променів, що виникає внаслідок теплових коливань;

 - Обсяг елементарної комірки;

f2 - Атомний множник - враховує розташування електронів, які розсіюють промені, в обсязі атома і є функцією sin?/?;

А(?) - Абсорбційний множник - враховує ослаблення променів в зразку при даній геометрії зйомки.



Попередня   142   143   144   145   146   147   148   149   150   151   152   153   154   155   156   157   Наступна

теодоліти | Мікроскоп | Елементи електронної оптики | Розвиток уявлень про природу світла | кільця Ньютона | Застосування інтерференції світла. | ГЛАВА 27. ДИФРАКЦІЯ СВІТЛА | Дифракція Фраунгофера на одній щілині | Дифракція Фраунгофера на дифракційних гратах | Поняття про голографії |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати