Рентгеновские трубки непрерывный спектр

Тормозное излучение. Источником первичного излучения в методе РФА, как правило, служит рентгеновская трубка. Схематически процесс генерации первичного излучения показан на рис. 14.74, а. Электроны, испускаемые накальным катодом, ускоряются электрическим полем с напряжением I (напряжение трубки) и бомбардируют массивный металлический анод. Вследствие торможения электронов в материале анода возникает непрерывный (тормозной) спектр рентгеновского излучения. Его основными параметрами являются [c.4]

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]

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]

Рис., 15. Спектр молибдена. возбужденный электронами при наиряжении 35 кв (кривая 1) и полихроматическим пучком при том же напряжении на рентгеновской трубке (Кривая 2). При возбуждении рентгеновскими лучами большая часть энергии сосредоточена в характеристических линиях, а при возбуж/де-НИ.И электронами — в непрерывном спектре

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]

Более усовершенствованная система включает использование вторичной мишени (рис. 8.3-16,а). В таком приборе рентгеновская трубка облучает металлический диск (вторичная мишень). Затем флуоресцентное излучение мишени используют для возбуждения пробы. Преимуществом этой схемы является устранение непрерывного излучения рентгеновской трубки. Отсутствие этого континуума в возбуждающем излучении приводит к существенному снижению фона в спектре и таким образом к лучшему пределу обнаружения. Возбуждение в системе с вторичной мишенью является квазимонохроматическим. Меняя мишень, можно оптимально возбуждать различные диапазоны элементов. Низкая эффективность флуоресценции вторичной мишени означает, что требуется использовать рентгеновские трубки с более высокой мощностью. Рентгеновский спектр геологического стандарта, измеренный с помощью такой системы с энергетической дисперсией, приведен на рис. 8.3-17. В качестве вторичной мишени использовал молибден, спектр регистрировали с накоплением в течение 3000 с. Отметим значительные наложения пиков. Пики в области выше 16 кэВ связаны с упругим и неупругим рассеянием К-излучения Мо в пробе. [c.80]

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]

В методах Лауэ на неподвижный монокристалл падает пучок рентгеновских лучей с непрерывным спектром (рис. 96). Тормозное излучение от рентгеновской трубки I через диафрагму 2 попадает [c.196]

К аноду рентгеновской трубки приходит сразу много электронов, и при соударении они теряют на излучение неодинаковую долю своей энергии. Поэтому тормозное излучение трубки представлено участком непрерывного спектра, ограниченного частотой Уд со стороны больших частот. Напряжение на трубке выбирают таким, чтобы в спектре тормозного излучения были кванты, способные возбуждать характеристические спектры определяемых элементов. Чем больше атомный номер определяемого элемента, тем большую энергию должен иметь ионизирующий квант. Поэтому для определения тяжелых элементов следует поддерживать более высокое напряжение на трубке, чем для определения легких элементов. [c.270]

Из физики известно, что в трубках Крукса антикатод под действием падающего на него пучка катодных лучей становится источником рентгеновских лучей. Наблюдая спектр, испускаемый антикатодом спектр высокой частоты), удалось заметить, что он образован из основного непрерывного спектра, возникающего вследствие излучения, которьш сопровождаются удары электронов по антикатоду, и из определенного числа линий, положение которых в отличие от непрерывного спектра зависит от химической природы антикатода. [c.419]

Тормозное излучение — связано с изменением кинетической энергии заряженных частиц. Имеет непрерывный спектр и возникает в среде, окружающей источник р-излучения, в рентгеновских трубках, в ускорителях электронов и т. п. [c.67]

Для удаления электрона с данной орбиты необходимо одно и то же количество энергии независимо от того, будет ли источник энергии потоком электронов или пучком рентгеновских лучей. В последнем случае уровень энергии может быть определен в значениях длины волны, которая будет несколько короче, чем длина волны возбужденной линии. Эта необходимая длина волны совпадает с соответствующей абсорбционной границей рассматриваемого элемента. Ранее было показано, что наиболее короткая длина волны излучения, непрерывно испускаемого рентгеновской трубкой, может быть определена из приложенного к трубке напряжения, так что если абсорбционная граница для данной орбиты известна, можно определить условия, необходимые для возбуждения спектров, по формуле [c.221]

