X射线产生

X射线产生产生X射线的最简单方法是用加速后的电子撞击金属靶

撞击过程中,电子突然减速,其损失的动能会以光子形式放出,形成X光光谱的连续部分,称之为轫致辐射

通过加大加速电压,电子携带的能量增大,则有可能将金属原子的内层电子撞出

于是内层形成空穴,外层电子跃迁回内层填补空穴,同时放出波长在0.1nm左右的光子(相当于3EHz的频率和12.4keV的能量)

由于外层电子跃迁放出的能量是量子化的,所以放出的光子的波长也集中在某些部分,形成了X光谱中的特征线,此称为特性辐射 

高速电子轰击靶时,与靶物质的相互作用过程是很复杂的

一些高速电子进入到靶物质原子核附近,在原子核的强电场作用下,速度的量值和方向都发生变化,一部分动能转化为X光子的能量(hv)辐射出去

这种辐射称为轫致辐射( bremsstrahlung)

一些高速电子进入靶物质原子内部,如果与某个原子的内层电子发生强烈相互作用,就有可能把一部分动能传递给这个电子,使它从原子中脱出,从而使原子内电子层出现一个空位,这个空位就会被更外层的电子跃迁填充,并在跃迁过程中发出一个X光子,而发出的X光子的能量等于两个能级的能量差,这种辐射称为特征(标识)辐射( characteristic radiation) 

高速电子数击阳极时,上述两种辐射,电子动能转变为X射线的能量不到1%,而99%以上都转变为热能,从而使阳极温度升高

因此,阳极上直接受到电子轰击的区域,应该选用熔点高的物质

理论和实验表明,在同样速度和数目的电子轰击下,原子序数Z不同的各种物质做成的靶,所辐射X射线的光子总数或光子总能量是不同的,光子的总能量近乎与z的三次方成正比

所以,愈大则产生X射线的效率愈高

因此,在兼顾熔点高、原子序数大和其他些技术要求时,钨(Z=74)和它的合金是最适当的材料

如果需要波长较长的X射线,则采用较低的管电压,如乳房透视,这时用(Z=42)作为靶则更好一些

由于靶的发热量很大,所以阳极整体用导热系数较大的铜做成,受电子轰击的钨犯或,则镶嵌在阳极上,以便更好地导出和散发热量 

以上内容由大学时代综合整理自互联网,实际情况请以官方资料为准。

相关