Menyu
Pulsuz
Qeydiyyat
Ev  /  Qadın problemləri/ Nəticədə rentgen şüaları əmələ gəlir. rentgen şüaları

Nəticədə rentgen şüaları yaranır. rentgen şüaları

1895-ci ildə alman fiziki V.Rentgen yeni, əvvəllər naməlum olan elektromaqnit şüalanma növünü kəşf etdi və onu kəşf edənin şərəfinə rentgen şüası adlandırıldı. V.Rentgen 50 yaşında Vürzburq Universitetinin rektoru vəzifəsini tutaraq, dövrünün ən yaxşı eksperimentatorlarından biri kimi şöhrət qazanaraq öz kəşfinin müəllifi oldu. X-şüasının kəşfi üçün texniki tətbiqi ilk tapanlardan biri Amerikalı Edison oldu. O, rahat nümayiş aparatı yaratdı və artıq 1896-cı ilin may ayında Nyu-Yorkda ziyarətçilərin baxa biləcəyi rentgen sərgisi təşkil etdi. öz əli parlayan ekranda. Edisonun köməkçisi daimi nümayişlər zamanı aldığı ağır yanıqlardan öldükdən sonra ixtiraçı rentgen şüaları ilə sonrakı təcrübələri dayandırdı.

X-ray radiasiyası böyük nüfuzetmə qabiliyyətinə görə tibbdə istifadə olunmağa başladı. Əvvəlcə sümük sınıqlarını araşdırmaq və yerini müəyyən etmək üçün rentgen şüalarından istifadə olunurdu xarici cisimlər insan bədənində. Hal-hazırda rentgen şüalanmasına əsaslanan bir neçə üsul var. Ancaq bu üsulların çatışmazlıqları var: radiasiya dəriyə dərin zərər verə bilər. Görünən xoralar çox vaxt xərçəngə çevrilirdi. Bir çox hallarda barmaqlar və ya əllər amputasiya edilməli olurdu. rentgen(transilluminasiyanın sinonimi) rentgen müayinəsinin əsas üsullarından biri olub, şəffaf (flüoresan) ekranda tədqiq olunan obyektin planar müsbət təsvirinin alınmasından ibarətdir. Flüoroskopiya zamanı obyekt şəffaf ekran və rentgen borusu arasında yerləşdirilir. Müasir rentgen ötürücü ekranlarda görüntü rentgen borusu işə salındıqda görünür və söndürüldükdən dərhal sonra yox olur. Flüoroskopiya bir orqanın funksiyasını - ürəyin pulsasiyasını, qabırğaların, ağciyərlərin, diafraqmanın tənəffüs hərəkətlərini, həzm sisteminin peristaltikasını və s. Flüoroskopiya mədə, mədə-bağırsaq traktının, onikibarmaq bağırsaq xəstəliklərinin, qaraciyər, öd kisəsi və öd yollarının xəstəliklərinin müalicəsində istifadə olunur. Bu zaman tibbi zond və manipulyatorlar toxumaya zərər vermədən daxil edilir və əməliyyat zamanı hərəkətlər floroskopiya ilə idarə olunur və monitorda görünür.
rentgen - Fotohəssas materialda hərəkətsiz təsvirin qeydiyyatı ilə rentgen diaqnostik metodu - xüsusi. fotoqrafiya filmi (rentgen filmi) və ya sonradan foto işlənməsi ilə foto kağız; Rəqəmsal rentgenoqrafiya ilə görüntü kompüter yaddaşına yazılır. X-ray diaqnostik aparatlarında - stasionar, xüsusi təchiz olunmuş rentgen otaqlarında quraşdırılmış və ya mobil və portativ - xəstənin çarpayısında və ya əməliyyat otağında aparılır. X-şüaları müxtəlif orqanların struktur elementlərini flüoresan ekrandan çox daha aydın göstərir. X-şüaları müxtəlif xəstəliklərin müəyyən edilməsi və qarşısının alınması üçün aparılır; Rentgen şəkli yalnız çəkiliş zamanı orqan və ya toxumanın vəziyyətini qeyd edir. Ancaq bir radioqrafiya müəyyən bir anda yalnız anatomik dəyişiklikləri qeyd edir, statik bir proses verir; müəyyən fasilələrlə çəkilmiş bir sıra rentgenoqrafiya vasitəsilə prosesin dinamikasını, yəni funksional dəyişiklikləri öyrənmək mümkündür. Tomoqrafiya. Tomoqrafiya sözünü yunan dilindən belə tərcümə etmək olar "şəkil dilimləri". Bu o deməkdir ki, tomoqrafiyanın məqsədi tədqiq olunan obyektin daxili strukturunun lay-lay təsvirini əldə etməkdir. Kompüter tomoqrafiyası ilə xarakterizə olunur yüksək qətnamə, bu, yumşaq toxumalarda incə dəyişiklikləri ayırd etməyə imkan verir. CT, digər üsullarla aşkar edilə bilməyən patoloji prosesləri aşkar etməyə imkan verir. Bundan əlavə, KT-nin istifadəsi diaqnostik proses zamanı xəstələrin qəbul etdiyi rentgen şüalarının dozasını azaltmağa imkan verir.
Flüoroqrafiya - diaqnostik üsul orqan və toxumaların təsvirinə imkan verən 20-ci əsrin sonlarında, rentgen şüalarının kəşfindən bir il sonra hazırlanmışdır. Fotoşəkillərdə skleroz, fibroz, yad cisimlər, neoplazmalar, inkişaf etmiş dərəcədə iltihab, qazların və boşluqlarda infiltrasiya, abses, kistlər və s. Çox vaxt döş qəfəsinin rentgenoqrafiyası vərəmi, ağciyərlərdə və ya döş qəfəsində bədxassəli şişi və digər patologiyaları aşkar etmək üçün aparılır.
X-ray terapiyası- Bu müasir üsul, müəyyən birgə patologiyaların müalicəsində istifadə olunur. Bu üsulla ortopedik xəstəliklərin müalicəsinin əsas istiqamətləri bunlardır: Xroniki. oynaqların iltihabi prosesləri (artrit, poliartrit); Degenerativ (osteoartroz, osteoxondroz, deformasiya edən spondiloz). Radioterapiyanın məqsədi patoloji olaraq dəyişdirilmiş toxumaların hüceyrələrinin həyati fəaliyyətinin inhibə edilməsi və ya onların tam məhv edilməsidir. Qeyri-şiş xəstəlikləri üçün radioterapiya iltihab reaksiyasını yatırmağa, proliferativ prosesləri maneə törətməyə, ağrı həssaslığını və bezlərin sekretor fəaliyyətini azaltmağa yönəldilmişdir. Nəzərə almaq lazımdır ki, cinsi vəzilər, qanyaradıcı orqanlar, leykositlər, bədxassəli şiş hüceyrələri rentgen şüalarına ən çox həssasdırlar. Radiasiya dozası hər bir konkret halda fərdi olaraq müəyyən edilir.

Rentgen şüalarının kəşfinə görə birinci mükafata layiq görüldü Nobel mükafatı fizikada idi və Nobel komitəsi onun kəşfinin praktik əhəmiyyətini vurğuladı.
Beləliklə, rentgen şüaları dalğa uzunluğu 105 - 102 nm olan görünməz elektromaqnit şüalarıdır. rentgen şüaları görünən işığa qeyri-şəffaf olan bəzi materiallara nüfuz edə bilər. Onlar maddədə sürətli elektronların ləngiməsi (fasiləsiz spektr) və elektronların atomun xarici elektron qabıqlarından daxili elektronlara keçidi zamanı (xətt spektri) yayılır. Rentgen şüalanmasının mənbələri bunlardır: rentgen borusu, bəzi radioaktiv izotoplar, sürətləndiricilər və elektron saxlama cihazları (sinxrotron şüalanması). Qəbuledicilər - fotofilm, flüoresan ekranlar, nüvə radiasiya detektorları. X-şüaları rentgen şüalarının difraksiya analizində, tibbdə, qüsurların aşkarlanmasında, rentgen spektral analizində və s.

Bəzi xəstəliklərin müasir tibbi diaqnostikası və müalicəsini rentgen şüalarının xüsusiyyətlərindən istifadə edən cihazlar olmadan təsəvvür etmək mümkün deyil. X-şüalarının kəşfi 100 ildən çox əvvəl baş verib, lakin indi də minimuma endirməyə imkan verən yeni texnika və cihazların yaradılması üzərində iş davam edir. mənfi hərəkət insan bədəninə radiasiya.

X-şüalarını kim və necə kəşf etdi?

Təbii şəraitdə rentgen şüaları nadirdir və yalnız müəyyən radioaktiv izotoplar tərəfindən yayılır. X-şüaları və ya rentgen şüaları yalnız 1895-ci ildə alman alimi Vilhelm Röntgen tərəfindən kəşf edilmişdir. Bu kəşf, vakuuma yaxınlaşan şəraitdə işıq şüalarının davranışını öyrənmək üçün aparılan təcrübə zamanı təsadüfən baş verib. Təcrübədə katodlu qaz boşaltma borusu iştirak edirdi aşağı qan təzyiqi və boru hər dəfə işə başlayanda parlamağa başlayan flüoresan ekran.

Qəribə effektlə maraqlanan Rentgen, baş verənlərin heç bir şey olmadığını göstərən bir sıra araşdırmalar apardı. gözə görünən radiasiya müxtəlif maneələrə nüfuz edə bilər: kağız, ağac, şüşə, bəzi metallar və hətta insan bədənindən. Baş verənlərin mahiyyətinin başa düşülməməsinə baxmayaraq, belə bir hadisənin naməlum hissəciklər və ya dalğalar axınının yaranması ilə bağlı olub-olmamasına baxmayaraq, aşağıdakı nümunə qeyd edildi - radiasiya bədənin yumşaq toxumalarından asanlıqla keçir və sərt canlı toxumalar və cansız maddələr vasitəsilə daha çətindir.

Rentgen bu fenomeni öyrənən ilk şəxs deyildi. 19-cu əsrin ortalarında oxşar imkanlar fransız Antuan Meyson və ingilis Uilyam Kruks tərəfindən araşdırılmışdır. Bununla belə, ilk dəfə katod borusu və tibbdə istifadə oluna bilən göstərici ixtira edən Rentgen olmuşdur. İlk nəşr etdirən o idi elmi iş, bu ona fiziklər arasında ilk Nobel mükafatı laureatı adını qazandırdı.

1901-ci ildə radiologiya və radiologiyanın qurucuları olan üç alim arasında səmərəli əməkdaşlıq başladı.

X-şüalarının xassələri

X-şüaları var komponent elektromaqnit şüalanmasının ümumi spektri. Dalğa uzunluğu qamma və ultrabənövşəyi şüalar arasındadır. X-şüaları bütün adi dalğa xüsusiyyətlərinə malikdir:

  • difraksiya;
  • qırılma;
  • müdaxilə;
  • yayılma sürəti (işıq sürətinə bərabərdir).

Süni olaraq rentgen şüalarının axını yaratmaq üçün xüsusi cihazlardan - rentgen borularından istifadə olunur. Rentgen şüalanması volframdan sürətli elektronların isti anoddan buxarlanan maddələrlə təması nəticəsində baş verir. Qarşılıqlı təsir fonunda 100-dən 0,01 nm-ə qədər spektrdə və 100-0,1 MeV enerji diapazonunda yerləşən qısa uzunluqlu elektromaqnit dalğaları yaranır. Şüaların dalğa uzunluğu 0,2 nm-dən azdırsa, bu, dalğa uzunluğu bu dəyərdən böyükdürsə, onlara yumşaq rentgen şüaları deyilir.

Elektronların və anod maddənin təması nəticəsində yaranan kinetik enerjinin 99% istilik enerjisinə çevrilməsi və yalnız 1% rentgen şüaları olması çox vacibdir.