Рентгеноспектральный анализ по вторичному (флуоресцентному) излучению имеет существенные преимущества по сравнению с анализом по первичному рентгеновскому излучению. Анализ по флуоресцентному излучению имеет более высокую чувствительность, так как при этом отсутствует фон непрерывного рентгеновского спектра. Немаловажное значение имеет также упрощение экспериментальной методики, поскольку анализируемый образец находится вне вакуумной системы рентгеновской трубки. Правда, интенсивность вторичных спектров меньше, чем первичных, и поэтому, например, фотографическая регистрация здесь не применяется. Однако достаточно высокая чувствительность счетчиков рентгеновских квантов обеспечивает быстрое и точное измерение интенсивности линий. [c.130]

Длина волны >.9 коротковолновой границы непрерывного рентгеновского спектра связана с разностью потенциалов V, приложенной к рентгеновской трубке, формулой [c.32]

Поскольку эффективность низка даже при вольфрамовой мишени, то для получения высоких интенсивностей, часто необходимых для возбуждения рентгеновского излучения, приходится увеличивать напряжение на трубке. Обычно желательно, чтобы напряжение было не менее величины, при которой максимум интенсивности непрерывного спектра находится в области длин волн достаточно коротких, чтобы возбудить требуемую линию. Согласно уравнению (42) это означает, что [c.116]

В 1914 г. де Бройль [137] обнаружил, что непрерывное вращение кристалла в спектрометре Брэгга позволяет удобно зарегистрировать на неподвижную фотопластинку эмиссионный спектр мишени рентгеновской трубки Кулиджа (см. 1.3.). Спектр, который он получил от вольфрамовой мишени в такой трубке, показан на рис. 56. Легко были определены прямой пучок и [c.149]

В качестве внутреннего стандарта используется некоторый интервал длин волн рассеянного излучения, возникшего в результате рассеяния непрерывного спектра рентгеновской трубки на образце 1—3]. [c.323]

Аппаратура для рентгеновского спектрального анализа довольно сложна необходимость высокого вакуума в рентгеновской трубке, где размещается проба, требует затрат времени на откачку всей аппаратуры. Однако техника рентгеновского спектрального анализа непрерывно совершенствуется, разрабатываются различные приспособления, облегчающие и ускоряющие процесс работы с приборами. Существенным усовершенствованием является использование фотоэлектрических и ионизационных приемников, исключающих фотографирование спектра и последующую обработку пленки. В настоящее время, как и при оптических методах анализа, начинают использовать приборы прямого отсчета. При работе с этими приборами оператор должен только подготовить пробу и ввести ее в рентгеновскую трубку. Анализ выдается или в виде записи, или путем отсчета на стрелочном приборе. [c.10]

При использовании стандартной рентгеновской аппаратуры длину волны лучей менять непрерывно невозможно. Однако рентгеновская трубка наряду с монохроматическим (линейчатым) спектром испускает и так называемый белый (непрерывный) спектр (рис. 25). В этом спектре имеются, естественно, и такие волны, длина которых делает условия Лауэ совместными. Лучи с такими к и будут дифрагировать. Каждый дифракционный луч (со своими ф1, ф2, фз и индексами pqr) будет иметь и свою особую длину волны. Остальные лучи непрерывного и линейчатого спектра погасятся. Именно такую дифракционную 1картину наблюдали в 1912 г. Фридрих и Киипиинг, поставившие опыт по предложению Лауэ. [c.54]

Диапазон энергий квантов С.и.-от долей эВ до сотен кэВ (т. е. включает область мягкого рентгеновского излучения). С. и. характеризуется непрерывным спектром, высокой степенью поляризации, большой интенсивностью (превосходит на неск. порядков излучение в рентгеновских трубках), чрезвычайно малой расходимостью, малой длительностью импульсов (до 100 пс). Эти св-ва позволяют использовать С. и. в спектроскопии, рентгеновском структурном анализе, для изучения оптич. активности молекул, возбуждения люминесценции, инициирования фотохим. р-ций и др. Так, благодаря большой интенсивности источников С. и. удалось зарегистрировать мол. спектры поглощения с разрешением 0,003 нм. Разрабатываются импульсные методы спектроскопии, использующие С. и. для исследования метастабильных продуктов фотолиза, механизма сверхбыстрых р-ций и т. п. Рентгеновский структурный анализ биол. объектов, в частности монокристаллов белков, использующий С. и., позволяет значительно сократить время регистрации рентгенограмм, уменьшить радиац. нагрузки на образец. С. и. применяют также, напр., для фотолитографии, в произ-ве интегральных схем. [c.357]

