پاورپوینت آشنایی با اشعه ایکس

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 2 :

جلسه سوم: آشنایی با اشعه ایکس

1- تاریخچه و کاربرد اشعه ایکس
2- فرآیند تولید اشعه ایکس
3- طیف اشعه ایکس
3-1 طیف پیوسته
3-2 خطوط مشخصه

اسلاید 3 :

تاریخچه اشعه ایکس

پرتو ایکس در سال ۱۸۹۵ توسط ویلهلم رونتگن، فیزیکدان آلمانی کشف شد و به دلیل ناشناخته بودن ماهیت آن، پرتو ایکس نامیده شد.

پرتو ایکس عضوی است از طیف الکترومغناطیس، که دارای طول موج پایینتر از نور مرئی (حدود ۰/۰۱ تا ۱۰ نانومتر با انرژي بین ۱۰۰ الکترونولت تا ۱۰۰ کیلو الکترونولت ) است.

اسلاید 5 :

سازوکار تولید اشعه ایکس

بطور کلی هرگاه یک اتم برانگیخته شود، پس از بازگشت به حالت پایه (حالت قبل از برانگیختگی) تابش می نماید. انرژی فوتون تابشی رابطه مستقیمی با انرژی برانگیختگی دارد.
برای تولید فوتون ایکس که طول موج کوتاه و در نتیجه انرژی زیادی دارد، لازم است اتم به میزان زیادی برانگیخته شود.

اسلاید 6 :

برای تولید اشعه ایکس سه نیازمندی اولیه عبارتند از:
1- یک منبع تولید الکترون
2- یک هدف فلزی
3- یک اختلاف پتانسیل بزرگ

اسلاید 7 :

انواع مولدهای اشعه ایکس
مولدهای اشعه ایکس دو نوع هستند:
1- مولد گازی
2- لامپ الکترونی

اسلاید 8 :

1- مولد گازی
این نوع مولد همان نوعی است که اولین بار توسط رونتگن استفاده شد.
در این مولد از یونیزه کردن گاز بخصوصی برای تولید الکترون استفاده گردید. آنگاه این الکترون ها توسط اعمال یک اختلاف پتانسیل زیاد انرژی لازم جهت برانگیختن اتم های هدف را بدست می آوردند.
مولد گازی امروزه منسوخ است.

اسلاید 9 :

2- لامپ الکترونی
در این نوع مولد اشعه ایکس، از یک رشته از جنس تنگستن برای تولید الکترون استفاده می شود.
آنگاه این الکترون ها توسط اعمال یک اختلاف پتانسیل زیاد انرژی لازم جهت برانگیختن اتم های هدف را بدست می آوردند.

اسلاید 10 :

اجزاء یک لامپ الکترونی

اسلاید 11 :

طیف خروجی دستگاه اشعه ایکس
طیف اشعه ایکس که از دستگاه اشعه ایکس خارج می شود دو نوع است:
طیف پیوسته
خطوط مشخصه

اسلاید 12 :

طیف خروجی دستگاه اشعه ایکس

اسلاید 13 :

نحوه ایجاد طیف پیوسته اشعه ایکس
فرآیند تولید طیف پیوسته اشعه ایکس از طبیعت تصادفی برخوردار است.
هنگامی که یک الکترون پر انرژی به اتم هدف برخورد می کند ممکن است در یک تک برخورد متوقف شده و تمام انرژی خود را به آن اتم بدهد و آن را برانگیخته کند. همچنین ممکن است الکترون در طی چند برخورد متوالی متوقف شود و به این ترتیب چند اتم هدف را برانگیخته نماید.

اسلاید 14 :

در فرآیند تک برخوردی، اتم هدف بیشترین انرژی را دریافت کرده و برانگیختگی آن بیشینه است.
از آنجائیکه فرض می شود الکترون ها با سرعت یکسانی با اتم های هدف برخورد می نمایند، انرژی دریافت شده توسط اتم ها در فرآیند تک برخوردی با یکدیگر برابر است.
به این ترتیب فوتون هایی که توسط این اتم ها گسیل می گردد انرژی یکسانی دارند.

اسلاید 16 :

احتمال فرآیند چند برخوردی به مراتب بیشتر از فرآیند تک برخوردی است. به این ترتیب اتم های هدف به میزان های مختلفی انرژی کسب کرده و برانگیختگی آن ها با یکدیگر متفاوت خواهد بود.
نتیجه آن، گسیل فوتون هایی با انرژی های مختلف و به تعبیر دیگر با طول موج های مختلف خواهد بود. در نتیجه طیف خروجی اشعه ایکس در برگیرنده فوتون هایی با طول موج های مختلف خواهد بود که گستره وسیع و پیوسته ای از طول موج ها را شامل می گردد.

اسلاید 17 :

از این رو به آن طیف پیوسته اشعه ایکس می گویند.
گاهی طیف پیوسته اشعه ایکس را طیف سفید ایکس هم می نامند.
شدت اشعه ایکس در هر طول موجی با ارتفاع منحنی در آن طول موج متناسب می باشد.
سوال: هنگامی که اختلاف پتانسیل محفظه اشعه ایکس افزایش داده می شود، ارتفاع منحنی طیف افزایش می یابد و منحنی به سمت طول موج های کوتاه تر انتقال می یابد، چرا؟

اسلاید 19 :

منشاء خطوط مشخصه
هرگاه اختلاف پتانسیل محفظه اشعه ایکس به یک مقدار بحرانی که به آن پتانسیل بحرانی می گویند (مقدار آن برای فلزات مختلف متفاوت است) برسد ناپیوستگی هایی در طیف اشعه ایکس ظاهر می گردد که هرگاه اختلاف پتانسیل بیشتر افزایش داده شود بصورت خطوط تیزی ظاهر می گردند. چون این خطوط در طول موج های خاصی واقع می باشند که مشخصه فلز هدف است به آن ها خطوط مشخصه می گویند.