X-şüaları radiasiya - qısa və xarakterikdir

Rentgen şüalanması iki növ şüanın superpozisiyasıdır - bremsstrahlung və xarakterik. Onlar eyni vaxtda boruda əmələ gəlir. Buna görə də, rentgen şüalanması və hər bir xüsusi rentgen borusunun xüsusiyyətləri - onun şüalanma spektri - bu göstəricilərdən asılıdır və onların üst-üstə düşməsini təmsil edir.

Bremsstrahlung və ya davamlı rentgen şüaları volfram filamentindən buxarlanan elektronların ləngiməsinin nəticəsidir.

X-ray borusunun anodunun maddənin atomlarının yenidən qurulması anında xarakterik və ya xətt rentgen şüaları əmələ gəlir. Xarakterik şüaların dalğa uzunluğu birbaşa borunun anodunu hazırlamaq üçün istifadə olunan kimyəvi elementin atom nömrəsindən asılıdır.

Rentgen şüalarının sadalanan xüsusiyyətləri onlardan praktikada istifadə etməyə imkan verir:

  • adi gözlərə görünməzlik;
  • görünən spektrin şüalarını ötürməyən canlı toxumalar və qeyri-canlı materiallar vasitəsilə yüksək nüfuzetmə qabiliyyəti;
  • molekulyar strukturlara ionlaşma təsiri.

Rentgen təsvirinin prinsipləri

Təsvirin əsaslandığı rentgen şüalarının xüsusiyyətləri müəyyən maddələrin parçalanması və ya parıltısına səbəb olmaq qabiliyyətidir.

Rentgen şüalanması kadmium və sink sulfidlərində - yaşıl, kalsium volframında - floresan parıltıya səbəb olur. mavi. Bu xüsusiyyət tibbi rentgen görüntüləmə üsullarında istifadə olunur və həmçinin rentgen ekranlarının funksionallığını artırır.

Rentgen şüalarının fotohəssas gümüş halid materiallarına fotokimyəvi təsiri (ekspozisiya) diaqnostikaya - rentgen fotoşəkilləri çəkməyə imkan verir. Bu xüsusiyyət rentgen otaqlarında laborantların qəbul etdikləri ümumi dozanın ölçülməsi zamanı da istifadə olunur. Bədənin dozimetrlərində xüsusi həssas lentlər və göstəricilər var. Rentgen şüalarının ionlaşdırıcı təsiri müəyyən etməyə imkan verir və keyfiyyət xüsusiyyətləri rentgen şüaları aldı.

Ənənəvi rentgen şüalarından bir dəfə radiasiyaya məruz qalma xərçəng riskini yalnız 0,001% artırır.

X-şüalarının istifadə olunduğu sahələr

Aşağıdakı sənaye sahələrində rentgen şüalarının istifadəsinə icazə verilir:

  1. Təhlükəsizlik. Hava limanlarında, gömrükdə və ya təhlükəli və qadağan olunmuş əşyaları aşkar etmək üçün stasionar və portativ qurğular böyük klaster insanlar.
  2. Kimya sənayesi, metallurgiya, arxeologiya, memarlıq, tikinti, bərpa işləri - qüsurları aşkar etmək və maddələrin kimyəvi analizini aparmaq.
  3. Astronomiya. X-ray teleskoplarından istifadə edərək kosmik cisimləri və hadisələri müşahidə etməyə kömək edir.
  4. Hərbi sənaye. Lazer silahlarını inkişaf etdirmək.

Rentgen şüalarının əsas tətbiqi tibb sahəsindədir. Bu gün tibbi radiologiya bölməsinə daxildir: radiodiaqnoz, radioterapiya (rentgen terapiyası), radiocərrahiyyə. Tibb universitetləri yüksək ixtisaslı mütəxəssislər - radioloqlar hazırlayır.

X-şüalanma - zərər və faydaları, orqanizmə təsiri

X-şüalarının yüksək nüfuzetmə gücü və ionlaşdırıcı təsiri hüceyrə DNT-sinin strukturunda dəyişikliklərə səbəb ola bilər və buna görə də insanlar üçün təhlükə yaradır. X-şüalarının zərəri alınan radiasiya dozası ilə düz mütənasibdir. Müxtəlif orqanlar müxtəlif dərəcədə radiasiyaya cavab verir. Ən həssaslara aşağıdakılar daxildir:

  • sümük iliyi və sümük toxuması;
  • göz lensi;
  • tiroid bezi;
  • süd vəziləri və reproduktiv bezlər;
  • ağciyər toxuması.

Rentgen şüalanmasının nəzarətsiz istifadəsi geri dönən və geri dönməz patologiyalara səbəb ola bilər.

Rentgen şüalanmasının nəticələri:

  • sümük iliyinin zədələnməsi və hematopoietik sistemin patologiyalarının baş verməsi - eritrositopeniya, trombositopeniya, lösemi;
  • kataraktın sonrakı inkişafı ilə lensin zədələnməsi;
  • irsi hüceyrə mutasiyaları;
  • xərçəngin inkişafı;
  • radiasiya yanıqlarının qəbulu;
  • radiasiya xəstəliyinin inkişafı.

Vacibdir! Radioaktiv maddələrdən fərqli olaraq, rentgen şüaları bədən toxumalarında yığılmır, yəni rentgen şüalarının bədəndən çıxarılmasına ehtiyac yoxdur. Rentgen şüalarının zərərli təsiri tibbi cihaz söndürüldükdə sona çatır.

Rentgen şüalanmasının tibbdə istifadəsi yalnız diaqnostik (travmatologiya, stomatologiya) üçün deyil, həm də terapevtik məqsədlər üçün icazə verilir:

  • Kiçik dozalarda rentgen şüaları canlı hüceyrələrdə və toxumalarda maddələr mübadiləsini stimullaşdırır;
  • onkoloji və benign neoplazmaların müalicəsi üçün müəyyən məhdudlaşdırıcı dozalar istifadə olunur.