Взаимодействие электронов с атомами ансда вызьшает образование непрерывного и характеристического рентгеновского излучения. Непрерьшное излучение есть результат тормозящих соударений между электронами и атомами мишени. При каждом соударении электрон тормозится, при этом утраченная кинетическая энергия испускается в виде рентгеновского фотона. Только за одно соударение электрон может потерять любую энергию от нуля до его собственной энергии, что приводит к непрерывному спектру вплоть до энергии, соответствующей ускоряющему напряжению. Например, если трубка работает при ускоряющем напряжении V 45 кВ, то Етах = 45кэВ или Ат1п [c.69]

При взаимодействии быстродвижущихся электронов с атомами вещества возникает рентгеновское излучение, которое имеет спектры двух типов характеристические и тормозные. Особенность характеристических рентгеновских спектров заключается в том, что атомы каждого химического элемента, независимо от того, в какой химической форме они находятся, имеют свой, вполне определенный спектр. Тормозные спектры возникают вследствие торможения быстрых электронов в электромагнитном поле атомов вещества. Непрерывный рентгеновский спектр тормозного излучения ограничен со стороны малых длин волн некоторой наименьшей длиной волны Ятш, называемой коротковолновой границей тормозного спектра. Появление границы связано с тем, что вся энергия, которую приобретает электрон в электромагнитном поле рентгеновской трубки, излучается в виде кванта при едином акте торможения. Если Хпчп выразить в нм, а потенциал фо на рентгеновской трубке в кВ,то [c.214]

Строгой фокусировки линий и значительно большей, чем в методе Хамоша, интенсивности спектров можно было бы достигнуть, практически осуществив бесщелевой спектрограф со строго аксиальным ходом лучей [6]. Одна из возможных схем такого устройства изображена на рис. 3. Использование в спектрографе, изображенном на рис. 3, мощной разборной рентгеновской трубки с кольцеобразным фокусом и обратным ходом лучей позволяет существенно приблизить источник рентгеновских лучей к кристаллу-анализатору и уменьшить интенсивность непрерывного спектра [9]. Исходящий из кольцевого фокуса конус рентгеновских лучей падает на цилиндрически изогнутый кристалл. В центре кристаллодержателя, подобно тому как это принято в методе Зеемана, располагается клин зазор, образуемый клином с поверхностью кристалла, играет роль входной щели спектрографа. В точке пересечения отраженных кристаллом лучей помещается диафрагма ионизационной камеры. Кинетическая схема позволяет синхронизировать движение кристалла вдоль горизонтальной оси прибора и движение каретки записывающего устройства в перпендикулярном направлении. [c.16]

К наиболее легко наблюдаемым проявлениям действия быстрых электронов относится излучение Черенкова, представляющее собой голубое свечение среды. Однако, хотя оно принадлежит к числу поразительных явлений природы, тем не менее не играет существенной роли как процесс рассеяния энергии. Быстрые электроны взаимодействуют в основном либо с ядром атома, либо с внутренними или внешними электронными оболочками атома. Взаимодействие с ядром ведет к возникновению рентгеновских лучей (Вгетзз1гаЫипд ), подобно тому как образуется непрерывный спектр излучения в рентгеновской трубке. Этот процесс представляет собой превращение некоторой части энергии быстрых электронов в энергию рентгеновских лучей и не связан с передачей энергии облучаемому веществу. Образующиеся таким путем рентгеновские лучи теряют свою энергию описанными выше путями, вновь давая быстрые электроны. Передача энергии электронам внутренних оболочек атома ведет к отрыву электрона и образованию положительно заряженного атома. Освободившееся место во внутренней оболочке заполняется электроном с соседней внешней оболочки. Этот процесс сопровождается испусканием рентгеновского кванта или, что ) бывает чаще, электрона Оже. Процессы, в которых участвуюх электроны внутренних оболочек атома, требуют для своего про- текания значительной затраты энергии (например, 530 эв для атома кислорода), вызывая глубокие изменения в молекуле. Однако большая часть полученной энергии выводится вновь, в виде кинетической энергии выброшенных из атома электронов. -Последние способны осуществить несколько первичных актов взаимодействия с электронами внешних оболочек (см. ниже). Обусловленный этими электронами химический эффект, особенно если его суммировать с изменениями, вызванными прямым взаимодействием быстрых электронов с электронами внешних оболочек атома, обычно перекрывает какие-либо химические эффекты, обусловленные процессами, в которых участвуют электроны внутренних оболочек атома . [c.18]

