जब एक दिशात्मक बीम गुजर रहा है एक्स-रे किरणें पदार्थ के माध्यम से, प्रारंभिक दिशा के साथ बीम की तीव्रता दो अलग-अलग तरीकों से कमजोर होती है:

• 1. फोटॉन गायब करके - तथाकथित वास्तविक अवशोषण,
• 2. फोटॉन की प्रारंभिक दिशा को बदलकर - बिखरना। एक्स-रे स्कैटरिंग घटना

यह पूरी तरह से बिखरने के समान है, जो एक टर्बिड वातावरण से गुजरते समय प्रकाश का अनुभव कर रहा है। एकमात्र अंतर यह है कि प्रकाश माध्यम की "अशांति" भारित बड़े कणों के कारण होती है जो इसे निलंबित कर रहे हैं, माध्यम के अपवर्तक सूचकांक से अलग हैं। एक्स-रे के लिए, उनके छोटे तरंग दैर्ध्य के कारण, कोई भी पारदर्शी वातावरण "मैला" है। इस मामले में, बिखरने वाले केंद्र पदार्थ के परमाणु या अणु हैं। इसी तरह के आणविक बिखरने को प्रकाश के लिए मनाया जाता है। लेकिन यह प्रकाश के मामले में एक बहुत ही कमजोर प्रभाव का प्रतिनिधित्व करता है। अधिक विस्तार से, बिखरने का सवाल अगले अध्याय में समीक्षा की जाएगी।

धुरी की दिशा में पदार्थ के माध्यम से तीव्रता / एक्स-रे रे की कमजोरी पर विचार करें एक्स। पदार्थ की सतह पर, डाल दिया एच \u003d 0, / \u003d / 0, और गहराई पर बीम की तीव्रता एच - 1 एक्स। तीव्रता में परिवर्तन का निर्धारण करें डीएल एक्स। रास्ते में एक्स-रे बीम डीएक्स। निर्देशांक के साथ अंक के बीच एच तथा एच + डीएक्स। जाहिर है, तीव्रता में सापेक्ष कमी आनुपातिक रूप से होगी dX:

जहां आनुपातिकता के अनुपात को अस्थिर गुणांक कहा जाता है और अवशोषित पदार्थ और एक्स-रे बीम के तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है। (2.6) से यह इस प्रकार है कि क्षीणन के रैखिक गुणांक का आयाम सेमी के बराबर है "1, और भौतिक अर्थ में रैखिक क्षीणन गुणांक पथ की प्रति इकाई तीव्रता में एक सापेक्ष परिवर्तन है। एकीकृत (2.6) एक्स, हम अंतिम मोटाई की परत की एक्स-रे किरणों को कमजोर करने का कानून प्राप्त करते हैं एक्स:

हालांकि, रैखिक क्षीणन गुणांक की परिमाण सामग्री की वास्तविक घनत्व पर निर्भर करेगा। उदाहरण के लिए, यदि हमारे पास एक ही मोटाई के दो नमूने हैं और एक और समान रासायनिक संरचनालेकिन उनमें से एक में छिद्रों की उपस्थिति के कारण अलग घनत्व, फिर एक छिद्रपूर्ण वस्तु के लिए रैखिक क्षीणन गुणांक गैर-छिद्रपूर्ण से कम होगा। एक मूल्य को पेश करना आवश्यक था जो केवल पदार्थ की मौलिक संरचना द्वारा निर्धारित किया जाएगा। इस तरह के गुणांक प्राप्त करने का आधार यह तथ्य था कि पदार्थ में एक्स-रे किरणों का फोटोइलेक्ट्रिक अवशोषण प्रक्रिया परमाणु है और तीव्रता कमजोर मूल्य की गणना की जा सकती है, परत की मोटाई को देखते हुए, लेकिन की मात्रा विकिरण मात्रा में पदार्थ (इसका द्रव्यमान)।

1 सेमी 2 के एक क्रॉस सेक्शन के साथ एक्स-रे बीम पर विचार करें। इस बीम की ऊर्जा संख्यात्मक रूप से तीव्रता के बराबर है। पदार्थ के द्रव्यमान की इकाई को पारित करने के बाद इस तरह के एक बीम की कमजोरी का पता लगाएं। यदि p पदार्थ की घनत्व है, तो पथ पर डीएक्स। एक द्रव्यमान हैडीएम। \u003d आर।डीएक्स। रास्ते में तीव्रता में सापेक्ष परिवर्तनडीएक्स। । बड़े पैमाने पर गुजरते समयडीएम। इस द्रव्यमान के लिए आनुपातिक होगा:

जहां आनुपातिकता का अनुपात कहा जाता है

कमजोर होने का सामूहिक गुणांक। (2.8) से यह इस प्रकार है कि कमजोरी के बड़े पैमाने पर गुणांक सेमी 2 जी के बराबर है " और भौतिक अर्थ में, क्षीणन का विशाल गुणांक पदार्थ पदार्थ के द्रव्यमान की तीव्रता इकाई में एक सापेक्ष परिवर्तन है। द्रव्यमान को पारित करने के बाद बीम की तीव्रता को दर्शाता है टी के माध्यम से1 टी। और हम परम द्रव्यमान की परत की एक्स-रे किरणों को कमजोर करने का कानून प्राप्त करते हैंटी:

कमजोर होने की सामूहिक गुणांक की एक विशेषता विशेषता पदार्थ की भौतिक स्थिति से इसकी आजादी है।

रैखिक और द्रव्यमान कमजोर गुणांक के साथ, कमजोर होने के परमाणु गुणांक भी पेश किया जाता है।मैं एक। आयाम के साथ, 1 सेमी 2 के पार अनुभाग के साथ बीम की तीव्रता में सापेक्ष परिवर्तन से देखें, एक परमाणु दर्ज करना।

कहा पेलेकिन अ - परमाणु वजन, संख्यात्मक रूप से एक ग्राम के द्रव्यमान के बराबर, प्रार्थना, एएन ए - Avogadro की संख्या, समान संख्या ग्राम-एटम में परमाणु ^ \u003d 6.023x10 28 mol "1)।

एक्स-रे विकिरण के अवशोषण और बिखरने के कार्यों को स्वतंत्र माना जा सकता है, और इसलिए, कोई भी क्षीणन के परमाणु गुणांक डाल सकता है एक्स ए सच्ची अवशोषण के परमाणु गुणांक के योग के बराबरटी ए और बिखरनेए:

इसी तरह, हम द्रव्यमान या रैखिक गुणांक को कमजोर पी टी (सी) के क्रमशः द्रव्यमान या क्रमशः, वास्तविक अवशोषण टी (टी) के रैखिक गुणांक और टी (एसटी) को स्कैटरिंग के बराबर मान सकते हैं।

वास्तविक अवशोषण के परमाणु गुणांक साझा करना

एक्स ए जेड एटम में इलेक्ट्रॉनों की संख्या से, हम वास्तविक अवशोषण (टी ई) के इलेक्ट्रॉनिक गुणांक प्राप्त करते हैं:

जहां निचला सूचकांक हैसेवा मेरे इंगित करता है कि (2.11) में निर्धारित इंगित करता है कि वास्तविक अवशोषण का इलेक्ट्रॉनिक गुणांक आंतरिक एलएच-इलेक्ट्रॉनों सहित एक परमाणु के सभी इलेक्ट्रॉनों के लिए औसत मूल्य है। अभिव्यक्ति (2.11) मामले में सच है एक्स। वे। इस मामले में जब परमाणु के सभी इलेक्ट्रॉनों को अवशोषित किया जा सकता है।

वास्तविक अवशोषण के परमाणु गुणांक को वास्तविक अवशोषण के आंशिक परमाणु गुणांक के योग के रूप में माना जा सकता है एक्स प्र। व्यक्तिगत स्तरों के लिएप्र परमाणु:

कहा पेएक्स प्र। यह केवल एक के फोटो प्रभाव द्वारा निर्धारित किया जाता हैप्र - परमाणु। वास्तविक अवशोषण का आंशिक परमाणु गुणांक, इस प्रकार, एक फोटॉन कैप्चर करके आयनीकरण ^ -ॉन के लिए एक परमाणु के कुशल क्रॉस-सेक्शन का एक क्षेत्र है।

निरूपित रासायनिक सूत्र निम्नानुसार जटिल पदार्थ:

कहा पेक्यूई - तत्व प्रतीकपी (- अणु में परमाणुओं की संख्या। साथ ही हम नोटेशन शुरू करते हैं- परमाणु वजन और (टी), - तत्व के वास्तविक अवशोषण का द्रव्यमान गुणांकक्यू एच। एक दूसरे से स्वतंत्र अणु (पदार्थों के मिश्रण) के व्यक्तिगत परमाणुओं के साथ अवशोषण की प्रक्रियाओं को ध्यान में रखते हुए और इसलिए, वास्तविक अवशोषण के परमाणु (द्रव्यमान) कारकों के लिए व्युतित्व कानून के न्याय को अपनाया गया, हमें एक आणविक द्रव्यमान अवशोषण गुणांक मिलेगा:

कहा पेम - आणविक वजन। इस सूत्र को वजन सांद्रता शुरू करके परिवर्तित किया जा सकता है, \u003driiajm। तत्वोंक्यू (।

परिणामी सूत्र गैस मिश्रण, मिश्र धातु, ठोस और तरल समाधान आदि के द्रव्यमान अवशोषण गुणांक की गणना के लिए सुविधाजनक है।

व्यंजन कानून के न्याय का प्रयोग द्वारा पुष्टि की जाती है। इस कानून से पीछे हटना केवल अवशोषण स्पेक्ट्रा की अच्छी संरचना पर प्रकट होता है (अधिक जानकारी देखें)।

प्रायोगिक अध्ययनों से पता चला है कि परमाणु के सभी स्तरों द्वारा अवशोषण के परमाणु गुणांक परमाणु संख्या Z और तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है एक्स। और अनुमानित अभिव्यक्ति उचित है:

कहा पेएक्स। सेमी में, और गुणांक सी तरंगदैर्ध्य क्षेत्र पर निर्भर करता है और मूल्यों के माध्यम से स्विच करते समय परिवर्तन करता हैएक्स के, एक्स एलएच हिश्श आदि। कुछ तरंग दैर्ध्य से संबंधित जिसमें संबंधित स्तर आयनीकरण होते हैं।

सच्चे अवशोषण के गुणांक की परिमाण तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करती हैएक्स। गिरने विकिरण और परमाणु तत्व संख्या। यदि यह तत्व निर्भरता पैदा करता हैएक्स ए तथाएक्स टी। सेएक्स। (अंजीर 2.8), यह बढ़ रहा है कि बढ़ रहा हैएक्स ए तथाएक्स टी। बढ़ते हुएएक्स। यह असमान होता है: तरंगदैर्ध्य, बढ़ने, कुछ के माध्यम से गुजरता है, प्रत्येक पदार्थ के माध्यम से गुजरता है, प्रत्येक पदार्थ के माध्यम से, मूल अवशोषण बैंड के किनारों, या ^ -level के लिए अवशोषण दहलीज के आधार हैं परमाणु ("अवशोषण के डी-एज"), जहां हम दो अर्थ प्राप्त कर सकते हैं एक्स टी। इस सीमा के दोनों किनारों पर। से एक शॉर्टवेव सीमा के साथ सामूहिक अवशोषण गुणांक को दर्शाता हैएक्स डी। के माध्यम सेx m (x q) 9 और लंबी लहर के साथ -x "m (x q), यह स्पष्ट है किएक्स टी (एक्स)\u003e एक्स "एम (एक्स क्यू)। रवैया

इसे एक जंप अवशोषण ^ -ॉन कहा जाता है। कूद के बीच के अंतराल में, गुणांक में वृद्धि कानून के अधीन है एक्स। 3। अंजीर में। 2.9 प्रस्तुत लतएक्स ए Z के लिएएक्स \u003d 1 ए।

अंजीर . 2.8.

अवशोषण की उपलब्धता निर्भरताओं पर कूदता हैटी टी। सेएक्स। और जेड सामग्री के संरचनात्मक अध्ययन को पूरा करते समय विकिरण का चयन करने की आवश्यकता की ओर जाता है, क्योंकि यदि घटना की किरणों की तरंगदैर्ध्य अवशोषण बैंड के किनारे से थोड़ी कम होती है सेवा मेरे - अध्ययन के तहत तत्व की श्रृंखला, फिर न केवल मजबूत अवशोषण के कारण अलग विकिरण की तीव्रता कम हो जाती है, बल्कि एक बहुत ही तीव्र फ्लोरोसेंस भी है, जो उस पर एक बड़ी पृष्ठभूमि बनाने, रेडियोग्राफ के विपरीत को कम कर देता है। इसी तरह, लेकिन भारी तत्वों के अध्ययन में कुछ हद तक कमजोर प्रभाव मनाया जाता है, जब गिरने वाली किरणों की तरंगदैर्ध्य अवशोषण बैंड के किनारे से थोड़ा छोटा होता है एल श्रृंखला। अनुसंधान के बाद से

अंजीर। 2.9। परमाणु अवशोषण गुणांक की निर्भरताटी ए परमाणु संख्या z पदार्थ के लिएएक्स। = 1 लेकिन अ।

दूसरी तरफ, अवशोषण कूदने के कारण, चुनिंदा अवशोषित स्क्रीन (फ़िल्टर) का उपयोग करने की संभावना ट्यूब से आने वाले विकिरण की वर्णक्रमीय संरचना को बदलती प्रतीत होती है। सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला पी-फ़िल्टर, जो इसके साथ संख्या से विशेषता स्पेक्ट्रम की एक-पंक्ति को अलग करने की अनुमति देता है। पी-रे स्पेक्ट्रम में तीव्रता वितरण में परिवर्तन पी-फिल्टर के माध्यम से इसे पारित करने के दौरान अंजीर में दिखाया गया है। 2.10।

अंजीर। 2.10।

यह स्पष्ट है कि पदार्थ के परमाणुओं के अवशोषण बैंड के किनारे जिसमें से पी-फिल्टर एक्स-रे ट्यूब के एनोड के विशिष्ट स्पेक्ट्रम की ए- और पी-लाइनों के बीच झूठ बोलना है। यह स्थिति निष्पादित की जाती है यदि प्रति यूनिट फ़िल्टर पदार्थ की परमाणु संख्या सीआर, एफई, सीओ, एनआई, सी से एनोड पदार्थ की परमाणु संख्या से कम है। विकिरण फ़िल्टर निओबियम और ज़िकोनियम के रूप में काम कर सकता है।

फिल्टर की मोटाई के इसी चयन के साथ, आर-लाइन को ए-लाइन की तुलना में कई सौ गुना मजबूत कमजोर कर दिया जाएगा।

प्रयोगशाला कार्य ¹ 62

कार्य ¹3।

एक्स-रे के अवशोषण का अध्ययन।

§1। किसी पदार्थ के साथ एक्स-रे की बातचीत।

जब एक्स-रे की बीम अपनी तीव्रता घटाने के बारे में पदार्थों के माध्यम से गुजरती है। यह कमी निम्नलिखित कारणों से समझाया गया है:

1. टॉमसन या सुसंगत बिखरना;

2. Komptonovsky या असंगत बिखरने;

3. पदार्थ में एक्स-किरणों में वृद्धि।

थॉमसन स्कैटरिंग ऊर्जा और बिखरे हुए क्वांटा को बदलने के बिना होता है। बिखरने के बाद, वे केवल अपने आंदोलन की दिशा बदलते हैं, इस प्रकार प्राथमिक एक्स-रे, छात्र से निकलते हैं।

साथी बिखरने के साथ, परमाणुओं को खटखटाया जाता है, क्वांटम के रिटर्न के नाम और इसलिए, इसकी लहर की लंबाई का उपभोग होता है।

अंत में, एक्स-किरणों के अवशोषण के कार्य में, क्वांटम पूरी तरह से गायब हो जाता है। इसकी ऊर्जा परमाणु के आयनीकरण पर और परमाणु से ऊर्जावान इलेक्ट्रॉन द्वारा गतिशील ऊर्जा के पत्राचार पर खपत की जाती है।

मोनोक्रोमैटिक विकिरण के लिए, यह माना जा सकता है कि वर्तमान में सूचीबद्ध के कारण एक्स-रे बीम / डी की तीव्रता में कमी आती है / जब पतली परत / डीएक्स पास / पदार्थ बीम की तीव्रता और मोटाई की तीव्रता के आनुपातिक होता है कमजोर परत का।

di \u003d - iμ डीएक्स

आनुपातिकता μ के गुणांक को एक रैखिक क्षीणन गुणांक कहा जाता है।

प्रयोगशाला कार्य ¹ 62

एक कमजोर परत पर। गुणांक μ में आयाम एल -1 है और आमतौर पर मुख्यमंत्री 1 में मापा जाता है। इसे दो मात्राओं के योग के रूप में दर्शाया जा सकता है:

हम फॉर्मूला (1) को फॉर्म में बदलते हैं, व्यावहारिक उपयोग के लिए अधिक सुविधाजनक होते हैं। सीकेए के बराबर एक्स-रे पु के क्रॉस सेक्शन को बराबर करते हैं, और कमजोर पदार्थ ρ की घनत्व। निम्नानुसार (1) की डिग्री याद रखें:

आर के मूल्य को भारी क्षीणन गुणांक कहा जाता है। उसके पास

यह आयाम एल 2 एम - 1 है और आमतौर पर ñì 2 Ã में मापा जाता है। जैसा कि हम लिख सकते हैं:

			सामूहिक बिखरने गुणांक,							सामूहिक गुणांक
	सच		अवशोषण।

बड़े पैमाने पर गुणांक की शुरूआत सुविधाजनक है, इस तथ्य से कि यह क्षीणन गुणांक निर्धारित करने की आवश्यकता गायब हो जाती है

रासायनिक यौगिकों का कुल अनंत सेट, क्योंकि जटिल के लिए आर

प्रयोगशाला कार्य ¹ 62

पदार्थों को अपने तत्वों के घटकों के लिए ρ द्वारा बहुत ही निर्धारित किया जाता है।

यह संभव है क्योंकि एक्स-रे किरणों के अवशोषण और बिखरने को मुख्य रूप से परमाणु के आंतरिक इलेक्ट्रॉनों द्वारा किया जाता है, जिसमें से खड़े इस बात पर निर्भर नहीं करते हैं कि परमाणु में रासायनिक यौगिक या संख्या शामिल है या नहीं।

यदि आप पीआई के माध्यम से नामित करते हैं, तो वजन साझा करता है कि आई-वें तत्व है

यौगिक के कुल वजन (और pi \u003d 1) से, फिर सतह घनत्व

प्रत्येक तत्व के लिए, पीआई एम और कमजोर प्रत्येक तत्व के बराबर होगा।

सामान्य कमजोर व्यक्ति अलग-अलग तत्वों के लिए सोमबो निवासियों के उत्पाद द्वारा निर्धारित किया जाएगा।

	एफ एम I				एफ एम I
		जे × पी I			एम × एसजी जे × पीआई
Π ई।	एच आर के।				मैं r k

जाहिर है, एनटीयू की प्रदर्शनी की डिग्री में खड़ी राशि एक जटिल पदार्थ के लिए एक विशाल क्षीणन गुणांक है

		μ I.
	\u003d Σ जी।
		ρ k I.

हम फॉर्मूला (6) को फिर से बदलते हैं, एआई पर एक संकेतक में शब्द को गुणा और विभाजित करते हैं - आई-वें विविधता के एक परमाणु का एक द्रव्यमान। जैसा

तत्व 1 सेमी 2 पर गिर रहा है।

	μ I.
	ρ k I.
	एफ एम I
	जी जे ए मैं			मैं 0 ई।			एसबी एम जी एन
	एच आर के मैं							मैं I.

मान b μ à g
	इसमें आयाम है				और प्रभावी वर्ग कहा जाता है

। यह उस क्षेत्र को दर्शाता है जिसे हमें एटम को अवशोषित करने और संक्षेप में विसर्पी करने के लिए विशेषता देना चाहिए। बेशक वह नहीं है

प्रयोगशाला कार्य ¹ 62

इसमें एटम के वास्तविक क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र से कोई लेना-देना नहीं है।

हम देखते हैं, इस तरह से कि एक्स-रे बीम की कमजोरी निर्धारित है

एक कमजोर परत के 1 सेमी 2 पर स्थित सभी परमाणुओं के प्रभावी वर्गों का योग। इस राशि को एक अणु के परमाणुओं के प्रभावी वर्गों को उत्तेजित करके प्राप्त किया जा सकता है, और फिर मेक्सल की कुल संख्या से गुणा किया जा सकता है,

1 सेमी 2 पर चलना। इस तरह,

Ãäå σ è σ मीटर, क्रमशः, बिखरने के परमाणु और आणविक क्रॉस सेक्शन, τ à è τ एम वास्तविक अवशोषण के परमाणु और आणविक क्रॉस सेक्शन है।

एंटजेन किरणों के पी की कमजोरियों में बिखरने और अवशोषण की सापेक्ष भूमिका विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर अलग है। यदि तरंग दैर्ध्य है

यह ठीक है (λ \u003d 1 ए), òî σ τ की तुलना में नगण्य है, और हम मान सकते हैं कि सभी कमजोर एक्स-किरणों को सच्चे अवशोषण के कारण होता है। में इस काम का इस परिस्थिति को ध्यान में रखते हुए, पदार्थ में एक्स-किरणों के अवशोषण के नियमों की जांच की जाती है।

§2। पदार्थ में एक्स-किरणों का अवशोषण।

पदार्थ को सीखने वाले एक्स-रे एल के अवशोषण के बारे में अधिक जानकारी पर विचार करें। हमने पहले से ही परिचय में उल्लेख किया है कि इलेक्ट्रॉनों परमाणु में विभिन्न ऊर्जा पर कब्जा कर लिया गया है स्तर के, एल, एम आदि, मुख्य क्वांटम संख्या एन \u003d 1, 2, 3 के संकेतों के अनुरूप 3. इनमें से प्रत्येक स्तर को उप-वर्गों में विभाजित किया गया है जिनकी संख्या 2 और -1 है। एक्स-रे क्वांटम किसी भी सुबलवल से इलेक्ट्रॉन को हटा सकता है यदि इसकी ऊर्जा इस सुवलवेल की आयनीकरण क्षमता से अधिक हो सकती है। अधिक स्पष्टता के लिए, ऊर्जा क्वांटा की निर्भरता और तरंग दैर्ध्य की प्रणाली और परमाणु के ऊर्जा स्तरों की प्रणाली (चित्र 1 देखें) को उसी आंकड़े में चित्रित किया गया है। जैसा कि आप जानते हैं, ऊर्जा

यह गिरते हुए वक्र द्वारा चित्रित किया गया है। प्रतीक λ के तरंगदैर्ध्य द्वारा निरूपित करें जिस पर क्वांटम ऊर्जा के-स्तरीय ऊर्जा के बराबर है। Λ पर।< λ k , энергия

प्रयोगशाला कार्य ¹ 62

क्वांटा किसी भी सुप्रो और वॉल्यूम के आयनीकरण की क्षमता से अधिक है, इसलिए अवशोषण सभी पनडुब्बियों के इलेक्ट्रॉनों द्वारा किया जाएगा। इस क्षेत्र में द्रव्यमान अवशोषण गुणांक को गुणांक के योग के साथ प्रस्तुत किया जाएगा जो व्यक्तिगत उपकोर्स के अवशोषण को ध्यान में रखते हैं।

τ I.

τ I.

τ I.

τ I.

τ I.

