Рентгеновская трубка электронная

Рис. У.2. Рентгеновская трубка. Поток электронов, излучаемый горячим вольфрамовым катодом, фокусируется на металлической мишени. Электроны в атомах возбуждаются, а при возвращении в основное состояние они испускают рентгеновские лучи.

Источники первичного излучения. В рентгеновской трубке электроны ускоряются полем высокого напряжения и затем бомбардируют анод. Возникающее при этом рентгеновское излучение состоит из линий спектра материала анода и непрерывного спектра тормозного излучения с коротковолновой границей при [c.204]

Механизм возбуждения. Чтобы атом испустил квант рентгеновского излучения hv, ему необходимо сообщить энергию. Это можно осуществить облучением пробы потоком электронов эмиссионная спектроскопия) или рентгеновским излучением достаточной энергии рентгенофлуоресцентная спектроскопия). Практически ввиду более легкого осуществления используют только второй способ возбуждения. Его преимущество заключается еще в том, что возникающий спектр флуоресценции имеет только характеристические спектральные линии, в то время как на эмиссионный спектр накладывается спектр непрерывного излучения. В рентгенофлуоресцентной спектроскопии пробу облучают полихроматическим излучением рентгеновской трубки и наблюдают возникающее вторичное излучение. Для перемещения электрона с занимаемого им основного уровня необходимо, чтобы энергия поглощаемого рентгеновского кванта hv была по меньшей мере равна работе ионизации. Если поглощаемая энергия больше, то избыточная энергия высвобождается в виде кинетической энергии фотоэлектрона. По истечении 10 с ионизированный атом ступенчато переходит в основное состояние. Рассматривая уменьшение энергии электрона при его переходе с верхнего уровня на нижний, можно заметить, что рентгеновский квант излучается не при каждом электронном переходе. Эффективной в этом отношении оказывается только часть переходов (/ij). Остальное число переходов п — () вызывает эмиссию электронов из внешних электронных оболочек атома, поскольку они воспринимают всю энергию, освобождающуюся при осуществлении внутренних электронных переходов, и вследствие этого отрываются от атома оже-эффект). Под выходом флуоресценции W понимают отношение /if/n. Величина W для различных оболочек не одинакова и возрастает с увеличением атомного номера элемента. Зависимость выхода флуоресценции для /С-оболочки от атомного номера элемента можно представить следующей полу эмпирической формулой [c.201]

Рентгеновские трубки. Одним из наиболее распространенных типов трубок являются запаянные электронные трубки, представляющие стеклянный баллон, в котором создается высокий вакуум порядка 10 —10- Па. Источником пучка электронов служит катод-спираль из вольфрамовой проволоки, накаливаемой током до 2100—2200°С. Под воздействием высокого напряжения электроны с большой скоростью направляются к аноду и ударяются о впрессованную в его торце пластинку — антикатод, изготовляемый из металла, излучение которого используется для анализа (Сг, Ре, Си, Мо и пр.). Площадка на антикатоде, на которую падают электроны и которая служит источником рентгеновского излучения, называется фокусом. Трубки изготавливаются с обычным (5—10 мм и более) и острым (несколько сотых или тысячных долей мм ) фокусом, который может иметь различную форму (круглую, линейную). Поскольку рентгеновское излучение поглощается стеклом, для их выпуска в баллоне трубки предусмотрены специальные окна из пропускающих рентгеновское излучение веществ, например металлического бериллия, сплавов, содержащих легкие элементы. Важнейшая характеристика рентгеновских трубок — их предельная мощность — произведение максимального напряжения на анодный ток. В табл, 9 приведены основные характеристики некоторых серийно выпускаемых рентгеновских трубок. [c.75]

В рентгеновской трубке электроны, испускаемые катодом, ускоряются под действием налагаемой разности потенциалов V. Их кинетическая энергия становится тогда равной количеству энергии eV. Когда такой движущийся с большой скоростью электрон ударяется об анод, он быстро снижает свою скорость, возможно, даже до нулевой. Если его скорость становится равной нулю, то вся его энергия eV превращается В рентгеновское излучение (свет) с энергией hv и соответствующей частотой V. Частоту такого излучения можно, следовательно, рассчитать по уравнению фотоэлектрического эффекта eV=hv (энергией ионизации металла Ei можно в данном случае пренебречь, поскольку она мала по сравнению с другими величинами). Если при замедлении электрона скорость его не падает до нуля, то частота испускаемого рентгеновского излучения будет несколько меньше предельного значения. [c.69]

В рентгеновской трубке электроны, испускаемые катодом, ускоряются до высоких скоростей под действием налагаемой разности потенциалов V. Их кинетическая энергия становится равной количеству энергии еУ. Когда такой быстро движущийся электрон ударяется об анод, скорость его резко снижается до значения, близкого к нулю. Если скорость его становится равной нулю, то вся энергия еУ, которой он обладал, превращается в рентгеновское излучение (свет) с энергией и соответственно с частотой V. Частоту такого излучения можно вычислить по уравнению фотоэлектрического эффекта еУ = ку (работой выхода можно в данном случае пренебречь, поскольку она мала по сравнению с другими величинами). Если нри замедлении электрона скорость его не надает до нуля, то частота испускаемого рентгеновского кванта будет несколько меньше предельного значения. [c.144]

Тормозной рентгеновский спектр. Скорость движения электрона в рентгеновской трубке, а следовательно, и его кинетическая энергия определяются разностью потенциалов на участке анод—катод. Встре- [c.106]

В рентгеновской трубке электроны, испускаемые накаленной нитью, ускоряются под действием налагаемой разности потенциалов V, а затем ударяются о твердую мишень и останавливаются. Значительная часть общей кинетической энергии такого электрона превращается в фотон. Такое явление называется обратным фотоэлектрическим эффектом. Если вся энергия электрона, равная еУ, превращается в фотон, то частота такого фотона (рентгеновских лучей) может быть вычислена по уравнению фотоэлектрического эффекта еУ = к (энергией ионизации можно в данном случае пренебречь, поскольку она мала по сравнению с другими величинами). Если при замедлении электрона скорость его не падает до нуля, то частота испускаемого рентгеновского кванта будет несколько меньше предельного значения. [c.69]

Следовательно, нужно считать, что получить естественное золо-то-197 из ртути обстрелом ее электронами теоретически невозможно и опыты, направленные на это, можно заранее рассматривать как бесперспективные. Это в конце концов поняли исследователи Харкинс и Кей из Чикагского университета, которые взялись было за превращение ртути с помощью сверхбыстрых электронов. Они бомбардировали ртуть (охлаждаемую жидким аммиаком и взятую в качестве антикатода в рентгеновской трубке) электронами, разогнанными в поле 145 ООО В, то есть имеющими скорость 19 ООО км/с. Аналогичные опыты проделывал и Фриц Габер при проверке опытов Мите. Несмотря на весьма чувствительные методы анализа, Харкинс и Кей не обнаружили и следов золота. Вероятно, полагали они, даже электроны со столь высокой энергией не в состоянии проникнуть в ядро атома ртути. Либо образовавшиеся изотопы золота столь неустойчивы, что не могут дожить до конца анализа, длящегося от 24 до 48 ч. [c.106]

Чувствительность анализа, особенно в длинноволновой области спектра, зависит от выбранного источника света (рентгеновская трубка, электронная пушка или радиоактивный изотоп), от его параметров, выбранного кристалл-анализатора и метода его фокусировки, от типа применяемого детектора и т. д. С повышением напряжения на трубке интенсивность линий растет быстрее, чем интенсивность фона. Однако рост контрастности (отношения интенсивности линии к интенсивности фона) заметно замедляется, когда напряжение на трубке будет иметь значение, равное тройному значению потенциала возбуждения линии, а при дальнейшем увеличении напряжения он даже падает. Поэтому нет смысла работать с напряжением на трубке, превышающем 50 кв, если потенциалы возбуждения спектральных линий не более 10—20 кв. [c.247]

Конструкция насосов не является чем-то стабильным, а изменяется в зависимости от индивидуальных особенностей стеклодува и его школы. Формы вырабатываются традициями мастерских больших объединений и заводов, изготовляющих высоковакуумную аппаратуру (рентгеновские трубки, электронные приборы), и преодолеть эти традиции часто бывает довольно трудно. По этой причине можно встретить почти столько же конструкций насосов, сколько и научно-исследовательских лабораторий, работающих с высоким вакуумом. Начинающий экспериментатор поневоле вынужден иногда подчиняться привычкам стеклодува. Опасности в этом никакой нет, так как обычно свою модель мастер изготовляет с большим совершенством. О тех необходимых указаниях, которые экспериментатор в дальнейшем может дать стеклодуву, мы скажем после рассмотрения ряда моделей ртутных насосов. [c.112]

Металлические катоды изготавливают в виде нитей, прутков, лент, спиралей в системах прямого накала и используют в мощных высоковольтных электронных системах - генераторных лампах, рентгеновских трубках, электронно-лучевых установках. [c.489]

Для получения рентгеновского спектра (рис. 87) поток электронов 3 из катода 1 направляют на антикатод 2 рентгеновской трубки. [c.142]

Кроме того, в качестве излучений высокой энергии можно использовать протоны, дейтоны, а-частицы, ускоренные в специальных ускорителях (циклотрон, генератор Ван-де-Граафа). Пучки быстрых электронов можно получать, используя линейные ускорители, бетатроны или радиоактивные изотопы некоторых элементов (например, " Зг, Сз и др.). Источником квантов больших энергий, кроме уже указанных искусственно получаемых радиоактивных элементов, могут служить мощные рентгеновские трубки для получения у-излучений можно также использовать торможение быстрых электронов, полученных в ускорителях (бетатроне, линейном ускорителе электронов, генераторе Ван-де-Граафа). Источниками нейтронов, кроме атомных реакторов, могут быть радио-бериллиевые и полоний-берил-лиевые источники или специальные ускорители нейтронов. [c.258]

Рентгеновские лучи возникают при бомбардировке вещества электронами высокой энергии. Рентгеновские лучи получают в специальных электровакуумных приборах — рентгеновских трубках. Рентгеновская трубка представляет собой стеклянный сосуд, из которого эвакуирован воздух (вакуум 10 —10 мм рт. ст.). [c.106]

Торможение электронов на аноде рентгеновской трубки может происходить по-разному. одни из них тормозятся мгновенно на самой поверхности анода, что соответствует фотону максимальной величины (т. е. вычисленному по уравнению (IV. 1)1 другие, проникая в глубь анода, постепенно теряют свою энергию. Следовательно, при торможении электронов возникнут фотоны самой разнообразной энергии, а так как количество их, излучаемое в единицу времени, очень велико, то тормозной спектр будет состоять из непрерывного ряда длин волн с резкой границей в коротковолновой части. Характер распределения энергии в спектре торможения при различных напряжениях показан на рис. 56. Тормозное рентгеновское излучение называют сплошным или белым по аналогии с видимым светом. [c.107]

Поскольку основная часть энергии электронного пучка преобразуется в тепловую энергию, в качестве анодов рентгеновских трубок выбираются достаточно тугоплавкие металлы с хорошей теплопроводностью (Сг, Ре, Со, N1, Си, Мо). Длины волн характеристического излучения лежат для этих металлов (кроме молибдена) в интервале 2,3-1,5 А, что удобно для исследования поликристаллических образцов, так как обеспечивает хорошую разрешающую способность. Рентгеновские трубки с Мо-анодом широко используются в рентгеноструктурном анализе монокристаллов, так как в этом случае важно иметь возможно полный набор экспериментальных данных, а это, как будет показано ниже, обеспечивается выбором излучения с меньшей длиной волны. [c.8]

Для анализа смеси элементов, близких по химическим свойствам, применяют рентген-спектральный метод. Исследуемое вещество наносят на поверхность антикатода рентгеновской трубки, создают вакуум, облучают антикатод потоком электронов и измеряют положение и интенсивность линий возбужденного рентгеновского спектра. Метод особенно ценен для анализа, например, смеси редкоземельных металлов или циркония и гафния. [c.19]

В противоположные концы сосуда впаяны анод и катод. Катод сделан из вольфрамовой проволоки в виде спирали. Спираль накаливается электрическим током и является источником свободных электронов. Анод—массивный медный стержень, обращенный своим торцом к катоду. В торец анода впаивается тонкая пластинка какого-либо металла, называемая зеркалом анода. Схема рентгеновской трубки и ее включение для генерирования рентгеновских лучей показана на рис. 55. [c.106]

Для возбуждения /(-серии рентгеновского спектра необходимо удалить электрон с самого внутреннего уровня К на периферию атома (рис. 58). Это удаление может быть произведено одним из электронов, бомбардирующих вещество анода рентгеновской трубки. Освободившееся место /(-уровня будет тотчас же заполнено за счет одного из электронов верхних уровней, в результате чего выделится квант излучения, энергия которого численно равна разности энергии уровня, из которого он вышел, и уровня, на который он перешел [c.108]

РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ — электро магнитные колебания весьма малой длины волн, возникающие при воздействии на вещество быстрыми электронами. Р. л. открыты в 1895 г. В. Рентгеном. Волновая природа Р. л. установлена в 1912 г. М. Лауэ, открывшим явление интерференции Р. л. в кристаллах. Это открытие явилось основой развития рентгеноструктурного анализа. Р. л. невидимы для глаза, обладают способностью вызывать яркую видимую флюоресценцию в некоторых естественных и в искусственно изготовляемых кристаллических веществах, они действуют на фотоэмульсию и вызывают ионизацию газов. Этими свойствами Р. л. пользуются для обнаружения, исследования и практического использования Р. л. Различают два типа Р. л. тормозное и характеристическое излучение. Тормозное излучение возникает при попадании электронов на антикатод рентгеновской трубки оно разлагается в сплошной спектр. Характеристические Р. л. образуются при выбивании электрона из одного из внутренних слоев атома с последующим переходом на освободившуюся орбиту электрона с какого-либо внен)не-го слоя. Они обладают линейчатым спектром, аналогичным оптическим спектрам газов, с той лишь разницей, что структура характеристического спектра, в отличие от оптического спектра газов, не зависит от вещества, дающего этот спектр. Зависимость от вещества проявляется только в том, что с увеличением порядкового номера элемента в периодической системе элементов Д. И. Менделеева весь его характеристический рентгеновский спектр смещается в сторону более коротких волн. Другой особенностью характеристических спектров является то обстоятельство, что каждый элемент дает свой спектр независимо от того, возбуждается ли этот элемент к испусканию в свободном состоянии или в химическом соединении. Это свойство является основой рентгеноспектрального йпализа. Р. л. широко используются в науке и технике. Высокая про- [c.213]

Тормозное излучение возникает в вакууме, когда быстролетящие электроны тормозятся при падении на анод рентгеновской трубки, т. е. уменьшение скорости электронов от V] до 2 при торможении является источником излучения [c.113]

Под рентгенографическим анализом понимается совокупность разнообразных методов-исследования, в которых используется рентгеновское излучение — поперечные электромагнитные колебания с длиной волны 10 2—Ю А. В рентгеновских трубках для получения рентгеновского излучения используют столкновение электронов, ускоренных под действием высокого напряжения с металлическим антикатодом. Возникающее при этом рентгеновское излучение в зависимости от длины волны разделяют на жесткое [Х 1 А] и мягкое [к> —5 А], в зависимости от спектрального состава — на непрерывное (сплощное), не зависящее от природы вещества антикатода, и характеристическое (линейчатое), определяемое только природой вещества антикатода а также на полихроматическое, состоящее из волн различной длины, и монохроматическое — с определенной длиной волны. При монохроматическом в основном применяют линии Ка. -серии (возникающей при переходе электронов в атомах с -оболочки на /С-оболочку) металлов от хрома (обозначается СгКа ) до молибдена (МоКа ), длины волн которых лежат в интервале от 2,3 до 0,7 А. Для монохроматизации рентгеновского излучения используются селективно поглощающие фильтры и кристаллы-монохроматоры. [c.71]

Рентгеновское излучение — электромагнитное излучение с длиной волны от 80 до 10 нм, возникающее в веществе при резком торможении электронов высокой энергии, бомбардирующих вещество. Рентгеновское излучение образуется в специальных электровакуумных приборах — рентгеновских трубках, представляющих собой вакуумированный стеклянный сосуд (вакуум 1,33-Ю- — 1,33-10 Па). В противоположные концы сосуда впаяны катод и анод. Катод в виде спирали из вольфрамовой проволоки накаливают электрическим током, который является источником свободных электронов. Анод— массивный стержень, обращенный своим [c.108]

Рис. 50. Схема электронной рентгеновской трубки

Торможение электронов на аноде рентгеновской трубки происходит по-разному одни из них тормозятся мгновенно на поверхности анода, что соответствует максимальной энергии фотона [(уравнение (V. )] другие проникают в глубь анода, теряя свою энергию постепенно. Таким образом, при торможении электронов возникают фотоны разной энергии, количество их в единицу времени велико и тормозной спектр при этом состоит из непрерывного [c.109]

Для возбуждения /С-серии рентгеновского спектра необходимо удалить электрон с самого внутреннего Д -уровня на периферию атома (рис. 53). Это удаление может быть произведено одним из электронов, бомбардирующих вещество анода рентгеновской трубки. Освободившееся место Л-уровня будет тотчас же заполнено [c.110]

Источниками рентгеновского излучения служат рентгеновские трубки, представляющие собой двухэлектродные электровакуумные приборы. Для возбуждения в них рентгеновского излучения создается поток свободных электронов высокой кинетической энергии, который направляется на металлическую мищень, где происходит взаимодействие быстрых электронов с веществом и возникает рентгеновское излучение. Рентгеновская трубка имеет вид баллона, выполненного или целиком из стекла, или из стекла и металла (рис. 5.5). В баллоне расположены катод и анод. Катодом служит V-образная или спиральная нить из вольфрама, нагреваемая до [c.116]

Ввиду пропорциональной зависимости между интенсивностью спектра тормозного излучения и квадратом высокого напряжения стремятся использовать рентгеновские трубки с максимально допустимым напряжением. Однако при определении легких элементов при высоком напряжении появляется очень сильное диффузное излучение, ухудшающее соотношение интенсивности линии к фону. Во избежание колебаний интенсивности подаваемое на трубку напряжение стабилизируют электронными приборами. [c.204]

Однослойные углеродные ианотрубки средним диаметром 1.2-1.4 нм были исследованы после обработки высоким давлением 9.5-15 ГПа и температурой до 1500°С. Были использованы спектроскопия КРС, рентгеновская дифракция, электронная микроскопия высокого разрешения. Также были измерены плотность образцов и их твердость. Рентгеновские дифракционные картины обработанньге давлением образцов, также как и исходного материала, не содержат отчетливых пиков, поскольку трубки не были упорядочены. В то же время, отсутствие характерного для аморфного углерода пика в области межплоскостных расстояний [c.62]

Рентгеновская спектроскопия. Рентгеновское излучение имеет ту же электромагнитную природу, что и световое излучение, у-излучение и радиоволны. Рентгеновские спектры получают при бомбардировке вещества, находящегося непосредственно на аноде рентгеновской трубки, электронами высокой энергии, испускаемыми катодом (рис. 80). Получаемый ренгеновский спектр называется первичным. Вторичный рентгеновский спектр получается при облу- [c.181]

ИМПУЛЬСНЫЙ РАДИбЛИЗ, метод исследования быстрых хим. р-ций и их короткоживущих продуктов (время жизни от 10" до 10" с) при воздействии на в-во коротким импульсом ионизирующего излучения. Чаще всего используют импульсы электронов высоких энергий (от 0,5 до 30-40 МэВ), реже-рентгеновского излучения иногда применяют импульсы тяжелых заряженных частиц (напр., протонов). Длительность импульсов 10" -2-10 с. В качестве источников импульсного излучения наиб, раоространены линейные электроннь1е ускорители, сильноточные и высоковольтные ускорители применяются также рентгеновские трубки, электронные импульсные трансформаторы и др. [c.219]