X-şüalarından istifadə edərək patologiyaların diaqnozu üsulları

Radiodiaqnostika aşağıdakı üsulları əhatə edir:

  1. Flüoroskopiya, flüoresan ekranda real vaxt rejimində bir görüntünün əldə edildiyi bir araşdırmadır. Real vaxt rejimində bədən hissəsinin təsvirinin klassik əldə edilməsi ilə yanaşı, bu gün rentgen televiziyasının transilluminasiya texnologiyaları mövcuddur - görüntü flüoresan ekrandan başqa otaqda yerləşən televiziya monitoruna ötürülür. Yaranan təsviri emal etmək, sonra onu ekrandan kağıza köçürmək üçün bir neçə rəqəmsal üsul hazırlanmışdır.
  2. Flüoroqrafiya sinə orqanlarının müayinəsinin ən ucuz üsuludur, 7x7 sm ölçüdə kiçildilmiş şəkil çəkməkdən ibarətdir, səhv ehtimalına baxmayaraq, əhalinin kütləvi illik müayinəsini aparmağın yeganə yoludur. Metod təhlükəli deyil və alınan radiasiya dozasının bədəndən çıxarılmasını tələb etmir.
  3. Radioqrafiya, orqanın formasını, mövqeyini və ya tonunu aydınlaşdırmaq üçün film və ya kağız üzərində xülasə şəklinin istehsalıdır. Peristalsis və selikli qişaların vəziyyətini qiymətləndirmək üçün istifadə edilə bilər. Seçim varsa, müasir rentgen cihazları arasında rentgen axınının köhnə cihazlardan daha yüksək ola biləcəyi rəqəmsal cihazlara deyil, birbaşa yastı olan aşağı dozalı rentgen cihazlarına üstünlük verilməlidir. yarımkeçirici detektorlar. Onlar bədəndəki yükü 4 dəfə azaltmağa imkan verir.
  4. Kompüter rentgen tomoqrafiyası seçilmiş orqanın hissələrinin lazımi sayda şəkillərini əldə etmək üçün rentgen şüalarından istifadə edən bir texnikadır. Müasir KT cihazlarının bir çox növləri arasında aşağı dozalı yüksək rezolyusiyaya malik kompüter tomoqrafları bir sıra təkrar tədqiqatlar üçün istifadə olunur.

Radioterapiya

Rentgen terapiyası yerli müalicə üsuludur. Çox vaxt bu üsul xərçəng hüceyrələrini məhv etmək üçün istifadə olunur. Təsiri cərrahi çıxarılması ilə müqayisə oluna bildiyi üçün bu müalicə üsulu tez-tez radiocərrahiyyə adlanır.

Bu gün rentgen müalicəsi aşağıdakı üsullarla həyata keçirilir:

  1. Xarici (proton terapiyası) - radiasiya şüası xaricdən xəstənin bədəninə daxil olur.
  2. Daxili (braxiterapiya) - radioaktiv kapsulların bədənə implantasiyası, xərçəng şişinə daha yaxın yerləşdirilməsi yolu ilə istifadəsi. Bu müalicə üsulunun dezavantajı, kapsul bədəndən çıxarılana qədər xəstəni təcrid etmək lazımdır.

Bu üsullar yumşaqdır və bəzi hallarda onların istifadəsi kemoterapiyaya üstünlük verilir. Bu populyarlıq, şüaların yığılmaması və bədəndən çıxarılmasını tələb etməməsi, digər hüceyrələrə və toxumalara təsir etmədən seçici təsir göstərməsi ilə bağlıdır;

X-şüalarına təhlükəsiz məruz qalma həddi

İcazə verilən illik məruz qalma normasının bu göstəricisinin öz adı var - genetik əhəmiyyətli ekvivalent doza (GSD). Bu göstəricinin aydın kəmiyyət dəyərləri yoxdur.

  1. Bu göstərici xəstənin yaşından və gələcəkdə uşaq sahibi olmaq istəyindən asılıdır.
  2. Hansı orqanların müayinə və ya müalicə olunduğundan asılıdır.
  3. GZD-yə insanın yaşadığı bölgədəki təbii radioaktiv fonun səviyyəsi təsir göstərir.

Bu gün aşağıdakı orta GZD standartları qüvvədədir:

  • tibbi mənbələr istisna olmaqla və təbii radiasiya fonu nəzərə alınmadan bütün mənbələrdən məruz qalma səviyyəsi - ildə 167 mrem;
  • illik tibbi müayinə norması ildə 100 mrem-dən çox deyil;
  • ümumi təhlükəsiz dəyəri ildə 392 mrem təşkil edir.

Rentgen şüaları bədəndən çıxarılmasını tələb etmir və yalnız intensiv və uzun müddət məruz qaldıqda təhlükəlidir. Müasir tibbi avadanlıq qısa müddətli az enerjili şüalanmadan istifadə edir, ona görə də onun istifadəsi nisbətən zərərsiz hesab olunur.

X-ray radiasiyası, görünməz şüalanma olsa da nüfuz edə bilir müxtəlif dərəcələrdə, bütün maddələrdə. Dalğa uzunluğu təxminən 10-8 sm olan elektromaqnit şüalanmasıdır.

Görünən işıq kimi, rentgen şüaları da foto filmin qaralmasına səbəb olur. Bu əmlak var vacibdir tibb, sənaye və elmi tədqiqat. Tədqiq olunan obyektdən keçərək və sonra foto plyonkaya düşən rentgen şüası onu onun üzərində təsvir edir. daxili quruluş. Rentgen şüalarının nüfuzetmə gücü müxtəlif materiallar üçün fərqli olduğundan, cismin ona daha az şəffaf olan hissələri radiasiyanın yaxşı keçdiyi hissələrə nisbətən fotoşəkildə daha yüngül sahələr yaradır. Beləliklə, sümük toxuması rentgen şüalarına daha az şəffafdır, daha dərini təşkil edən toxuma və daxili orqanlar. Buna görə də, rentgendə sümüklər daha yüngül sahələr kimi görünəcək və radiasiyaya daha şəffaf olan qırıq yeri olduqca asanlıqla aşkar edilə bilər. X-şüaları stomatologiyada dişlərin köklərində kariyes və absesləri aşkar etmək üçün, sənayedə isə tökmə, plastik və kauçuklarda çatları aşkar etmək üçün istifadə olunur.