जे + के।

ρ के।

ρ के के।

ρ के एल।

ρ के एल।

ρ के एल।

अनुभव के रूप में, इस क्षेत्र में परिवर्तन चरणबद्ध में होता है

म्यू का कानून

C 1 λS 1

और S1 ≈ 3।

हालांकि, यदि क्वांटम की तरंगदैर्ध्य कम से कम थोड़ा से अधिक है, तो इसकी ऊर्जा अब के-स्तर आयन करने के लिए पर्याप्त नहीं है। इसलिए, atλ\u003e λ के, के-इलेक्ट्रॉनों को अवशोषण से बंद कर दिया जाता है, जो अवशोषण गुणांक की तेज कमी की ओर जाता है। Λ के पास होगा, जैसा कि वे कहते हैं, अवशोषण के हिरन। तरंग दैर्ध्य λ k को अवशोषण के के किनारे कहा जाता है।

उसी समय, एक्स-किरणों का अवशोषण बाकी बाकी है

प्रयोगशाला कार्य ¹ 62

कूद का अनुभव नहीं हो रहा है और बढ़ रहा है। इसके बारे में स्पष्ट रूप से तरंग दैर्ध्य क्षेत्र λ के में< λ < λ L I массовый коэффициент поглощения по-прежнему мо-

यह विभिन्न sublevels से संबंधित गुणांक की मात्रा का प्रतिनिधित्व किया जाएगा, हालांकि, के-स्तर से जुड़े एक सदस्य इस राशि में अनुपस्थित रहेगा।

τ I.

τ I.

τ I.

τ I.

τ I.

ρ के।

ρ के एल।

ρ के एल।

ρ के एल।

ρ के एम।

तरंग दैर्ध्य में वृद्धि के साथ के-कूद के बाद, बिजली कानून में वृद्धि भी होती है, लेकिन निरंतर सी और एस के पास अन्य मूल्य होते हैं।

क्वांटम की ऊर्जा में और कमी के साथ, यानी तरंग दैर्ध्य में वृद्धि के साथ, यह आसानी से ली, ली, लीआईआई, एमआई, आदि के अवशोषण से बंद हो जाएगा। ली, लीई, लीआईआई एलआई, लिई, लीआई, के-बकल के अवशोषण के साथ होगी।

एक निश्चित तरंग दैर्ध्य को समाप्त करना, अवशोषित तत्व की परमाणु संख्या से दूरी की दूरी निर्धारित करना संभव है।

छोटे जेड में, एक छोटे परमाणु के साथ के-इलेक्ट्रॉनों की बाध्यकारी ऊर्जा, लेकिन यह जेड में वृद्धि के साथ बढ़ती है। अंत में, कुछ जेड के साथ, यह एक दिए गए तरंग दैर्ध्य पर क्वांटम की ऊर्जा से अधिक हो जाता है। एक ही समय में अवशोषण गुणांक नाटकीय रूप से गिरता है, क्योंकि के-शैल अवशोषण से बंद हो जाता है। हालांकि का कवि

z से पुल ρ τ निर्भरता के रूप में एक ही कूदता है ρ τ îò λ, à

कूद के बीच के अंतराल में, यह भी व्यक्त किया जाएगा ऊर्जा समीकरण:

		सी बी λ जी जेड के	जहां के 3. सूत्र (13) और (15) को एक में जोड़ा जा सकता है,
					सी सी λ एस जेड के एच

§3। एक्स-रे विकिरण का मोनोक्रोमैटिज़ेशन।

एक्स-रे ट्यूब गैर-मोनोक्रोमैटिक विकिरण ई देता है, जिसमें विशेषता रेखाएं k α i, k α ii, k β i, साथ ही ब्रेक भी शामिल है

प्रयोगशाला कार्य ¹ 62

स्पेक्ट्रम। चूंकि हमारे काम की शर्तों में, डबल्ट Kα I, II अघुलनशील, फिर हम इसे एक पंक्ति पर विचार कर सकते हैं। मोनोक्रोमैटिक विकिरण क्रिस्टल के α i, èë k β i लाइन का चयन करके प्राप्त किया जा सकता है। Monochromatization के लिए स्थापना योजना Fig.2 में दिखाया गया है।

एक्स-रे स्रोत एक्स-रे पीटी एक्स-रे है। एस 1 और डायाफ्राम एस 2 की मदद से, संकीर्ण एक्स-रे बीम जारी किया गया है, जो के क्रिस्टल में गिर रहा है। विशेष गोनियोमेट्रिक डिवाइस एक्सिस ओ के चारों ओर क्रिस्टल को घुमाने और वांछित कोण की स्थापना को घूर्णन करने की संभावना प्रदान करता है। क्रिस्टल को चालू करना, हम कोण θ चुन सकते हैं ताकि ब्रिग्गा-वोल्फ की स्थिति निष्पादित की जा सके। साथ ही, प्रतिबिंबित एक्स-रे रे दर्पण प्रतिबिंब की दिशा में वितरित किया जाएगा। हालांकि, यह monochromatic नहीं हो सकता है। वास्तव में, यदि कुछ तरंग दैर्ध्य के लिए ब्रेग्गा-वुल्फ की स्थिति की जाती है तो 1 ððè n \u003d 1, òî îíî

यह λ 2 1 ððè n \u003d 2 के लिए किया जाएगा, äëÿ λ 3 1 ððè n \u003d 3, आदि उन।, परिलक्षित

तथाकथित उच्चतम प्रतिबिंब आदेश मौजूद हो सकते हैं। विकिरण के तरंग दैर्ध्य से कम पूर्णांक के समय के लिए इन उच्च आदेशों की लहरों की लंबाई, जिसे हम आवंटित करना चाहते हैं। उच्चतम आदेश प्रतिबिंबित किरण में मौजूद होंगे, निश्चित रूप से, इस कार्यक्रम में हिरण में संबंधित तरंग दैर्ध्य के साथ विकिरण है। वे विशेष रूप से एक ठोस, ब्रेक स्पेक्ट्रम के कारण पाया जा सकता है।

याद रखें कि ब्रेक स्पेक्ट्रम में एक शॉर्टवॉल Vuhurranitsa है, जिसकी स्थिति वोल्टेज पर निर्भर करती है। अगर हम ट्यूब पर इस तरह के तनाव को खिलाते हैं, जिसमें शॉर्टवेव सीमा सभी उच्चतम आदेशों की लहरों की लंबाई से अधिक होगी, तो वे प्रतिबिंबित किरण में अनुपस्थित रहेंगे। और परावर्तित किरण मोनोक्रोमैटिक होगी।

मान लीजिए कि हमारे पास तांबा एनोड के साथ एक ट्यूब है और हम अंतर करना चाहते हैं

इसकी विकिरण लाइन cukα तरंगदैर्ध्य 1,54a है। दूसरा प्रतिबिंब आदेश

प्रयोगशाला कार्य ¹ 62

इसमें तरंग दैर्ध्य लंबाई 0.77 ए है। ब्रेक स्पेक्ट्रम में शॉर्ट-सर्किट होगा

एक वोल्टेज पर बिल्कुल नई सीमा 0,77 ए के बराबर है

यू 0 \u003d 12, 4		16,1ê।

यदि वोल्टेज थोड़ा छोटा है, तो शॉर्ट-ग्रेल सीमा बड़े तरंग दैर्ध्य की ओर बढ़ती है और दूसरा प्रतिबिंब आदेश (और उच्चतम उच्चतम आदेश) प्रतिबिंबित किरण में अनुपस्थित होगा।

नतीजतन, एक तांबा एनोड के साथ ट्यूब पर वोल्टेज 16 वर्ग मीटर से अधिक नहीं होना चाहिए।

§4 एक्स-रे तीव्रता का विन्यास।

परीक्षण पदार्थ के अवशोषण गुणांक को निर्धारित करने के लिए, क्रिस्टल से प्रतिबिंबित प्राथमिक बीम i0 की तीव्रता को पहले मापना आवश्यक है, फिर परत और पारदर्शी पदार्थ को इस बंडल में दर्ज करें और बीम की तीव्रता को मापें । इस काम में एक्स-रे की तीव्रता को मापना एक आनुपातिक काउंटर का उपयोग करके किया जाता है। मीटर एक धातु सिलेंडर है, जिस अक्ष में एक पतली धातु तार इंसुलेटर पर फैला हुआ है। आवास ≈ (2 केवी) के सापेक्ष तार पर एक सकारात्मक क्षमता खिलाया जाता है। सिलेंडर के किनारे से एक बेरेलियम विंडो है, जिसके माध्यम से रिकॉर्ड विकिरण के अंदर पंजीकृत विकिरण में प्रवेश करता है।

काउंटर भरने वाली गैस में अवशोषित, प्रकाशित करने के साथ विकिरण क्वांटम, तथाकथित प्राथमिक आयनराइजेशन सकारात्मक आयन और उनके छाती के इलेक्ट्रॉनों है। प्रभाव के तहत चल रहा है बिजली क्षेत्र तार के लिए, इलेक्ट्रॉनों तथाकथित कारण। हिमस्खलन (यानी गैस प्रवर्धन प्रक्रिया होती है)। नतीजतन, एक तार के साथ फ्लेक्स के समावेशी प्रतिरोध पर एक विद्युत आवेग होता है, जो एक विशेष इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के साथ पंजीकृत होता है। कुछ समय बाद, निर्वहन के दौरान जारी किए गए इलेक्ट्रॉनों को एक तार पर कटाई की जाती है, और सिलेंडर आवास पर सकारात्मक आयन। काउंटर प्रारंभिक करुणा के लिए आता है और एक नई श्रेणी के लिए तैयार है।

यह स्पष्ट है कि निर्वहन की संख्या, और इसलिए प्रतिरोध प्रतिरोध से उत्पन्न दालों की संख्या पंजीकृत विकिरण की तीव्रता के आनुपातिक है, और क्वांटा की ऊर्जा के आनुपातिक दालों का आयाम है।

इसलिए एक्स-रे विकिरण की तीव्रता का माप इसलिए खाता एन ', यानी की गति हो सकती है। मीटर दालों की संख्या प्रति इकाई शामिल थी

प्रयोगशाला कार्य ¹ 62

समय: एन '\u003d एन', जहां टी माप का समय है, एन '- दालों की कुल संख्या,

टी के लिए धूम्रपान किया।

हालांकि, गिनती की गति का माप दो incolleds द्वारा जटिल है। सबसे पहले, निर्वहन के पारित होने और मोड के बाद के सम्मिलन के दौरान, काउंटर बंद हो गया है और इस समय अवशोषित क्वांटा को पंजीकृत नहीं कर सकता है। इस बार τ को मृत समय कहा जाता है और लगभग 10 μ ñåê के बराबर होता है। इसलिए, नींव में संख्या में संशोधन करने के लिए आवश्यक है।

यदि एन 'दालें प्रति इकाई प्रति इकाई पंजीकृत हैं, तो समग्र निष्क्रिय समय τ n' है। इसलिए, खाते की वास्तविक गति को खोजने के लिए

	N आवश्यक n 'मनाया एन'			कार्य समय काउंटर के लिए विशेषता
	टी - τn '।			N '
				- τn '

हमारे द्वारा प्राप्त सूत्र केवल पहले अनुमानित है और, क्योंकि बड़े एन 'के साथ, बदले में मृत समय बदलना शुरू हो जाता है। आमतौर पर यह आवश्यक होता है कि उत्पाद τ n '0.1 से कम था। यह इस प्रकार है कि एन '10,000 लुगदी से अधिक नहीं होना चाहिए।

दूसरा, क्वांटम को अवशोषित करने का प्रत्येक कार्य यादृच्छिक एम मूल रूप से अप्रत्याशित घटना है। इसलिए, टूल्सन की कुल संख्या, टी टी के दौरान जमा की गई, औसत एन के पास कुछ कानून के अनुसार यादृच्छिक, वितरित की संख्या भी है। सैद्धांतिक विचार