Рентгеновское возбуждение атомов вещества может возникать в результате бомбардировки образца электронами больших энергий или при его облучении рентгеновскими лучами. Первый процесс называют прямым возбуждением последний — вторичным или флюоресцентным. В обоих случаях энергия электрона или кванта первичной рентгеновской радиации, бомбардирующих излучающий атом, должна быть больше энергии, необходимой для вырывания электрона из определенной внутренней оболочки атома. Электронная бомбардировка исследуемого вещества приводит к появлению не только характеристич. спектра элемента, но и, как правило, достаточно интенсивного непрерывного излучения флюоресцентное излучение содержит только линейчатый спектр. В ходе нервич-ного возбуждения спектра происходит интенсивное разогревание исследуемого вещества, отсутствующее при вторичном возбуждении. Наконец, первичный метод возбуждения лучей предполагает помещение исследуемого вещества внутрь откачанной до высокого вакуума рентгеновской трубки, в то время как для получения спектров флюоресценции исследуемые образцы могут располагаться на пути пучка первичных рентгеновских лучей вне вакуума и легко сменять друг друга. Поэтому приборы, использующие спектры флюоресценции (несмотря на то, что интенсивность вторичного излучения в тысячи раз меньше интенсивности лучей, полученных первичным методом), в последние годы почти полностью вытеснили из практики установки, в к-рых осуществляется возбуждение рентгеновских лучей с помощью потока быстрых электронов. [c.327]

Кроме характеристического в этом процессе возникает рентгеновское излучение с непрерывным спектром, связанное с частичным превращением энергии тормозящихся электронов при столкновении с мищенью в энергию излучения. Это излучение называют тормозным. Максимальная частота непрерывного рСНТГСНОВСКОГО излучения Л тах связана с напряжением V на рентгеновской трубке соотношением [c.120]

Рнс. 84. Непрерывная запись рентгеновского спектра, полученного ог пятен сложного состава, приготовленных на майларовой пленке и содержащих 14 элементов. Содержание каждого элемента в микрограм-мах указано около его Ха-линии. Нижняя диаграмма является продолжением верхней. На фоне спектрограммы заметны пики вольфрама, меди и никеля. Медь и никель присутствуют в качестве примесей в вольфрамовое аноде рентгеновской трубки (см. также 4. 3 и рис. 41). Возрастание интенсивности линий вольфрама и фона в спектре образца (по сравнению с записью для чистой бумаги) вызвано главным образом применением гелия при записи спектра образца (неопубликованные результаты автора) [c.242]

Для возбуждения вторичных спектров используются рентгеновские трубки и радиоизотопные источники. Излучение рентгеновской трубки содержит две компоненты тормозное и характеристическое излучение материала анода. Тормозное излучение возникает в результате торможения электронов в материале анода трубки, имеет коротковолновую границу Лмшь и его интенсивность имеет непрерывное распределение по длинам воли, [c.14]

При измерении интенсивности спектральных линий большое значение имеет степень контрастности, с которой они выступают на фоне непрерывного спектра рентгенограммы. От этого в большой мере зависит чувствительность анализа.Поэтому при выборе величины рабочего напряжения на трубке спектрографа приходится учитывать также интенсивность непрерывного спектра, возникающего одновременное линиями характеристического рентгеновского излучения. Теория [79] и эксперимент [80], хорошо согласуясь, указывают на то, что спектральная интенсивность непрерывного рент1еновского спектра линейно в зависимости от напряжения, приложенного к трубке [c.105]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология