X射線與物質(zhì)的作用

1、x射線的產(chǎn)生 及其與物質(zhì)的相互作用,一、x射線的發(fā)現(xiàn) 1895年德國物理學(xué)家倫琴在研究陰極射線時發(fā)現(xiàn)了x射線（1901年獲得首屆諾貝爾獎,二、 x射線的性質(zhì) x射線是一種電磁波，波長范圍為10-3101nm。具有二象性，能量范圍102 106ev。 人眼不可見，可使氣體電離，使物質(zhì)發(fā)熒光，使膠片感光，有較強的穿透能力，也會被吸收和散射。 對生物細胞有很強的殺傷能力,三、 x射線的產(chǎn)生,x射線的產(chǎn)生方式有很多。帶電粒子及高能粒子在能量轉(zhuǎn)換過程中常伴隨產(chǎn)生x射線。 熱陰極x射線是以高速電子作激發(fā)源產(chǎn)生的,x射線管原理圖,基本原理：熱陰極發(fā)射電子，在管電壓作用下向靶（陽極）高速運動，激發(fā)靶材發(fā)射x射

2、線。 x射線譜：波長與強度的關(guān)系曲線。 分為連續(xù)x射線譜、特征x射線譜,1、連續(xù)x射線譜,最短波長0短波限。 升高管電壓，各波長輻射的強度升高，最大強度輻射波長減小,連續(xù)x射線主要用于探傷、醫(yī)學(xué)診斷與治療、 單晶衍射以及x射線吸收譜等研究,2、 特征x射線譜,當(dāng)管電壓升高到某一臨界值（激發(fā)電壓u激）后，除產(chǎn)生連續(xù)x射線外，還出現(xiàn)波長固定、強度很大的x射線。這些波長完全取決于靶物質(zhì)的原子序數(shù)，故稱為該靶物質(zhì)的特征x射線,分k系、l系等特征x射線。同系特征譜線波長與靶的原子序數(shù)z的關(guān)系稱為莫賽萊定律。 該式是x射線熒光成分分析和電子探針成分分析的基礎(chǔ)。通過對未知物質(zhì)測定其特征x射線波長，即可確定該

3、物質(zhì)的原子序數(shù),特征x射線主要用于晶體衍射分析和成分分析,當(dāng)入射電子能量大于某層（如k層）電子結(jié)合能時，k層電子被擊出使原子處于激發(fā)態(tài)而不穩(wěn)定，外層電子躍入填充內(nèi)層空位釋放能量以成為穩(wěn)定態(tài)。所釋能量以光子形式放出特征x射線,k系： 如 k、k，其中k可分k1與k2雙線,鉬靶k的k1與k2,四、x射線與物質(zhì)的相互作用,透射、散射、吸收,光電效應(yīng) 與電子激發(fā)特征x射線相似。若x射線的能量大于物質(zhì)原子對其內(nèi)層電子的束縛力時，入射x射線光子的能量就會被吸收，如k層電子被激發(fā)，并使高能級上的電子產(chǎn)生躍遷，發(fā)射特征x射線熒光x射線,俄歇效應(yīng) 在上述的激發(fā)與躍遷過程中，當(dāng)釋放的能量被周圍某個殼層上的電子所吸收，使該電子受激逸出而成為二次電子俄歇電子。它具有特定的能量值，并僅取決于原子序數(shù)。故可用來對材料進行表面成分分析俄歇能譜儀,x射線的吸收與衰減,m質(zhì)量衰減系數(shù),l線衰減系數(shù),化合物與混合物的衰減系數(shù) 由各元素質(zhì)量分數(shù)和對應(yīng)的質(zhì)量衰減系數(shù)決定,質(zhì)量衰減系數(shù)m為質(zhì)量散射系數(shù)m與質(zhì)量吸收系數(shù)m之和,一般情況下m遠遠大于m。故常以m直接代換m，或“吸收”與 “衰減”同義。 物體的吸收系數(shù)m與該物質(zhì)的z和入射波長的關(guān)系,kk系吸收限，取決于物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)。在k處m突變6-8倍。若使原子呈k激發(fā)的入射最長波長為