यह दिखाता है कि औसत मूल्य बी एन - एन जी 2 से मानक विचलन संचित दालों की कुल संख्या के मूल वर्ग के बराबर है, भले ही वे किस समय जमा हों।

b n - n g 2 \u003d n

यह दिखाया जा सकता है कि 95% की ऊर्ध्वाधरता के साथ प्रत्येक विशिष्ट माप के साथ, पूर्ण मूल्य से विचलन एन-एन डबल-ड्रेज विचलन से अधिक नहीं होगा। वे। के साथ बहुत से निर्धारित

फॉर्मूला (21) इंगित करता है कि सापेक्ष माप त्रुटि मैं घटता हूं

प्रयोगशाला कार्य ¹ 62

संचित दालों की संख्या में वृद्धि के साथ, यानी माप के समय के लिए समय के साथ। यदि हमारे द्वारा माना गया त्रुटि, जो सांख्यिकीय त्रुटि से बाहर है, तो केवल एक ही था, फिर माप के समय में वृद्धि, कोई माप सटीकता में वृद्धि कर सकता था। हालांकि, हमेशा त्रुटियों के अन्य स्रोत होते हैं, हम नहीं मानेंगे कि आप नहीं करेंगे। इसलिए, सांख्यिकीय त्रुटि को कम करें, माप के समय में वृद्धि, केवल तब तक उचित है जब तक यह निर्णायक त्रुटि न हो जाए।

हमारे काम में, आपको 95 मामलों में से 100% से अधिक की सांख्यिकीय त्रुटियों की आवश्यकता नहीं हो सकती है।

इस प्रकार, प्रत्येक माप का समय लगभग 4,0000 दालों को जमा करने के लिए बहुत कुछ चुना जाना चाहिए। प्रतिबंधों के साथ लगाया गया

खाता ई एन खाता< 10000 èìïñåê j , измерение займет, очевидно, несколько секунд.

एक आनुपातिक काउंटर के साथ काम करते समय, यह भी ध्यान में रखना चाहिए कि एक्स-रे विकिरण द्वारा बनाए गए दालों के अलावा, कई दालें मीटर में तथाकथित हो सकती हैं। पृष्ठभूमि। पृष्ठभूमि का स्रोत लौकिक विकिरण के साथ-साथ रेडियोधर्मी तत्वों के रूप में कार्य कर सकता है, जो महत्वहीन मात्रा में उन सामग्रियों में शामिल होते हैं जिनमें से काउंटर एक समकक्ष और आसपास के उपकरणों को शामिल करता है।

§5। अवशोषक की परमाणु संख्या और एक्स-रे विकिरण की तरंगदैर्ध्य से सामूहिक अवशोषण के गुणांक की निर्भरता का निर्धारण।

काम शुरू करने से पहले, ओह की स्थापना के साथ खुद को परिचित करना आवश्यक है, जिस पर इसे किया गया है, जो छात्र को हाथ में जारी किया गया विवरण का लाभ उठा रहा है।

कार्य के पहले भाग में एक निश्चित तरंगदैर्ध्य पर सी, ओ, अल, सीयू और मीका के लिए ρ का निर्धारण करने में शामिल होता है। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, जब बिखरता है

λ\u003e 1 ए की उपेक्षा की जा सकती है, जो आपको कार्य को सरल बनाने की अनुमति देता है

कार्बन के लिए ρ की परिभाषा के साथ काम शुरू करें। चूंकि मैं पतला हो।

नमूना पदार्थ के माध्यम से एक्स-रे विकिरण का मार्ग इस पदार्थ के साथ विकिरण की बातचीत के साथ है। इस बातचीत के तीन प्रकार ज्ञात हैं: (स्लाइड 17)

1. एक्स-रे स्कैटरिंग (अपरिवर्तित और तरंग दैर्ध्य में बदलाव के साथ);

2. फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव;

3. इलेक्ट्रॉन-पॉजिट्रॉन जोड़े का गठन (यह प्रभाव केवल 1 एमईवी से अधिक क्वांटा की ऊर्जा पर होता है)।

एक्स-रे स्कैटरिंग। एक्स-रे विकिरण के संपर्क में आने वाला पदार्थ माध्यमिक विकिरण खाता है, जिस तरंग दैर्ध्य या तो घटना किरणों (सुसंगत बिखरने) के तरंग दैर्ध्य के बराबर है, या थोड़ा अलग है। पहले मामले में, एक्स-रे रे द्वारा बनाई गई परिवर्तनीय विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र विकिरणयुक्त पदार्थ के इलेक्ट्रॉनों के ऑसीलेटर आंदोलन का कारण बनता है, और वे सुसंगत विकिरण के स्रोत बन जाते हैं। समन्वय के कारण, विभिन्न परमाणुओं द्वारा छींटे की किरणें हस्तक्षेप कर सकती हैं। क्रिस्टलीय पदार्थों में परमाणु विमानों के बीच की दूरी एक्स-रे तरंगदैर्ध्य के साथ तुलनीय है। इसलिए, क्रिस्टल इस तरह के सुसंगत एक्स-किरणों के लिए एक विवर्तन जाली के रूप में कार्य करता है।

कॉम्प्टन प्रभाव। साथी स्कैटरिंग के साथ, घटना क्वांटम सामूहिक रूप से पदार्थ के इलेक्ट्रॉनों के साथ शिकायत करता है। नतीजतन, ऊर्जा का हिस्सा गतिशील इलेक्ट्रॉन ऊर्जा में वृद्धि पर खर्च किया जाता है और विकिरण तरंग दैर्ध्य बढ़ता है। इसलिए, कॉम्प्टन स्कैटरिंग असंगत है, और बिखरे विकिरण हस्तक्षेप नहीं कर सकता है। इसलिए, हम इस पर नहीं रुकेंगे, खासकर जब से यह बिखरने संरचनात्मक और चरण विश्लेषण में उपयोग किए जाने वाले अपेक्षाकृत हल्के विकिरण के लिए महत्वहीन है।

फोटो प्रभाव। यह प्रक्रिया केवल कठोर प्राथमिक विकिरण के मामले में होती है। इस मामले में, पदार्थ के परमाणुओं के साथ बातचीत, एक्स-रे परमाणु से परे इलेक्ट्रॉनों को दस्तक दे सकता है, इसे आयनित करता है। दस्तकयुक्त इलेक्ट्रॉनों की बड़ी गतिशील ऊर्जा के साथ, वे स्वयं गैर-विशिष्ट एक्स-रे विकिरण का स्रोत हो सकते हैं। यही है, इस प्रकार का विकिरण केवल ठोस (सफेद) विकिरण में योगदान देता है।

किसी पदार्थ के साथ एक्स-रे विकिरण का कुल अवशोषण।

पदार्थ के माध्यम से गुजरने, एक्स-रे परमाणुओं के आयनीकरण, फ्लोरोसेंट विकिरण का उत्तेजना और उनमें ऑगर इलेक्ट्रॉनों का निर्माण होता है। ये प्रक्रियाएं एक्स-किरणों के अवशोषण के लिए ज़िम्मेदार हैं। इसके अलावा, घटना बीम की ओर पदार्थ से गुजरने वाली किरणों की तीव्रता सभी दिशाओं में पदार्थ के अपने इलेक्ट्रॉनों द्वारा बिखरने के कारण कम हो जाती है। अंत में, बहुत अधिक ऊर्जा की एक्स-रे क्वांटा (1 से अधिक एमईवी), नाभिक के पास उड़ान भरने, इलेक्ट्रॉन-पॉजिट्रॉन जोड़े की उपस्थिति का कारण बनता है। यह सब गुजरने वाली बीम की तीव्रता को कम कर देता है, जो पदार्थ परत की मोटाई जितना अधिक होता है।

सामान्य कानून अवशोषित पदार्थ में किसी भी सजातीय किरणों को कमजोर करने वाले सामान्य कानून को निम्नानुसार तैयार किया जा सकता है:

"एक ही सजातीय पदार्थ की समान मोटाई में, एक ही विकिरण की ऊर्जा के बराबर शेयर अवशोषित होते हैं।"

यदि पदार्थ पर गिरने वाली किरणों की तीव्रता I 0 द्वारा इंगित की जाती है, और उनकी तीव्रता को अवशोषित पदार्थ से प्लेट से गुजरने के बाद, फिर इस कानून को निम्नलिखित रूप में व्यक्त किया जा सकता है:

एक पतली सजातीय स्क्रीन ले लो जिसके माध्यम से एक मोनोक्रोमैटिक बीम एक क्रॉस सेक्शन के साथ एक के बराबर, ऊर्जा डी खो देता है। यह डीएक्स स्क्रीन की मोटाई और बीम तीव्रता के लिए आनुपातिक है। हमें वह मिलता है:

di \u003d - μ मैं 0 डीएक्स

कहां: डीएक्स पदार्थ परत की मोटाई है;

Μ का मान निरंतरता में कमी की विशेषता वाले संख्या के प्राकृतिक लघुगणक को स्थिरता में कमी करता है जब किरणें एक मोटाई के इस पदार्थ की परत से गुजरती हैं:

μ \u003d ln (i 0 / i) (DX \u003d 1 पर)।

इस पदार्थ के लिए यह गुणांक μ -linean अवशोषण गुणांक, या लापरवाही किरणों के एक रैखिक गुणांक।

इस समीकरण को हल करना, हमें मिलता है:

I \u003d I 0 EXP (-μ x)

जहां एक्स अवशोषण परत की मोटाई है।

अवशोषण गुणांक को अपने अवशोषण τ और बिखरने गुणांक σ के गुणांक के योग के रूप में माना जा सकता है।

μ = τ + σ

द्रव्यमान अवशोषण गुणांक का उपयोग करना अधिक सुविधाजनक है, क्योंकि रैखिक अवशोषण गुणांक नमूना पदार्थ की घनत्व के आनुपातिक हैं।

μ/ρ = τ/ρ + σ/ρ

ब्याज की तरंग दैर्ध्य के तरंग दैर्ध्य अंतराल में, सामूहिक स्कैटरिंग गुणांक उचित अवशोषण गुणांक τ / ρ से बहुत कम है, इसलिए लगभग स्वीकार करें कि:

यदि नमूना पदार्थ की संरचना ज्ञात है, तो वजन (द्रव्यमान) प्रतिशत में घटकों की सामग्री को जानकर, μ / ρ के लिए गणना की जा सकती है।

विचाराधीन अवशोषण गुणांक पदार्थ की अनुक्रम संख्या और एक्स-रे विकिरण के तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है। विशेष तालिकाएं हैं। यह डेटा आवश्यक है, उदाहरण के लिए, एक्स-रे पैटर्न की दी गई ज्यामिति में अध्ययन किए गए पदार्थ में एक्स-रे प्रवेश की गहराई निर्धारित करने के लिए।

अब देखते हैं कि यह क्यों आवश्यक है। स्लाइड 26 निकल में एक्स-रे विकिरण के अवशोषण स्पेक्ट्रम को दिखाता है (एक्स-रे विकिरण तरंग की लंबाई पर अवशोषण गुणांक ρ / ρ की निर्भरता)। यह देखा जा सकता है कि कुछ तरंग दैर्ध्य मूल्यों के साथ, अवशोषण गुणांक की परिमाण में एक तेज परिवर्तन होता है।

कूद के बीच अंतराल में, अवशोषण गुणांक अनुमानित निर्भरता के साथ बढ़ती तरंग दैर्ध्य के साथ बढ़ता है:

कहां: के आनुपातिक गुणांक है, और Z तत्व की अनुक्रम संख्या है।

अवशोषण गुणांक के कूदता के अनुरूप तरंग दैर्ध्य कहा जाता है अवशोषण बैंड के किनारों। उनके पास एक सूक्ष्म संरचना है जिसे हम विचार नहीं करेंगे।

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, एक्स-रे विकिरण का अवशोषण मुख्य रूप से परमाणुओं के आंतरिक या बाहरी इलेक्ट्रॉन गोले से इलेक्ट्रॉनों के दस्तक के कारण होता है। यदि विकिरण ऊर्जा इस खोल से इलेक्ट्रॉन को हटाने के लिए आवश्यक ऊर्जा से अधिक या बराबर है, तो इस प्रक्रिया के कारण अवशोषण। यदि विकिरण ऊर्जा कम है, तो अवशोषण केवल बाहरी गोले के कारण होता है। इसलिए, वे k-, l-, m-, आदि में भिन्न हैं अवशोषण बैंड के किनारों।

दिए गए समीकरण में गुणांक के अध्ययन के तहत पदार्थ के अवशोषण बैंड द्वारा छोटे तरंग दैर्ध्य के लिए लगभग 7x10 -3 है। के- और एल के बीच अंतराल में ... अवशोषण बैंड, यह लगभग 9x10 -4 है। यही है, जब के-क्षेत्र के माध्यम से आगे बढ़ते हैं, अवशोषण गुणांक अवशोषण बैंड लगभग 8 गुना बदलता है। यह स्पेक्ट्रम पर एक कूद का कारण बनता है।

रेडियोग्राफ शूटिंग के लिए विकिरण चुनते समय इन कूदों की उपस्थिति को ध्यान में रखा जाता है। अवशोषण बैंड के किनारों के माध्यमिक एक्स-रे विकिरण रेडियोग्राफ पर पृष्ठभूमि में उल्लेखनीय वृद्धि का कारण बनता है, और इसलिए यह अवांछनीय है। इसलिए, शूटिंग विकिरण को चुना जाता है या तरंग दैर्ध्य के साथ, किनारे के काफी कम λ, या अधिक λ किनारों के साथ। (स्लाइड 28 ए और बी)।

अवशोषण बैंड के किनारों की उपस्थिति β - विकिरण को क्षीण करने के लिए प्रयोग की जाती है। ऐसा करने के लिए, श्रृंखला के विकिरण बीम के मार्ग पर, अवशोषण बैंड के किनारे के साथ सामग्री से बने एक पतली प्लेट, विकिरण के α और β-rins के बीच झूठ बोल रही है। (स्लाइड 28 ग्राम)।

आम तौर पर, एक पन्नी तत्व को एनोड संख्या से कम प्रति इकाई अनुक्रम संख्या के साथ फ़िल्टर के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

लेकिन हकीकत में इतना आसान नहीं है। उदाहरण के लिए, एक्स-रे शूटिंग के लिए टीओओ 2 टाइटेनियम डाइऑक्साइड फैलता है, मोलिब्डेनम ट्यूब से विकिरण का उपयोग करना संभव है, क्योंकि इस मामले में एक्स-रे तरंगदैर्ध्य लंबाई 0.70 9 ए है, जो कि टाइटेनियम के किनारे से बहुत कम है अवशोषण बैंड (2.50 ए)। यही है, हम स्लाइड पर स्थिति की स्थिति (ए) का एहसास करते हैं। हालांकि, इस ट्यूब के विकिरण के चरण विश्लेषण के लिए उपयोग अवांछनीय है। कम तरंग दैर्ध्य के कारण, इंटरप्लारार दूरी के निर्धारण की संकल्प और सटीकता कम होगी। वरीयता को अधिक तरंग दैर्ध्य के साथ कम किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, - तांबा ट्यूब से। सीयूके तरंगदैर्ध्य α 1,54 ए के बराबर है, टाइटेनियम अवशोषण बैंड के किनारे से भी कम है। एक फिल्टर के रूप में एक निकल पन्नी डाल दिया। तांबा 2 9 की अनुक्रम संख्या, और निकल 28. निकल पर माध्यमिक टाइटेनियम विकिरण को कमजोर करने के लिए, अभी भी एल्यूमीनियम पन्नी रखा गया है। सॉफ़्ट टाइटेनियम विकिरण कठिन तांबे की तुलना में काफी मजबूत अवशोषित किया जाएगा। यही है, तरंग दैर्ध्य और फ़िल्टर सामग्री का चयन करने की प्रक्रिया बहुत आसान नहीं है।

2. एक्स-रे स्रोत

संरचनात्मक अध्ययन के लिए एक्स-रे के उत्पादन के लिए मुख्य विधियां तेजी से उड़ान इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह के उपयोग से जुड़ी हुई हैं। इलेक्ट्रॉन त्वरक - Betatron और रैखिक - मुख्य रूप से दोष डिटेक्शन में शक्तिशाली शॉर्ट-वेव एक्स-किरणों का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है।

लेकिन इलेक्ट्रॉन एक्सेलेरेटर बोझिल, सेटिंग में जटिल हैं और मुख्य रूप से स्थिर प्रतिष्ठानों में उपयोग किए जाते हैं। एक्स-रे का सबसे आम स्रोत एक एक्स-रे ट्यूब है।

इलेक्ट्रॉन बीम प्राप्त करने के सिद्धांत पर, एक्स-रे ट्यूबों को एक गर्म कैथोड ट्यूब में विभाजित किया जाता है (थर्मोइलेक्ट्रॉनिक उत्सर्जन (चित्र 3) के परिणामस्वरूप मुक्त इलेक्ट्रॉन और एक ठंडा कैथोड ट्यूब (ऑटो इलेक्ट्रॉनिक उत्सर्जन के परिणामस्वरूप मुक्त इलेक्ट्रॉन उत्पन्न होते हैं) । दोनों प्रकार के एक्स-रे ट्यूबों को निरंतर वैक्यूम और ढहने योग्य वैक्यूम पंप के साथ सोल्डर किया जा सकता है।

एक गर्म कैथोड के साथ सबसे आम विकीकृत एक्स-रे ट्यूब। उनमें ग्लास फ्लास्क और दो इलेक्ट्रोड होते हैं - कैथोड और एनोड (चित्र 5)। फ्लास्क एक उच्च वैक्यूम (10-7 - 10-8 मिमी एचजी कला) बनाता है, जो कैथोड से इलेक्ट्रॉनों के मुक्त आंदोलन को गर्म कैथोड के एनोड, थर्मल, रासायनिक और विद्युत इन्सुलेशन तक इलेक्ट्रॉनों का मुफ्त आंदोलन प्रदान करता है।

एक्स-रे ट्यूब के कैथोड में एक फिलामेंट और फोकस कैप शामिल है। थ्रेड आकार और टोपी एनोड ट्यूब - गोल या बार पर फोकल स्पॉट के निर्दिष्ट रूप द्वारा निर्धारित की जाती है। टंगस्टन सर्पिल का धागा इलेक्ट्रिक सदमे से 2000 - 2200 एस तक गरम किया जाता है; उत्सर्जन विशेषताओं को बढ़ाने के लिए, थ्रेड अक्सर थोरियम यौगिकों द्वारा कवर किया जाता है।

फोकल दाग के आयाम एक्स-रे ट्यूब के ऑप्टिकल गुणों को निर्धारित करते हैं। पारदर्शी होने पर छवि की तीखेपन, साथ ही एक्स-रे विवर्तन विश्लेषण की सटीकता, उच्चतम, फोकस का आकार छोटा। एक छोटे फोकस आकार के साथ एक्स-रे ट्यूब को एक्यूटफोकस कहा जाता है।

एक्स-रे ट्यूब का एक एनोड एक तांबा सिलेंडर है, जिसके अंत में एनोड दर्पण दबाया जाता है - उस सामग्री से प्लेट जिसमें इलेक्ट्रॉन ब्रेकिंग होती है। एक्स-रे ट्यूबों में, दर्पण टंगस्टन से बना है, एक्स-रे संरचनात्मक विश्लेषण के लिए - उस धातु से, जिनकी विशेषता विकिरण का उपयोग किया जाएगा। संरचनात्मक विश्लेषण के लिए एक्स-रे ट्यूबों में एनोड अंत एनोड अक्ष (इलेक्ट्रॉन बीम) के एक निश्चित कोण पर काटा जाता है। यह अधिकतम तीव्रता के साथ ट्यूब छोड़कर बीम प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

जब इलेक्ट्रॉन प्रभाव होते हैं, तो एक एनोड दर्पण लगभग 96% ऊर्जा गर्मी में बदल जाता है, इसलिए एनोड सिलेंडर को पानी या तेल के साथ ठंडा किया जाता है।

एनोड को एनोड से प्रतिबिंबित इलेक्ट्रॉनों और अप्रयुक्त एक्स-रे के खिलाफ सुरक्षा के लिए एक विशेष तांबा मामले द्वारा संरक्षित किया जाता है। इस मामले में एक्स-रे से बाहर निकलने के लिए एक या अधिक विंडोज़ हैं, जिसमें बेरेलियम से पतली प्लेटें डाली जाती हैं, जो व्यावहारिक रूप से ट्यूब में उत्पन्न एक्स-रे विकिरण को अवशोषित नहीं करती है।

एक्स-रे ट्यूब पी की सीमा शक्ति विद्युत प्रवाह की शक्ति द्वारा निर्धारित की जाती है:

जहां आप एक्स-रे ट्यूब से जुड़े अधिकतम वोल्टेज हैं; मैं एक्स-रे ट्यूब के माध्यम से अधिकतम वर्तमान जा रहा हूं।

वास्तविक सीमा क्षमता फोकल स्पॉट क्षेत्र (यानी विशिष्ट शक्ति), एनोड की सामग्री और ट्यूब की अवधि पर निर्भर करती है। अल्पकालिक भार लंबे भार से दस गुना अधिक हो सकता है।

एक्स-रे ट्यूब के माध्यम से व्यावहारिक रूप से मापा वर्तमान तब होता है जब 2000-2100 डिग्री सेल्सियस (चित्र 6 ए) के यार्न के हीटिंग तापमान के अनुरूप एक निश्चित मूल्य के प्रवाह से चालू होता है; प्रवाह प्रवाह को बढ़ाना तेजी से तापमान और धागे (उत्सर्जन वर्तमान) द्वारा उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन की संख्या को बढ़ाता है। के लिये निरंतर टोक गर्मी और एनोड पर कम वोल्टेज पर सभी उत्सर्जन इलेक्ट्रॉन नहीं हैं, लेकिन केवल उनके हिस्से, अधिक, अधिक, अधिक एनोडिक वोल्टेज। एक निश्चित वोल्टेज के साथ, प्रवाह प्रवाह के आधार पर, सभी उत्सर्जन इलेक्ट्रॉन एनोड (संतृप्ति मोड) पर आते हैं, इसलिए एनोड वोल्टेज में एक और वृद्धि एनोड वर्तमान में वृद्धि नहीं करती है (यह उत्सर्जन के बराबर है)। एनोड वर्तमान के इस सीमा मूल्य को संतृप्ति वर्तमान कहा जाता है, और यह प्रवाह जितना बड़ा होता है (चित्र 6 बी)। एक्स-रे ट्यूब्स नाममात्र से 3-4 गुना अधिक वोल्टेज पर संतृप्ति मोड में काम करते हैं, यानी, संतृप्ति वर्तमान की आवश्यकता होती है। इसलिए, एनोड वर्तमान व्यापक सीमाओं में समायोजित किया जाता है, थोड़ा प्रवाह प्रवाह को थोड़ा बदल रहा है।

संरचनात्मक विश्लेषण के लिए एक्स-रे ट्यूबों के पदों में, एनोडिक वोल्टेज की बजाय, एनोड दर्पण की सामग्री का संकेत दिया जाता है, जो सीआर, एफई, सीओ, एनआई, सीयू, एमओ, एजी, डब्ल्यू और कुछ अन्य शुद्ध धातुओं का उपयोग करता है। (प्रत्येक, स्वाभाविक रूप से, विशेषता विकिरण की तरंग दैर्ध्य है)। उदाहरण के लिए, एक ट्यूब 0.7 जीबीएसवी -2-सीओ में 0.7 किलोवाट, सुरक्षित, संरचनात्मक विश्लेषण, पानी शीतलन, टाइप 2, कोबाल्ट एनोड के लिए एक लंबी शक्ति है।

एक्स-रे विकिरण का पंजीकरण।

एक्स-रे पंजीकृत करने के लिए फोटोग्राफिक, लुमेनसेंट, स्किंटिलेशन, इलेक्ट्रोफोटोग्राफिक और आयनीकरण विधियों का उपयोग किया जाता है।

ऐतिहासिक रूप से पहले, और हाल ही में, सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली फोटोग्राफिक विधि थी।

एक्स-रे किरणों के पंजीकरण की फोटोग्राफिक विधि व्यापक है और वर्तमान में है। इसमें उच्च संवेदनशीलता और वृत्तचित्र है, लेकिन विशेष फोटोग्राफिक सामग्री और उनके श्रम-केंद्रित प्रसंस्करण के उपयोग की आवश्यकता है। एक्स-रे फिल्मों में इमल्शन की एक डबल-पक्षीय परत होती है, जिसमें सामान्य फोटोग्राफिक सामग्री की तुलना में काफी अधिक चांदी के ब्रोमाइड होते हैं। फोटेमल्सिया में एजीबीआर क्रिस्टल के सबसे छोटे (~ 1 माइक्रोन) होते हैं जिसमें सल्फर की छोटी मात्रा के additives के साथ, जो संरचनात्मक दोष बनाता है। इसलिए, छिपी हुई छवि उत्तेजना केंद्र उत्पन्न होते हैं। जब इमल्शन में ऊर्जा ν \u003d ε एच के साथ एक्स-रे क्वांटा को अवशोषित करते हैं, तो दृश्य प्रकाश की कार्रवाई के तहत, प्रक्रियाओं को इस योजना के अनुसार संसाधित किया जाता है:

एजीबीआर + एच ν → एजी + बीआर।

20-100 एजी परमाणुओं का संचय छिपी हुई छवि का एक स्थिर केंद्र बनाता है, जो फोटोरेंटा - डेवलपर की कार्रवाई के तहत खुद को प्रकट करने में सक्षम है। छुपा छवि केंद्र युक्त क्रिस्टलीकरण धातु चांदी में बहाल किए जाते हैं। एजीबीआर क्रिस्टलीय, जिसमें ऐसे केंद्र और गैर-डेवलपर नहीं होते हैं, वे एक फिक्सिंग समाधान द्वारा पायस से बहाल नहीं होते हैं। नतीजतन, फिल्म पर धातु चांदी के केवल अनाज रहते हैं। ऐसे अनाज की संख्या और फोटोमल्सन नवीनीकरण घनत्व निर्धारित करती है, जो एक्सपोजर के समान आनुपातिक है - विकिरण के समय विकिरण तीव्रता का उत्पाद।

रेडियोग्राफ पर ब्लैकिंग की घनत्व का अनुमान स्पष्ट रूप से या अधिक सटीक रूप से माइक्रोफोटोमीटर का उपयोग करके किया जाता है जो आपको ब्लैकिंग घनत्व के वितरण के वक्र को रिकॉर्ड और गणना करने की अनुमति देता है।

चमकदार स्क्रीन (एक्स-रे) पर लुमेनसेंट छवि अवलोकन विधि का एक बहुत बड़ा प्रदर्शन है, फोटोग्राफिक सामग्री की लागत की आवश्यकता नहीं है। यह विधि कुछ पदार्थों और विशेष रूप से फॉस्फर्स की एक्स-किरणों के प्रभाव के तहत चमक पर आधारित है - पदार्थ दृश्य विकिरण (फ्लोरोसेंस) की एक बड़ी उपज प्रदान करते हैं।

पीले-हरे रंग की चमक वाला सबसे अच्छा लुमिनोफोर 50% जेएनएस + 50% सीडी का मिश्रण है। इस तरह के फॉस्फर का उपयोग एक्स-रे में छवियों के दृश्य अवलोकन की स्क्रीन बनाने के लिए किया जाता है (दोष पहचान और चिकित्सा निदान में पारदर्शी के लिए स्क्रीन)। एक्स-रे चैंबर को कॉन्फ़िगर करने और एक्स-रे डिफ्रैक्टोमीटर गोनियोमीटर समायोजित करने के लिए छोटी स्क्रीन का उपयोग किया जाता है। Cawo4 (एक नीली बैंगनी luminescence के साथ) के फॉस्फर का उपयोग एक्स-रे किरणों की फोटोग्राफिक कार्रवाई को बढ़ाने के लिए किया जाता है। इसके लिए, स्क्रीन को फोटोग्राफिक फिल्म के पायस पर कसकर दबाया जाता है, जो आपको पारदर्शी (फ्लोरोग्राफी) के दौरान एक्सपोजर को कम करने की अनुमति देता है।

स्किंटिलेशन काउंटर एक लुमेनसेंट क्रिस्टल का एक संयोजन है (टीएल कमर से एक सक्रियकर्ता के मिश्रण के साथ एनएआई) और एक फोटोइलेक्ट्रॉन गुणक (एफईयू)।

स्किंटिलेटर में प्रवेश, एक्स-रे क्वांटम फॉस्फोर द्वारा अवशोषित होता है, जिसके परिणामस्वरूप फोटोइलेक्ट्रॉन का गठन होता है। क्रिस्टल पदार्थ के माध्यम से गुजरना, यह इलेक्ट्रॉन बड़ी संख्या में परमाणुओं को आयन करता है। आयनित परमाणु, एक स्थिर स्थिति में लौटते हुए, पराबैंगनी प्रकाश के फोटॉन उत्सर्जित करते हैं। ये फोटॉन, फोटोकैथोड एफईयू पर पहुंचते हैं, इससे इलेक्ट्रॉनों को दस्तक देते हैं, जो फोटोमल्टीप्लियर के विद्युत क्षेत्र में तेजी लाने, पहले एमिटर पर गिरते हैं। प्रत्येक इलेक्ट्रॉन एमिटर कोटिंग सामग्री से कई इलेक्ट्रॉनों को खाता है, और पूरी प्रक्रिया अगले उत्सर्जक पर दोहराई जाती है और इसी तरह। आधुनिक Feu में 8-15 कैस्केड शामिल हैं, उनका पूरा प्रवर्धन 10 7 - 10 8 तक आता है।

प्रत्येक कैस्केड को 150-200 वोल्ट वोल्टेज आपूर्ति की जाती है। एफईयू 600 - 2000 वी पर कुल वोल्टेज। एफईयू का बाहर निकलने वाला एक वोल्टेज पल्स होता है, जो पंजीकृत क्वांटम की ऊर्जा के समान होता है। उदाहरण के लिए, सीईए कॉपर के लिए, इस आवेग का आयाम 0.01 वी है। इसलिए, एम्पलीफायरों का उपयोग इस तरह के दालों को लगभग एक हजार को मजबूत करने के लिए किया जाता है।

इलेक्ट्रोफोटोग्राफिक विधि (जेरोग्राफी) फोटोमीटर के कई फायदे बनाए रखती है, लेकिन अधिक किफायती। इसका सिद्धांत गुणक उपकरणों के समान है। इस विधि को अभी तक संरचनात्मक अध्ययनों के अभ्यास में व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया गया है, बल्कि दोषपूर्ण समस्याओं को हल करने के लिए, विशेष रूप से तथाकथित एक्स-रे माइक्रोस्कोप के आधार पर माइक्रोडेक्टोस्कोपी के साथ, यह उपयोग शुरू होता है।

आयनीकरण विधि एक्स-किरणों की तीव्रता को सटीक रूप से मापने की अनुमति देती है, लेकिन माप मीटर की इनपुट विंडो के आकार और मापने वाले अंतराल के आकार से निर्धारित एक छोटे से क्षेत्र पर किया जाता है। इसलिए, एक्स-रे की तीव्रता के स्थानिक वितरण को मापने के लिए, स्कैनिंग की आवश्यकता होती है - बिखरने वाले कोणों के पूरे क्षेत्र में मीटर की आवाजाही।

यह दोष पहचान में विधि के उपयोग को सीमित करता है, जहां इसका व्यापक रूप से मोटाई को मापने के लिए उपयोग किया जाता है, लेकिन एक्स-रे संरचनात्मक विश्लेषण में, यह विधि महंगा इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का उपयोग करने की आवश्यकता के बावजूद व्यावहारिक रूप से अन्य सभी को विस्थापित करती है।

Ionization विधि एक्स-रे क्वांटा के साथ बातचीत करते समय पदार्थ के परमाणुओं के आयनीकरण पर आधारित है। यदि गैस आयनीकरण एक फ्लैट संधारित्र के क्षेत्र में होता है, तो गठित आयन संबंधित इलेक्ट्रोड में जाते हैं, और आयनीकरण प्रवाह होता है। संधारित्र पर विद्युत क्षेत्र की ताकत में वृद्धि के साथ, आयन की गति बढ़ जाती है, इसलिए तटराइजेशन की संभावना विपरीत आयनों की टक्कर के दौरान घट जाती है, इसलिए, आयनीकरण वर्तमान बढ़ता है (चित्र 7)। वोल्टेज यू\u003e यू 1 पर, तटस्थता महत्वहीन हो जाती है, और आयनीकरण वर्तमान संतृप्ति तक पहुंच जाता है।

यू \u003d यू 2 के लिए वोल्टेज में और वृद्धि के साथ, आयनीकरण वर्तमान में वृद्धि नहीं होती है, केवल आयनों की गति बढ़ जाती है। यू\u003e यू 2, आयनों की गति इतनी बड़ी हो जाती है कि गैस अणुओं का सदमे आयनकरण होता है। गैस परमाणुओं के साथ विकिरण की बातचीत और टकराव के दौरान खोई हुई गति के साथ गठित फोटोइलेक्ट्रॉन्स को पुनः संयोजित नहीं किया जाता है, और फिर तेजी से बढ़ाया जाता है, गैस को आयनित करने और नए जोड़े आयन-इलेक्ट्रॉन के निर्माण के लिए पर्याप्त गतिशील ऊर्जा प्राप्त करना। इन प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप, सदमे आयनीकरण बार-बार होता है और इलेक्ट्रॉनों की संख्या हिमस्खलन की तरह बढ़ती है। तथाकथित गैस प्रवर्धन के कारण वोल्टेज में वृद्धि के साथ वर्तमान में वृद्धि शुरू होती है। यू ≤ यू 3 के तनाव पर लाभ 10 2 -10 4 (पूर्ण आनुपातिकता का क्षेत्र) तक पहुंच सकता है।

इस क्षेत्र में, दो प्रकार के डिस्चार्ज हैं: स्वतंत्र और स्वतंत्र। क्षेत्र यू 2 - यू 3 में, इलेक्ट्रॉनों की हिमस्खलन जल्दी से फीका और डिस्चार्ज बंद हो जाता है, जैसे ही सभी आयन और इलेक्ट्रॉनों कैथोड और एनोड तक पहुंचते हैं। तब तक निर्वहन केवल तब तक मौजूद होता है जब तक मीटर विकिरण नहीं मिलता है। यह एक असंतोष है।

आगे वोल्टेज वृद्धि एक स्वतंत्र निर्वहन का कारण बनती है।

यू\u003e यू\u003e, गैस प्रवर्धन रैखिकता (अपूर्ण आनुपातिक क्षेत्र) परेशान है। U\u003e U 4 Avalanche डिस्चार्ज उत्पन्न करता है। हिमस्खलन गठन कैथोड पर एक फोटो प्रभाव की कीमत पर गठित फोटोइलेक्ट्रॉन की कार्रवाई के तहत भी है। कैथोड आयनों के पुनर्मूल्यांकन के दौरान उत्पन्न पराबैंगनी विकिरण के साथ विकिरणित होता है। श्रेणी तुरंत गैस की मात्रा में फैली हुई है और इसे बनाए रखने के लिए कोई नई विकिरण क्वांटा की आवश्यकता नहीं है।

लाइन (विशेषता) एक्स-रे स्पेक्ट्रम

तत्वों के लाइन स्पेक्ट्र्रा का पहला व्यवस्थित अध्ययन 1 9 13 में जी मोस्ली द्वारा किया गया था। उन्होंने वैक्यूम प्रकार ब्रैग स्पेक्ट्रोमीटर का उपयोग किया। अध्ययन के तहत प्रत्येक तत्व से, एक्स-रे ट्यूब का लक्ष्य तैयार किया गया था। मोस्ले ने पाया कि सभी अध्ययन किए गए तत्व एक समान प्रजाति स्पेक्ट्रा (यहां से और अक्सर उपयोग किए जाने वाले स्पेक्ट्रा नाम - विशेषता स्पेक्ट्रा) देते हैं। उन्होंने प्रत्येक तत्व की एक्स-रे स्पेक्ट्रल लाइनों को दो समूहों में विभाजित किया, या श्रृंखला: प्रति समूह अपेक्षाकृत कम तरंग दैर्ध्य, / जी-श्रृंखला, और अपेक्षाकृत बड़े तरंग दैर्ध्य, एल-सीरीज़ के साथ एक समूह। श्रृंखला को एक दूसरे से बड़े तरंग दैर्ध्य अंतराल से अलग किया जाता है। परमाणु संख्याओं के साथ भारी तत्व, 66 से अधिक अन्य एक्स-रे स्पेक्ट्रल श्रृंखला भी प्रदान करते हैं, जो एम- के रूप में दर्शाए गए हैं, एन-, 0-श्रृंखला, तरंग दैर्ध्य के साथ, एल-श्रृंखला से भी बड़ा।

एक्स-रे विकिरण का अवशोषण

नमूना के माध्यम से पारित होने के दौरान एक्स-रे विकिरण की तीव्रता अवशोषण और बिखरने से कमजोर हो जाती है। एक्स-रे किरणों के अवशोषण की तंत्र ऑप्टिकल अवशोषण के तंत्र से अलग है: एक्स-रे विकिरण की ऊर्जा का अवशोषण एकमात्र प्रक्रिया के परिणामस्वरूप होता है - परे परे आंतरिक गोले के इलेक्ट्रॉनों का उन्मूलन, यानी, आंतरिक इलेक्ट्रॉनों के कारण परमाणु के आयनीकरण के परिणामस्वरूप। अवशोषित विकिरण की ऊर्जा दस्तक इलेक्ट्रॉनों (फोटोइलेक्ट्रॉन) की गतिशील ऊर्जा में बदल जाती है और संभावित ऊर्जा एक उत्साहित परमाणु, जो दहन इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा के बराबर है।

चित्रा 16 एक्स-रे विकिरण के अवशोषण स्पेक्ट्रम के गुणात्मक प्रकार को दिखाता है। सबसे कम ऊर्जा का एक्स-रे विकिरण (सबसे बड़ा तरंग दैर्ध्य) बाहरी गोले से इलेक्ट्रॉनों को खाता है। बढ़ती विकिरण ऊर्जा के साथ, इस से एक इलेक्ट्रॉन को दस्तक देने के लिए एक बढ़ते भाग आवश्यक है

खोल। यह अवशोषण में कमी के साथ है। अवशोषण में नीरस कमी तब तक होती है जब तक कि विकिरण ऊर्जा अगले, गहरी म्यान से इलेक्ट्रॉन को छीनने के लिए पर्याप्त नहीं होती है। यह अवशोषण के किनारे के अनुरूप अवशोषण में तेज वृद्धि का कारण बनता है। अवशोषण एज विद्युत चुम्बकीय विकिरण का एक तेज कूद अवशोषण है, इस तथ्य के कारण कि एक्स-रे क्वांटा की ऊर्जा इलेक्ट्रॉन को उत्साहित राज्य में स्थानांतरित करने के लिए पर्याप्त हो जाती है। चित्रा 16 गोले और उपनगरों से इलेक्ट्रॉनों को दस्तक देने के कारण अवशोषण की बकसुआ दिखाता है एल तथा म। और खोल सेवा मेरे।

पदार्थ के माध्यम से पारित होने के दौरान एक्स-रे विकिरण की तीव्रता को कमजोर करने का एक और घटना बिखरती है। एक्स-रे फोटॉन (फोटॉन एनर्जी -) की टकराव के परिणामस्वरूप बिखरने वाला होता है हू) परमाणु इलेक्ट्रॉनों के साथ (ऊर्जा के साथ) बाम मछली)।

यदि एक्स-रे फोटॉन की ऊर्जा इलेक्ट्रॉन संचार ऊर्जा से कम है (हू फिर फोटॉन इस आंतरिक खोल के इलेक्ट्रॉन को दस्तक नहीं दे सकते हैं। निश्चित इलेक्ट्रॉनों के साथ एक लोचदार टकराव के परिणामस्वरूप, फोटॉन केवल दिशा बदलते हैं (विलुप्त); उनकी ऊर्जा और तदनुसार, तरंग दैर्ध्य वही रहता है। जिस पर बिखरते हुए तरंगदैर्ध्य नहीं बदलता है, कहा जाता है सुसंगत (tomeon) rasion। यह संरचनात्मक विश्लेषण में उपयोग किए जाने वाले एक्स-रे विवर्तन का आधार है।

यदि एक्स-रे फोटॉन की ऊर्जा इलेक्ट्रॉन संचार ऊर्जा से अधिक है (हू\u003e ई एल), उस फोटॉन को इसी आंतरिक खोल से एक इलेक्ट्रॉन निकाला जाता है, लेकिन जब इलेक्ट्रॉनों के साथ टक्कर उन्हें अपनी ऊर्जा का हिस्सा बनाती है। नतीजतन, बिखरने वाले फोटॉन में कम ऊर्जा और एक बड़ा तरंग दैर्ध्य होता है। तरंगदैर्ध्य में बदलाव के साथ इस बिखरने को कहा जाता है गैर-सुसंगत (कॉम्प्टन) विकिरण। चूंकि इलेक्ट्रॉन दस्तक सभी एक्स-रे और इलेक्ट्रॉनिक स्पेक्ट्रा की घटना के लिए पहली शर्त है, इसलिए यह गैर-उदारतापूर्ण बिखरने वाला है जो उनकी घटना के साथ है। लेकिन चूंकि एटम में एक साथ और अधिक कम दृढ़ता से संबंधित इलेक्ट्रॉनों (गहरा और कम गहरे आंतरिक गोले) होते हैं, फिर बिखरे हुए विकिरण के स्पेक्ट्रम में, दो लाइनों को देखा जा सकता है - अपरिवर्तित और एक संशोधित (बढ़ी हुई) तरंग दैर्ध्य के साथ।

परमाणु संख्या के साथ बिखरने की तीव्रता बढ़ जाती है: इलेक्ट्रॉनों परमाणु में अधिक, बिखरने की तीव्रता जितनी अधिक होती है, यानी, एक्स-किरणें हल्के परमाणुओं और दृढ़ता से भारी हो जाती हैं।

पदार्थ के माध्यम से पारित होने के दौरान एक्स-रे की तीव्रता में कमी का मात्रात्मक मूल्यांकन डी के क्षीणन गुणांक का उपयोग करके किया जाता है, जो शुद्ध (फोटोवोल्टिक) अवशोषण टी और बिखरने के गुणांक की गुणांक की मात्रा का प्रतिनिधित्व करता है लेकिन अ। अक्सर क्षीणन गुणांक को अवशोषण गुणांक कहा जाता है, जिसमें इसकी दो सदस्यीय सामग्री को ध्यान में रखा जाता है। 0.5 से अधिक तरंग दैर्ध्य के साथ और z\u003e 26 के साथ तत्वों के लिए, अवशोषण के कारण कमजोर लगभग पूरी तरह से है

सीएम -1 में मापा गया क्षीणन (अवशोषण) / सी का रैखिक गुणांक, विश्वास कानून से निर्धारित किया जा सकता है:

नमूना मोटाई से किसी विकिरण की तीव्रता को कम करने की एक घातीय निर्भरता स्थापित करना। रैखिक अवशोषण गुणांक की गणना Logarithming (2 9) द्वारा की जाती है:

रैखिक क्षीणन गुणांक (30) का उपयोग किसी दिए गए नमूना मोटाई और इस विकिरण के लिए नमूना की पारदर्शिता या अस्पष्टता का अनुमान लगाने के लिए किया जाता है। चूंकि गुणांक डी / पदार्थ (ठोस, तरल, गैसीय) की स्थिति पर निर्भर करता है, यह इस तत्व के अवशोषण की निरंतर विशेषता नहीं है। इसका मूल्य अवशोषित पदार्थ और एक्स-रे विकिरण की तरंग दैर्ध्य की परमाणु संख्या पर निर्भर करता है।

अधिक बार बड़े पैमाने पर क्षीणन गुणांक (अवशोषण) का उपयोग करें

कहा पे आर - घनत्व (जी / सेमी 3), यानी डी आयाम सेमी 2 / जी है। बड़े पैमाने पर गुणांक की शुरुआत उनके कारण सुविधाजनक है अभिलक्षणिक विशेषता पदार्थ के कुल राज्य से आजादी है। तो, डी में पानी, जल वाष्प और बर्फ के लिए एक ही मूल्य है। इसके अलावा, यह विभिन्न पदार्थों के पूरे सेट के लिए कमजोर होने के गुणांक निर्धारित करने की आवश्यकता गायब हो जाता है। यह संभव है क्योंकि अवशोषण और स्कैटरिंग मुख्य रूप से परमाणुओं के आंतरिक इलेक्ट्रॉनों द्वारा की जाती है, जिसकी स्थिति उस पदार्थ पर निर्भर नहीं करती है कि किस पदार्थ को एक या किसी अन्य तत्व का परमाणु शामिल किया गया है। इस कारण से, संदर्भ तालिका आमतौर पर बड़े पैमाने पर कमजोर गुणांक के मूल्यों को प्रदान करती है सी। विभिन्न तत्वों के परमाणुओं और एक्स-रे के विभिन्न तरंग दैर्ध्य के लिए। उदाहरण के लिए, एसआर के विकिरण में एल्यूमीनियम के द्रव्यमान अवशोषण गुणांक ए को (एल \u003d 0, 876 ए) को 876 या / एचपी ए के रूप में दर्शाया गया है। सबसे महत्वपूर्ण के लिए मूल्यों की तालिकाएँ ए 1 ~, किलो-, एल ए - और तत्वों की अन्य उत्सर्जन रेखाएं प्रकाशित की गई हैं।

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व्याख्यान 10।

एक ठोस शरीर (फोटोफेफ, कंपंटन प्रभाव) के साथ एक्स-रे विकिरण की बातचीत। फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव का क्रॉस सेक्शन और एक्स-रे विकिरण के अवशोषण के रैखिक गुणांक के साथ इसका संबंध। पॉलीटोमिक नमूने के लिए सामूहिक अवशोषण गुणांक की गणना।

फोटॉन एनर्जी से तरंगदैर्ध्य के लिए उपयोगी अनुपात

तरंगदैर्ध्य के लिए ऊर्जा बनाना \u003d एचसी। \u003d 12.4 kev

(10.1)
जब फोटॉन बीम ठोस के माध्यम से गुजरता है, तो निम्नलिखित प्रक्रियाएं संभव होती हैं, जिससे बीम तीव्रता की कमजोर पड़ती है:

• 
  फोटो प्रभाव के परिणामस्वरूप फोटोइलेक्ट्रॉन का जन्म;
• 
  कॉम्पटन स्कैटेरिंग;
• 
  इलेक्ट्रॉन-पॉजिट्रॉन जोड़े का गठन।

