Rentgenové záření je ionizující elektromagnetické záření, proud fotonů, o energiích desítek až stovek keV a vlnových délkách v rozmezí 10-12 až 10-8 m (1 pm až 10 nm). Přirozenými zdroji rentgenového záření jsou hlavně hvězdy, uměle se získává v rentgence nebo v betatronu.
1. Rentgenka
Jedná se o skleněnou trubici s katodou a anodou, ve které je hluboké vákuum. Katoda je tvořena žhaveným wolframovým vláknem, ze kterého vylétají elektrony. Jsou usměrňovány Wehneltovým válcem do jednoho bodu na anodě. Mezi zápornou katodou a kladnou anodou je vysoké napětí (několik desítek až stovek kilovoltů). Elektrony jsou vysokým napětím urychlovány a velkou rychlostí dopadají na wolframovou anodu. Při dopadu se jejich kinetická energie mění na teplo (více než 99 %) a jen nepatrná část se mění na energii fotonů rentgenového záření, vystupujího z anody. Anoda musí být intenzivně chlazena vodou, vzduchem nebo rotací, při které se neustále mění místo dopadu elektronového svazku.
Intenzita (množství) rentgenového záření závisí na počtu elektronů, dopadajích na anodu a reguluje se změnou proudu, kterým se žhaví vlákno katody. Pronikavost záření se reguluje změnou velikosti napětí mezi katodou a anodou: záření je tím pronikavější, čím větší je napětí. Málo pronikavému záření se říká měkké, velmi pronikavé záření je tvrdé.
 |
Parametry malé RTG trubice
příkon: 60 W
napětí mezi anodou a katodou: 3 - 20 kV
materiál anody: wolfram
chlazení anody: vzduchem
žhavicí napětí: max. 2,8 V
žhavicí proud: max. 1,54 A
>>> Rentgenky různých typů <<<
|
2. Rentgenové záření
Z anody vystupuje rentgenové záření dvojího druhu - brzdné a charakteristické.
| Brzdné záření - rychle letící elektrony (1) se dopadem na anodu náhle zbrzdí a jejich kinetická energie se přemění na energii fotonů (2) elektromagnetického záření. Toto záření obsahuje fotony všech vlnových délek, počínaje tzv. mezní vlnovou délkou Lm. Spektrum brzdného záření je spojité. |
 |
| Charakteristické záření - elektron (1) dopadající na anodu může vyrazit některý elektron (2) z nejvnitřnějších hladin K nebo L atomu materiálu anody. Tím vzniká neobsazené místo, které je okamžitě obsazeno jiným elektronem z vnějších hladin za vyzáření fotonu (3) rentgenového záření s energií rovnou energetickému rozdílu mezi elektronovými hladinami. Charakteristické záření má proto čárové spektrum, které je závislé na materiálu anody. |
 |
3. Několik vzorců
- Kinetická energie Ek elektronu, dopadajícího na anodu rentgenky:
- Rychlost v elektronu, dopadajícího na anodu rentgenky:
- Mezní vlnová délka Lm - nejkratší vlnová délka rentgenového záření, vznikajícího při určitém napětí mezi katodou a anodou:
V těchto vztazích je
U ... napětí mezi katodou a anodou rentgenky (V)
c = 3.108 m/s ... rychlost světla ve vákuu
e = - 1,6.10-19 C ... náboj elektronu
m = 9,1.10-31 kg ... hmotnost elektronu
h = 6,6.10-34 J.s ... Planckova konstanta
|
 |