X-şüaları kimyada birləşmələri təhlil etmək üçün, fizikada isə kristalların quruluşunu öyrənmək üçün istifadə olunur. Kimyəvi birləşmədən keçən rentgen şüası xarakterik ikincili şüalanma yaradır, onun spektroskopik analizi kimyaçıya birləşmənin tərkibini təyin etməyə imkan verir. Kristal maddənin üzərinə düşən zaman kristalın atomları tərəfindən rentgen şüaları səpələnir, bu da foto lövhədə ləkələrin və zolaqların aydın, müntəzəm təsvirini verir ki, bu da kristalın daxili quruluşunu təyin etməyə imkan verir.

X-şüalarının xərçəngin müalicəsində istifadəsi onun xərçəng hüceyrələrini öldürməsinə əsaslanır. Bununla belə, normal hüceyrələrə də arzuolunmaz təsir göstərə bilər. Buna görə də, rentgen şüalarından bu şəkildə istifadə edərkən son dərəcə ehtiyatlı olmaq lazımdır.

Rentgen şüalarının qəbulu

Rentgen şüalanması yüksək sürətlə hərəkət edən elektronların maddə ilə qarşılıqlı əlaqəsi zamanı baş verir. Elektronlar hər hansı bir maddənin atomları ilə toqquşduqda kinetik enerjilərini tez itirirlər. Bu zaman onun çox hissəsi istiliyə çevrilir və adətən 1%-dən az olan kiçik bir hissəsi rentgen enerjisinə çevrilir. Bu enerji kvantlar - enerjisi olan, lakin istirahət kütləsi sıfır olan foton adlanan hissəciklər şəklində buraxılır. X-şüaları fotonları dalğa uzunluğu ilə tərs mütənasib olan enerjilərində fərqlənirlər. X-şüalarının istehsalının ənənəvi üsulu rentgen spektri adlanan geniş dalğa uzunluqlarını yaradır.

X-ray boruları. Elektronların maddə ilə qarşılıqlı təsiri ilə rentgen şüaları yaratmaq üçün elektronların mənbəyinə, onları yüksək sürətlə sürətləndirən vasitəyə və elektron bombardmanına tab gətirə bilən və lazımi intensivlikdə rentgen şüalanması yarada bilən bir hədəfə sahib olmaq lazımdır. Bütün bunları ehtiva edən cihaz rentgen borusu adlanır. Erkən tədqiqatçılar müasir qaz boşaltma boruları kimi "dərindən evakuasiya edilmiş" borulardan istifadə edirdilər. Onlarda vakuum çox da yüksək deyildi.

Boşaltma borularında az miqdarda qaz olur və borunun elektrodlarına böyük potensial fərqi tətbiq edildikdə, qaz atomları müsbət və mənfi ionlara çevrilir. Müsbət olanlar mənfi elektroda (katod) doğru hərəkət edir və üzərinə düşərək ondan elektronları çıxarır və onlar da öz növbəsində müsbət elektroda (anod) doğru hərəkət edir və onu bombalayaraq rentgen fotonları axını yaradırlar. .

Coolidge tərəfindən hazırlanmış müasir rentgen borusunda (şəkil 11) elektronların mənbəyi yüksək temperatura qədər qızdırılan volfram katodudur.

düyü. 11.

Elektronlar anod (və ya anti-katod) və katod arasındakı yüksək potensial fərqi ilə yüksək sürətə qədər sürətləndirilir. Elektronlar atomlarla toqquşmadan anoda çatmalı olduğundan, borunun yaxşı boşaldılmasını tələb edən çox yüksək vakuum lazımdır. Bu da qalan qaz atomlarının ionlaşma ehtimalını və yaranan yan cərəyanları azaldır.

Elektronlarla bombardman edildikdə, volfram antikatodu xarakterik rentgen şüaları yayır. Rentgen şüasının kəsişməsi faktiki şüalanmış sahədən kiçikdir. 1 - elektron şüa; 2 - fokus elektrodu olan katod; 3 - şüşə qabıq (boru); 4 - volfram hədəfi (anti-katod); 5 - katod filamenti; 6 - faktiki şüalanmış sahə; 7 - effektiv fokus nöqtəsi; 8 - mis anod; 9 - pəncərə; 10 - səpələnmiş rentgen şüaları.

Elektronlar katodu əhatə edən xüsusi formalı elektrod vasitəsilə anoda yönəldilir. Bu elektrod fokus elektrodu adlanır və katodla birlikdə borunun "elektron işıqforunu" təşkil edir. Elektron bombardmanına məruz qalan anod odadavamlı materialdan hazırlanmalıdır, çünki bombardman edən elektronların kinetik enerjisinin böyük hissəsi istiliyə çevrilir. Bundan əlavə, anodun yüksək atom nömrəsi olan bir materialdan hazırlanması arzu edilir, çünki Atom sayının artması ilə rentgen şüalarının məhsuldarlığı artır. Ən çox seçilən anod materialı, atom nömrəsi 74 olan volframdır. X-ray borularının dizaynı tətbiq şərtlərindən və tələblərdən asılı olaraq dəyişə bilər.

Fizika baxımından rentgen şüalanması dalğa uzunluğu 0,001 ilə 50 nanometr arasında dəyişən elektromaqnit şüalanmadır. 1895-ci ildə alman fiziki V.K.Rentgen tərəfindən kəşf edilmişdir.

Təbiətinə görə bu şüalar günəşin ultrabənövşəyi radiasiyası ilə bağlıdır. Radio dalğaları spektrdə ən uzun dalğalardır. Onların arxasında infraqırmızı işıq gəlir, gözlərimiz onu qəbul etmir, amma biz bunu istilik kimi hiss edirik. Sonra qırmızıdan bənövşəyə qədər şüalar gəlir. Sonra - ultrabənövşəyi (A, B və C). Və dərhal arxasında rentgen şüaları və qamma radiasiya var.

X-şüaları iki yolla əldə edilə bilər: maddədən keçən yüklü hissəciklərin ləngiməsi və enerji ayrıldıqda elektronların daha yüksək təbəqələrdən daxili təbəqələrə keçməsi ilə.

Görünən işıqdan fərqli olaraq, bu şüalar çox uzundur, buna görə də əks olunmadan, sınmadan və ya yığılmadan qeyri-şəffaf materiallara nüfuz edə bilirlər.

Bremsstrahlung əldə etmək daha asandır. Doldurulmuş hissəciklər əyləc zamanı elektromaqnit şüaları yayırlar. Bu hissəciklərin sürətlənməsi nə qədər çox olarsa və deməli, yavaşlama nə qədər kəskin olarsa, bir o qədər çox rentgen şüalanması yaranır və onun dalğalarının uzunluğu qısalır. Əksər hallarda, praktikada bərk cisimlərdə elektronların yavaşlaması prosesində şüaların istehsalına müraciət edirlər. Bu, bu şüalanma mənbəyini radiasiyaya məruz qalma təhlükəsi olmadan idarə etməyə imkan verir, çünki mənbə söndürüldükdə rentgen şüaları tamamilə yox olur.

Belə şüalanmanın ən çox yayılmış mənbəyi onun yaydığı radiasiyanın qeyri-homogen olmasıdır. O, həm yumşaq (uzun dalğalı), həm də sərt (qısa dalğalı) radiasiya ehtiva edir. Yumşaq şüalanma onun insan orqanizmi tərəfindən tamamilə udulması ilə xarakterizə olunur, ona görə də belə rentgen şüaları sərt şüalardan iki dəfə çox zərər verir. İnsan toxumasında həddindən artıq elektromaqnit şüalanmasına məruz qaldıqda, ionlaşma hüceyrələrə və DNT-yə zərər verə bilər.

Boruda iki elektrod var - mənfi katod və müsbət anod. Katod qızdırıldıqda ondan elektronlar buxarlanır, sonra elektrik sahəsində sürətlənir. Anodların bərk maddəsi ilə qarşılaşdıqda, onlar elektromaqnit şüalarının emissiyası ilə müşayiət olunan yavaşlamağa başlayırlar.

Xassələri tibbdə geniş istifadə olunan rentgen şüalanması həssas ekranda tədqiq olunan obyektin kölgə şəklinin alınmasına əsaslanır. Diaqnoz qoyulan orqan bir-birinə paralel şüalar şüası ilə işıqlandırılırsa, bu orqandan kölgələrin proyeksiyası təhrif edilmədən (mütənasib olaraq) ötürüləcəkdir. Təcrübədə radiasiya mənbəyi daha çox nöqtə mənbəyinə bənzəyir, buna görə də insandan və ekrandan bir məsafədə yerləşir.

Onu əldə etmək üçün insan rentgen borusu ilə radiasiya qəbuledicisi kimi çıxış edən ekran və ya film arasına yerləşdirilir. Şüalanma nəticəsində sümük və digər sıx toxumalar təsvirdə aydın kölgələr kimi görünür, daha az udma ilə toxumaları ötürən daha az ifadəli sahələrin fonunda daha fərqli görünür. X-şüaları zamanı insan “şəffaf” olur.

X-şüaları yayıldıqca səpələnə və udula bilər. Şüalar udulmazdan əvvəl havada yüzlərlə metr keçə bilir. Sıx maddədə onlar daha sürətli əmilir. İnsanın bioloji toxumaları heterojendir, ona görə də onların şüaların udulması orqan toxumasının sıxlığından asılıdır. şüaları yumşaq toxumadan daha sürətli udur, çünki tərkibində yüksək atom nömrələri olan maddələr var. Fotonlar (şüaların ayrı-ayrı hissəcikləri) insan bədəninin müxtəlif toxumaları tərəfindən müxtəlif yollarla udulur, bu da rentgen şüalarından istifadə edərək kontrastlı görüntü əldə etməyə imkan verir.

Atom hadisələrinin öyrənilməsində və praktiki istifadəsində onlardan biri kritik rollar X-şüaları oynayır. Onların tədqiqatları sayəsində bir çox kəşflər edilmiş və maddələrin təhlili üsulları hazırlanmış, müxtəlif sahələrdə istifadə edilmişdir. Burada rentgen şüalarının bir növünə - xarakterik rentgen şüalarına baxacağıq.

X-şüalarının təbiəti və xassələri

Rentgen şüalanması kosmosda təxminən 300.000 km/s sürətlə yayılan elektromaqnit sahəsinin vəziyyətinin yüksək tezlikli dəyişməsidir, yəni elektromaqnit dalğalarıdır. Elektromaqnit şüalanma diapazonunun miqyasında rentgen şüaları təxminən 10 -8 ilə 5∙10 -12 metr arasında dalğa uzunluğu bölgəsində yerləşir ki, bu da optik dalğalardan bir neçə dəfə qısadır. Bu, 3∙10 16-dan 6∙10 19 Hz-ə qədər tezliklərə və 10 eV-dən 250 keV-ə qədər enerjilərə və ya 1,6∙10 -18 ilə 4∙10 -14 J arasında uyğundur. Qeyd etmək lazımdır ki, tezlik diapazonlarının sərhədləri elektromaqnit şüalanması onların üst-üstə düşməsi səbəbindən olduqca ixtiyaridir.

Sürətlənmiş yüklü hissəciklərin (yüksək enerjili elektronlar) elektrik və maqnit sahələri və maddə atomları ilə qarşılıqlı təsiridir.

X-şüaları fotonları yüksək enerji və yüksək nüfuzetmə və ionlaşdırıcı güclərlə xarakterizə olunur, xüsusən dalğa uzunluğu 1 nanometrdən (10 -9 m) az olan sərt rentgen şüaları üçün.

Rentgen şüaları fotoelektrik effekt (fotoabsorbsiya) və qeyri-koherent (Compton) səpilmə proseslərində maddə ilə qarşılıqlı əlaqədə olur, onun atomlarını ionlaşdırır. Fotoabsorbsiyada bir atomun elektronu tərəfindən udulmuş rentgen fotonu enerjini ona ötürür. Əgər onun dəyəri atomdakı elektronun bağlanma enerjisindən artıqdırsa, o zaman atomu tərk edir. Kompton səpilməsi daha sərt (enerjili) rentgen fotonları üçün xarakterikdir. Udulmuş fotonun enerjisinin bir hissəsi ionlaşmaya sərf olunur; bu halda, birincil fotonun istiqamətinə müəyyən bir açı ilə, daha aşağı tezlikli ikincil bir foton buraxılır.

Rentgen şüalarının növləri. Bremsstrahlung

Şüaları istehsal etmək üçün içərisində elektrodları olan şüşə vakuum silindrlərindən istifadə olunur. Elektrodlar arasında potensial fərq çox yüksək olmalıdır - yüzlərlə kilovolta qədər. Volfram katodunda termion emissiya baş verir, cərəyanla qızdırılır, yəni ondan elektronlar buraxılır, potensial fərqlə sürətlənir, anodu bombalayır. Onların anodun atomları ilə (bəzən antikatod adlanır) qarşılıqlı təsiri nəticəsində rentgen fotonları yaranır.

Hansı prosesin fotonun yaranmasına gətirib çıxarmasından asılı olaraq, rentgen şüalarının növləri fərqlənir: bremsstrahlung və xarakterik.

Elektronlar anodla qarşılaşdıqda yavaşlaya bilər, yəni atomlarının elektrik sahələrində enerji itirə bilər. Bu enerji rentgen fotonları şəklində yayılır. Bu növ radiasiya bremsstrahlung adlanır.

Ayrı-ayrı elektronlar üçün əyləc şərtlərinin fərqli olacağı aydındır. Bu, onların rentgen şüalanmasına çevrilməsi deməkdir müxtəlif miqdarlar onların kinetik enerjisi. Nəticədə, bremsstrahlung müxtəlif tezliklərin və müvafiq olaraq dalğa uzunluqlarının fotonlarını ehtiva edir. Buna görə də onun spektri davamlıdır (davamlıdır). Bəzən bu səbəbdən onu “ağ” rentgen şüası da adlandırırlar.

Bremsstrahlung fotonun enerjisi onu yaradan elektronun kinetik enerjisindən çox ola bilməz, buna görə də bremsstrahlung radiasiyasının maksimum tezliyi (və ən qısa dalğa uzunluğu) ən yüksək dəyər anoda düşən elektronların kinetik enerjisi. Sonuncu elektrodlara tətbiq olunan potensial fərqdən asılıdır.

X-şüalarının başqa bir növü var, onun mənbəyi fərqli bir prosesdir. Bu şüalanma xarakterik şüalanma adlanır və biz onun üzərində daha ətraflı dayanacağıq.

Xarakterik rentgen şüalanması necə yaranır?

Anti-katoda çatdıqdan sonra sürətli bir elektron atomun içərisinə nüfuz edə və aşağı orbitallardan birindən bir elektron çıxara bilər, yəni potensial maneəni dəf etmək üçün kifayət qədər enerji ötürə bilər. Bununla belə, elektronların tutduğu atomda daha yüksək enerji səviyyələri varsa, boşalmış boşluq boş qalmayacaq.

Yadda saxlamaq lazımdır ki, atomun elektron quruluşu, hər hansı bir enerji sistemi kimi, enerjini minimuma endirməyə çalışır. Nokaut nəticəsində yaranan boşluq daha yüksək səviyyələrdən birinin elektronu ilə doldurulur. Onun enerjisi daha yüksəkdir və daha çox alır aşağı səviyyə, o, xarakterik rentgen şüalanmasının kvantı şəklində artıqlığı buraxır.

Atomun elektron quruluşu elektronların mümkün enerji vəziyyətlərinin diskret dəstidir. Buna görə də, elektron boşluqlarının dəyişdirilməsi zamanı buraxılan rentgen fotonları da səviyyə fərqini əks etdirən yalnız ciddi şəkildə müəyyən edilmiş enerji qiymətlərinə malik ola bilər. Nəticədə, xarakterik rentgen şüalanması davamlı olmayan, lakin xətt şəklində olan bir spektrə malikdir. Bu spektr anodun maddəsini xarakterizə etməyə imkan verir - bu şüaların adı da buna görədir. Spektral fərqlər sayəsində bremsstrahlung və xarakterik rentgen şüalanması dedikdə nə nəzərdə tutulduğu aydın olur.

Bəzən artıq enerji atom tərəfindən buraxılmır, ancaq üçüncü elektronun sökülməsinə sərf olunur. Bu proses - sözdə Auger effekti - elektron bağlama enerjisi 1 keV-dən çox olmadıqda baş verir. Buraxılmış Auger elektronunun enerjisi atomun enerji səviyyələrinin strukturundan asılıdır, buna görə də belə elektronların spektrləri də təbiətdə diskretdir.

Xarakterik spektrin ümumi görünüşü

Dar xarakterik xətlər davamlı bremsstrahlung spektri ilə birlikdə rentgen spektral şəkildə mövcuddur. Əgər spektri dalğa uzunluğuna (tezliyə) qarşı intensivliyin qrafiki kimi təsəvvür etsək, xətlərin yerlərində kəskin zirvələri görəcəyik. Onların mövqeyi anod materialından asılıdır. Bu maksimumlar istənilən potensial fərqdə mövcuddur - əgər rentgen şüaları varsa, həmişə zirvələr də olur. Boru elektrodlarında gərginlik artdıqca, həm davamlı, həm də xarakterik rentgen şüalarının intensivliyi artır, lakin zirvələrin yeri və onların intensivlik nisbəti dəyişmir.

X-şüaları spektrlərindəki zirvələr elektronlarla şüalanan antikatodun materialından asılı olmayaraq eyni görünüşə malikdir, lakin müxtəlif materiallarüzərində yerləşir müxtəlif tezliklər, tezlik qiymətlərinin yaxınlığına görə sıra ilə birləşmə. Serialın özləri arasında tezlik fərqi daha əhəmiyyətlidir. Maksimumun növü heç bir şəkildə anod materialının təmiz kimyəvi element və ya mürəkkəb maddə olmasından asılı deyil. Sonuncu halda, onun tərkib elementlərinin xarakterik rentgen spektrləri sadəcə olaraq bir-birinin üzərinə qoyulur.

