Espectro de rayos X

Cuando electrones en movimiento a alta velocidad o partículas cargadas (protones, partículas alfa, etc.) bombardean la materia, su movimiento se bloquea, se produce un intercambio de energía con la materia y parte de la energía cinética se convierte en fotones. energía de radiación de los rayos X. La forma irradia. Cuando el voltaje aplicado del tubo es muy bajo, solo se produce un espectro continuo; cuando el voltaje aplicado es mayor o igual al potencial de excitación del tubo, el espectro característico y el espectro continuo aparecen superpuestos (Figura 10.1).

Figura 10.1 Espectro característico y espectro continuo

10.1.1.1 Espectro continuo (rayos X blancos)

Los electrones acelerados que golpean el ánodo se desaceleran repentinamente e irradian energía electromagnética. ondas, Esta onda electromagnética se llama radiación Bremsstrahlung. Su distribución de intensidad cambia con el cambio del voltaje de aceleración. Hay un límite de onda corta (λmin) en el lado de onda corta del espectro continuo, que equivale a liberar toda la energía del electrón que golpea el ánodo en forma de rayos X. Por lo tanto, el límite de onda corta λmin no tiene nada que ver con el tipo de material del ánodo, solo depende del tamaño del voltaje aplicado V (kV). La relación entre el límite de onda corta y el voltaje de aceleración V (kV). es el siguiente:

λmin=12.4/V

En general, los electrones no se detienen después de una colisión, sino que pierden energía gradualmente después de múltiples colisiones. se libera y la energía del fotón X generada es menor que hνmax (la longitud de onda es mayor que λmin).

10.1.1.2 Espectro característico (rayos X monocromáticos)

Si el voltaje de aceleración aumenta por encima de un cierto voltaje límite (un valor específico del elemento del ánodo, llamado potencial de excitación), Habrá un espectro característico con la longitud de onda característica del elemento ánodo, y diferentes elementos tienen diferentes rayos X característicos. La relación entre la longitud de onda de la línea espectral característica y el número atómico es la siguiente:

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En la fórmula: C es una constante; Z es el número atómico; σ es una constante (en el sistema Kα En la línea del espectro, σ=1, K=3/4; en la línea del espectro Lα, σ=7,4, K=5/36).

La fórmula anterior es la ley de Moseley, que fue determinada por el joven físico británico Moseley en 1913 basándose en resultados experimentales. La ley de Mosley es la base para el análisis cualitativo de los rayos X fluorescentes.