注册环保工程师考试:X射线的基本知识
来源:优易学  2011-12-29 11:36:35   【优易学:中国教育考试门户网】   资料下载   建筑书店
 一、x射线的产生和x射线光谱
  X射线是一种波长很短、能量很高的电磁波,是由高能电子的减速或由原子内层轨道电子的跃迁产生的。其波长介于光学的紫外光与Y射线的波K之间(见图7—1),从10的-6次方nm到l0nm。在常规X射线光谱分析巾所涉及的波长范围从0.01nm(UK。线)至2nm(FK。线)。

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  x射线可以通过X射线管产生。X射线管内部抽成真空,设有阴极(灯丝)和阳极(靶子)及出射窗口,在阳极和阴极之间施加数卜千伏直流高压。考试&大&在阴极回路中被加热的电子在阳极高压的吸引下,以极高的速度射向阳极,这时就有x射线自阳极发出,通过极薄的铍窗射至管外。
  如果将X射线管发出的x射线按各波长的强度绘制成图,则可得到如图7—2所示的谱图。潜图山连续部分和叠加在上面的若干尖峰构成。前者称为连续x射线,后者称为特征x射线。两者的特点及产生机理彼此不同。

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   (一)连续X射线
  连续X射线的产生机理是高能电子的减速。按照经典电磁理论,高速运动的带电粒子突然减速时,其周围的电磁场发生急剧的变化,必然辐射出电磁波。如果电子在第一次碰撞靶时即被制止,则放出其全部能量,所辐射出的电磁波即为能量最高的X射线光子,亦即波长最短的X射线,此即。如果电子和靶子多次碰撞而逐次失去能量,则辐射出的是能量较低的X射线光子,或波长较长的X射线。囚有大量电子击中靶子,其能量的损失情况是一随机变量,因此产牛的X射线的波长是连续的,从而形成连续X射线谱。
  连续谱的短波限仅与X射线管的供电电压有关,而与靶材无关。
  欲获得高强度连续x射线,须施加高电压(数十千伏),并采用重金属靶,如,钨、铑、钼、铬等。
  连续x射线在x射线荧光分析中的意义可从两方面看:一方面,在x射线荧光分析中一般都以连续x射线作为试样的激发源,这是因为连续分布的原级x射线的波长分布是连续的,覆盖面广,对元素周期表中大多数元素的各特征谱线系的激发具有普遍的适用性;另一方面,靶子发出的连续谱线又是构成被测元素分析谱线本底的主要来源,成为影响分析灵敏度的主要因素之一。因此,选择各元素的测定条件时,应考虑到靶子连续X射线分布的特点,选择最合适的分析线,尽量减小靶子连续潜线的影响。
  (二)特征X射线
  当x射线管的电压提高到某一临界值后,便会在一定波长处出现强度很高的谱线,叠加在连续谱线上。这些谱线的波长取决于靶材元素的种类,而与入射电子的能量无关,口-谱线形状非常尖锐,因而称之为特征X射线或标识X射线。
  特征X射线是山靶材元素的原子内层轨道上电子的跃迁产生的。在X射线管中具有高能量的电子与靶材原子相碰撞时,把原子内层轨道上的电子轰击出去,原子内层轨道上出现空穴,处于激发态,极不稳定,外层轨道上的电子立即跃人内层轨道空穴,使原子恢复到基态。外层轨道电子的能量高于内层轨道电子的能量。外层电子跃人内层空穴时,多余的能量即以电磁辐射形式发出。这种电磁辐射的波长位于X射线区域,因而形成特征x射线。

责任编辑:sealion1986

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