इन प्रक्रियाओं में से अंतिम, इलेक्ट्रॉन-पॉजिट्रॉन जोड़ी के गठन के साथ एक फोटॉन के अवशोषण में, केवल तभी हो सकता है जब फोटॉन एनर्जी  2 म। इ। सी। 2 \u003d 1.02 एमईवी। मौलिक और संरचनात्मक विश्लेषण के तरीकों में, इस तरह की ऊर्जा के साथ फोटॉन का उपयोग नहीं किया जाता है, इसलिए इस प्रक्रिया पर विचार नहीं किया जाएगा।

कॉम्प्टन स्कैटरिंग सिद्धांत रूप से फोटॉन को अवशोषित नहीं करता है, बल्कि इसके आंदोलन की दिशा में बदलाव (कोण  को बिखरने) की दिशा में एक साथ वृद्धि के साथ मूल्य  \u003d ( एच/म। इ। सी।) (1 - कोस), जहां एच/म। इ। सी। = 0,0243 å - कॉम्प्टन इलेक्ट्रॉन वेव लंबाई। विश्लेषण के तरीकों में उपयोग की जाने वाली फोटॉन एनर्जी आमतौर पर 10 केवी से अधिक नहीं होती है, जो तरंग दैर्ध्य  \u003d 1.24 å से मेल खाती है। इसलिए, कॉम्प्टन स्कैटरिंग  /   210 -2 के परिणामस्वरूप तरंगदैर्ध्य में सापेक्ष परिवर्तन पर scattering  \u003d 90 के अधिकतम कोण के लिए भी। इसके अलावा, निर्दिष्ट ऊर्जा के साथ, कॉम्प्टन स्कैटरिंग प्रक्रिया की संभावना फोटोइलेक्ट्रॉन की संभावना से काफी कम है। इस प्रकार, फोटॉन (एक्स-रे क्वांटा) की बीम की कमजोरी में मौजूदा योगदान एक फोटो प्रभाव है।

याद रखें कि ऊर्जा के साथ फोटोफेक्ट एक्स-रे क्वांटम के साथ ħ  स्थानान्तरण सब ऊर्जा परमाणु इलेक्ट्रॉन, जिसके परिणामस्वरूप उत्तरार्द्ध ऊर्जा के साथ परमाणु से बाहर हो जाता है

इ। इ। = ħ  – इ। एसवी,

(10.2)
कहा पे इ। बीसी - परमाणु में इलेक्ट्रॉन बाध्यकारी ऊर्जा।

एक फोटो प्रभाव को लागू करने के लिए, एक शर्त आवश्यक है ħ   इ। इसलिए, इसलिए, क्वांटम की एक निश्चित ऊर्जा के साथ, एक फोटो प्रभाव एक गोले (लॉज) पर हो सकता है और दूसरों पर अनुपस्थित हो सकता है।

अभिव्यक्ति (10.2) के अनुसार, जब नमूना एक्स-रे फिक्स्ड एनर्जी क्वांटा (मोनोक्रोमैटिक एक्स-रे) के साथ विकिरणित होता है, तो विभिन्न संचार ऊर्जा के अनुरूप विभिन्न ऊर्जा के साथ फोटोइलेक्ट्रॉन नमूना से प्रस्थान किए जाएंगे। मापने इ। इ। और जानना ħ , आप निर्धारित कर सकते हैं इ। सीआर और परमाणु सेट करें फोटोइलेक्ट्रॉन उत्सर्जित है। यह सुविधा विश्लेषण की विधि को रेखांकित करती है, जिसे एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी कहा जाता है।

क्वांटम-मैकेनिकल गणना संचार की ऊर्जा के साथ खोल (अधीनस्थ) पर फोटो प्रभाव के विभाजन के लिए निम्नलिखित अभिव्यक्ति देता है इ। सेंट

जैसा इ। 2 ħ /म। इ। सी। \u003d 5,5610 -2 kev 2, फिर सभी स्थिरांकों को जोड़कर, निम्नलिखित अभिव्यक्ति प्राप्त करें

Å 2 यदि ħ Cev में ।

(10.3)
यदि आप प्रवेश करते हैं ħ  0 = एचसी।/ 0 = इ। एसवी, फिर हम एक्स-रे विकिरण के तरंग दैर्ध्य पर फोटोफेक्ट के खंड की निर्भरता प्राप्त करते हैं।

 0 अवशोषण के किनारे की तरंग दैर्ध्य कहा जाता है (यदि एक सेवा मेरे- आसान, टी। सेवा मेरे-क्रै अवशोषण अगर एल 1, टी। एल अवशोषण का 1 बिंदु)।

तथा
अनुच्छेदों के ऊपर यह इस प्रकार है कि जब ħ   इ। एसवी (   0) फोटोफिलिक क्रॉस सेक्शन अनंत तक जाता है। वास्तव में,  पीएच की परिमाण में एक निश्चित राशि में तेज वृद्धि होती है, जिसके बाद इस खोल (उपनिवेश) पर फोटो प्रभाव का अलगाव शून्य हो जाता है ( ħ   इ। एसवी)। उसी समय, स्वाभाविक रूप से, एक छोटी बाध्यकारी ऊर्जा वाले खोल पर फोटो प्रभाव का क्रॉस सेक्शन शून्य नहीं है। अंजीर में। 10.1 ए क्वांटा की ऊर्जा, और अंजीर में एक फोटो प्रभाव के खंड की निर्भरता दिखाता है। 10.1 बी - अवशोषण के किनारे के पास तरंगदैर्ध्य से।

एटम  पीएच में फोटो प्रभाव का पूरा क्रॉस सेक्शन प्रत्येक पर फोटो प्रभाव के अनुभागों से जोड़ता है एस गोले / पनडुब्बियों जो पर निर्भर करता है ћ  I. इ। इस शैल / पनडुब्बी का एबी।

यदि एक्स-रे क्वान्टे फोटो प्रभाव का क्रॉस सेक्शन ћ  परमाणु एकाग्रता के साथ एक मोनोटोमिक नमूने में खोल / सबहेड पर एन 0 बराबर , फिर फोटोइलेक्ट्रॉन के उत्पादन के साथ अपने अवशोषण से पहले क्वांटम के मुक्त लाभ की औसत लंबाई एस खोल / पनडुब्बी

, (10.5)

कहा पे एन एस - इलेक्ट्रॉनों की संख्या एस शीथ / पनडुब्बी।

नमूना के अंदर एक्स-रे क्वांटा के प्रवाह की तीव्रता के बराबर है मैं। परत मोटी में प्रवेश करने से पहले डीएक्स।, फिर इस परत में एक फोटो प्रभाव की कीमत पर अवशोषित बीम का अनुपात है

,

कहाँ  एस = एन 0 एन एस .

इस से अंतर समीकरण इस प्रकार है नमूना मोटाई के पारित होने के बाद एक्स-रे क्वांटा के प्रवाह की तीव्रताएल नमूना में प्रवाह इनलेट की तीव्रता के साथ जुड़ा हुआ हैमैं। 0 निम्नलिखित अनुपात:

,

कहा पे
– रैखिक अवशोषण गुणांक। माप की इकाई  - सेमी -1।

कभी-कभी अवधारणा का उपयोग किया जाता है कमजोर होने की लंबाई - नमूना सतह के लिए सामान्य के साथ दूरी, जिसमें एक्स-रे विकिरण की तीव्रता में कम हो जाती है इ। समय। कमजोर होने की लंबाई आमतौर पर आईसीएम में मापा जाता है।

वर्तमान गणना मॉडल , विशेष रूप से जब क्वांटम ऊर्जा ћ  के करीब इ। एसवी, प्रयोगात्मक डेटा के साथ अच्छी तरह से समन्वित नहीं है, इसलिए व्यावहारिक रूप से यह मोनोटोमिक सामग्री में विभिन्न ऊर्जा के एक्स-रे क्वांटा के प्रयोगात्मक रूप से परिभाषित मानों का उपयोग करना पसंद करता है, जो प्रवाह की तीव्रता को बदलकर निर्धारित किया जाता है ज्ञात मोटाई के नमूने को पारित करने के बाद एक्स-रे क्वांटा।

संदर्भ पुस्तकों में, यह आमतौर पर मान दिया जाता है। सामूहिक अवशोषण गुणांक /  , जहां  अवशोषक की घनत्व है, माप की इकाई  /  - सेमी 2 / जी। द्रव्यमान अवशोषण गुणांक का उपयोग इस तथ्य के कारण है कि रैखिक अवशोषण गुणांक को निर्धारित करने के लिए, बड़े पैमाने पर अवशोषण निर्धारित करने के लिए अवशोषक के पतले (माइक्रोन के आदेश) की मोटाई की एक बड़ी सटीकता के साथ मापना आवश्यक है गुणांक, यह नमूना वजन घटाने और अवशोषक पर एक्स-रे विकिरण के साथ विकिरण क्षेत्र निर्धारित करता है, जो काफी अधिक सटीकता के साथ कर सकता है। एक ज्ञात अवशोषक घनत्व के साथ  जाहिर है,  \u003d ( / ) ।

दूसरा, बड़े पैमाने पर अवशोषण गुणांक का उपयोग आपको ज्ञात मानों के अनुसार विभिन्न तत्वों से युक्त एक यौगिक के लिए λ /  की गणना करने की अनुमति देता है ( / ) मैं। यौगिक में शामिल प्रत्येक तत्व। यह अग्रानुसार होगा।

रहने दो
- पूर्ण क्रॉस सेक्शन (सभी गोले और subordrodes के लिए) परमाणु पर फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव मैं।कनेक्शन का घटक। फिर कनेक्शन में रैखिक अवशोषण गुणांक के रूप में दर्ज किया जा सकता है

,

कहा पे एन मैं। तथा म। मैं। - परमाणु एकाग्रता और परमाणु द्रव्यमान मैं।- कनेक्शन में घटक, एन 0 मैं। - मोनो-तत्व नमूने की परमाणु एकाग्रता केवल शामिल है मैं।- घटक, म। 0 द्रव्यमान की एक परमाणु इकाई है (1.6610 -24 ग्राम)। कोष्ठक में उत्पाद रैखिक अवशोषण गुणांक के बराबर है मैं।- वें घटक; Denominator में खड़ा उत्पाद एक घनत्व है मैं।- घटक, इसलिए, रैखिक अवशोषण गुणांक के रूप में दर्शाया जा सकता है

.

कनेक्शन घनत्व का प्रतिनिधित्व किया जा सकता है
और सामूहिक अवशोषण गुणांक के रूप में लिखें

,

जहां  कनेक्शन की परमाणु घनत्व है।

यदि परिसर की Stoichiometric संरचना ज्ञात है, तो प्रत्येक की सापेक्ष सांद्रता ज्ञात है। मैं।अंग से मैं। । जैसा से मैं। = एन मैं। /एन, फिर अंत में मास कंपाउंड अवशोषण गुणांक इसका फॉर्म है:

.

कभी-कभी बड़े पैमाने पर अवशोषण गुणांक वजन के माध्यम से दर्ज किया जाता है आर मैं। मैं।यौगिक घटक के लिए
).

एन और अंजीर। 10.2 उदाहरण के तौर पर, एक्स-रे विकिरण के तरंगदैर्ध्य से निकल में सामूहिक अवशोषण गुणांक की निर्भरता दी जाती है। एक्स-रे क्वांटा (तरंगदैर्ध्य) की ऊर्जा पर फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के खंड की ऊर्जा निर्भरता से एक मजबूत निर्भरता  /  निम्नानुसार है। तरंगदैर्ध्य के साथ कम सेवा मेरे-ब्रेकिंग अवशोषण के रूप में परिभाषित एचसे/(क्रमशः, के रूप में ћ  > ), क्वांटा मुख्य रूप से अवशोषित है सेवा मेरे खोल (
)। एक तरंग दैर्ध्य के साथ बड़ा सेवा मेरे-प्रे अवशोषण इस प्रक्रिया पर होता है एल- subordrodes, जहां बड़े पैमाने पर अवशोषण गुणांक के लिए, किनारों को भी देखा जाता है। एल 1 , एल 2 तथा एल 3 - अवशोषण।

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