Явление дифракции лежит в основе рентгенографического и эле <троиографи-ческого методов исследования. Рентгеновские лучи имеют ту же природу, что и лучи видимого сиета. Они отличаются меньшей длиной волн —10- нм). Для исследований с помощью рентгеновских лучей обычно применяют длины волн от 0,07 до 0,2 нм. Рентгеновские лучи образуются в рентгеновской трубке, когда влектроны, быстро двигаясь от катода, внезапно тормозятся, попадая на апод. От силы удара электронов об анод и от природы вещества анода зависят Boii Tua получающихся рентгеновских лучей. [c.252]

Источники электронов (катоды) являются ключевым элементом разнообразных современных приборов, устройств и технологических процессов, основанных на использовании пучков электронов. К числу наиболее известных и важных областей использования таких приборов и технологий относятся средства связи и радиолокации, электронно-лучевые трубки, рентгеновская техника, электронная микроскопия и литофафия, СВЧ печи и т.д. В подавляющем большинтсве случаев для создания электронных пучков используются накаливаемые катоды, имеющие ряд существенных недостатков. Альтернативная возможность создания пучков электронов, позволяющая также существенно улучшить характеристики таких приборов и расширить область их применения, заключается в использовании явления полевой (или холодной) эмиссии. Основным препятствием в использовании холодных катодов являются жесткие требования, предъявляемые к материалу, из которого они могут быть изготовлены. [c.30]

Источники. В ЭСХА для возбуждения электронов внутренних оболочек источником излучения служит рентгеновская трубка. Обычно используется монохроматическое излучение /( Мд с энергией 1253,6 эВ или /СаА1— 1486,6 эВ. Ширина возбуждающей линии порядка 1 эВ. Если необходимо получить высокое разрешение, используют дополнительную монохроматизацию (кристаллами), что приводит к сужению возбуждающей линии и увеличению разрешающей способности прибора. [c.147]

При дифрактометрических исследованиях дифракционная картина регистрируется последовательно от точки к точке, поэтохму в этих случаях требуется высокая степень стабилизации рентгеновского излучения. В большинстве случаев стабилизируется напряжение, подаваемое на все генераторное устройство, кроме того, стабилизируется ток, проходящий через рентгеновскую трубку. Для стабилизации напряжения используются электронные стабилизаторы, обеспечивающие степень стабилизации напряжения и тока в пределах 0,1—0,3%, что соответствует стабилизации излучения с точностью 0,3—1% [2]. [c.124]

Источником рентгеновского излучения, используемым в рентгенофазовом и рентгеноструктурном анализе, обычно является рентгеновская трубка. В рентгеновской трубке поток электронов, испускаемый вольфрамовой спиралью (катодом), ускоряется из-за большой разности потенциалов между к атодом и анодом (несколько десятков киловольт, кВ) и ударяется об анод. При этом происходят два основных процесса - торможениа электронов (с одновременным возбуждением тепловых колебаний, т.е, нагревом анода и испусканием рентгеновских квантов, дающих сплошной спектр) и ионизация атомов (удаление электронов с внутренних и внешних электронных оболочек атомов). За счет последующих электронных переходов происходит излучение рентгеновских квантов, дающих линейчатый, или характеристический спектр, вид которого определяется материалом анода. [c.6]

Максимум интенсивности лежит приблизительно при 3/2 Интенсивность тормозного излучения возрастает пропорционально увеличению разрядного тока 1, порядкового номера элемента, образующего материал анода, и квадрату приложенного высокого напряжения. Собственное излучение материала анода наблюдают только тогда, когда электроны обладают достаточно большой кинетической энергией. Так, минимальное напряжение для возбуждения характеристического /Са-излучения (Яц = 1,54 А) в рентгеновской трубке с медным анодом по ураненню (5.2.11) составляет [c.204]