Tanıtım ilə seriya nömrəsi kimyəvi elementin rentgen spektrinin bütün xətləri daha yüksək tezliklərə doğru sürüşür. Spektr öz görünüşünü saxlayır.

Moseley qanunu

Xarakterik xətlərin spektral yerdəyişməsi fenomeni 1913-cü ildə ingilis fiziki Henri Mozeli tərəfindən eksperimental olaraq kəşf edilmişdir. Bu, ona spektrin maksimal tezliklərini kimyəvi elementlərin seriya nömrələri ilə əlaqələndirməyə imkan verdi. Beləliklə, xarakterik rentgen şüalarının dalğa uzunluğu, müəyyən bir elementlə aydın şəkildə əlaqələndirilə bilər. IN ümumi görünüş Moseley qanunu yazıla bilər aşağıdakı kimi: √f = (Z - S n)/n√R, burada f tezlik, Z elementin seriya nömrəsi, S n skrininq sabiti, n əsas kvant nömrəsi və R Ridberq sabitidir. Bu asılılıq xəttidir və Moseley diaqramında n-in hər bir dəyəri üçün bir sıra düz xətlər kimi görünür.

N dəyərləri xarakterik rentgen emissiya zirvələrinin fərdi sıralarına uyğundur. Moseley qanunu rentgen spektrinin maksimumlarının ölçülmüş dalğa uzunluqlarına (onlar tezliklərlə unikal şəkildə bağlıdır) əsaslanaraq sərt elektronlarla şüalanan kimyəvi elementin seriya nömrəsini təyin etməyə imkan verir.

Kimyəvi elementlərin elektron qabıqlarının quruluşu eynidir. Bu, rentgen şüalarının xarakterik spektrində sürüşmə dəyişikliyinin monotonluğu ilə göstərilir. Tezliyin dəyişməsi struktur deyil, hər bir elementə xas olan elektron qabıqlar arasındakı enerji fərqlərini əks etdirir.

Mozeley qanununun atom fizikasında rolu

Moseley qanunu ilə ifadə olunan ciddi xətti əlaqədən kiçik sapmalar var. Bunlar, birincisi, bəzi elementlərin elektron qabıqlarının doldurulması qaydasının xüsusiyyətləri ilə, ikincisi, ağır atomların elektronlarının hərəkətinin relativistik təsiri ilə əlaqələndirilir. Bundan əlavə, nüvədəki neytronların sayı dəyişdikdə (sözdə izotopik sürüşmə) xətlərin mövqeyi bir qədər dəyişə bilər. Bu təsir atom quruluşunu ətraflı öyrənməyə imkan verdi.

Moseley qanununun əhəmiyyəti son dərəcə böyükdür. Onun Mendeleyevin dövri sisteminin elementlərinə ardıcıl tətbiqi xarakterik maksimalların hər bir kiçik yerdəyişməsinə uyğun gələn sıra ədədinin artırılması modelini yaratdı. Bu, elementlərin sıra sayının fiziki mənası ilə bağlı sualı aydınlaşdırmağa kömək etdi. Z dəyəri sadəcə bir rəqəm deyil: bu nüvənin müsbət elektrik yüküdür, onun tərkibini təşkil edən hissəciklərin vahid müsbət yüklərinin cəmidir. Cədvəldə elementlərin düzgün yerləşdirilməsi və orada boş mövqelərin olması (onlar hələ o zaman mövcud idi) güclü təsdiq aldı. Dövri qanunun etibarlılığı sübuta yetirildi.

Moseley qanunu, əlavə olaraq, eksperimental tədqiqatın bütöv bir istiqamətinin - rentgen spektrometriyasının yarandığı əsas oldu.

Atomun elektron qabıqlarının quruluşu

Elektron strukturunun necə qurulduğunu qısaca xatırlayaq. O, K, L, M, N, O, P, Q hərfləri və ya 1-dən 7-yə qədər rəqəmlərlə təyin olunan qabıqlardan ibarətdir. Qabıqdakı elektronlar eyni əsas kvantla xarakterizə olunur. mümkün enerji dəyərlərini təyin edən n sayı. Xarici qabıqlarda elektron enerjisi daha yüksəkdir və xarici elektronlar üçün ionlaşma potensialı müvafiq olaraq aşağıdır.

Qabığa bir və ya bir neçə alt səviyyə daxildir: s, p, d, f, g, h, i. Hər bir qabıqda alt səviyyələrin sayı əvvəlki ilə müqayisədə bir artır. Hər bir alt səviyyədə və hər bir qabıqda elektronların sayı müəyyən bir dəyəri keçə bilməz. Onlar əsas kvant nömrəsinə əlavə olaraq, formanı təyin edən orbital elektron buludunun eyni dəyəri ilə xarakterizə olunur. Alt səviyyələr aid olduqları qabıqla təyin olunur, məsələn, 2s, 4d və s.

Alt səviyyə, əsas və orbitallara əlavə olaraq, elektronun orbital impulsunun maqnit sahəsinin istiqamətinə proyeksiyasını təyin edən başqa bir kvant nömrəsi - maqnit ilə təyin olunanları ehtiva edir. Bir orbital dördüncü kvant nömrəsinin - spinin dəyəri ilə fərqlənən iki elektrondan çox ola bilməz.

X-şüalarının xarakterik radiasiyasının necə yarandığını daha ətraflı nəzərdən keçirək. Bu tip elektromaqnit emissiyasının mənşəyi atomun daxilində baş verən hadisələrlə əlaqəli olduğundan, onu elektron konfiqurasiyaların yaxınlaşmasında dəqiq təsvir etmək ən əlverişlidir.

X-ray radiasiyasının xarakterik generasiya mexanizmi

Belə ki, bu şüalanmanın səbəbi yüksək enerjili elektronların atomun dərinliyinə nüfuz etməsi nəticəsində yaranan daxili qabıqlarda elektron boşluqlarının əmələ gəlməsidir. Sərt elektronun qarşılıqlı əlaqəyə girmə ehtimalı elektron buludlarının sıxlığı ilə artır. Buna görə də, toqquşmaların ən aşağı K-qabığı kimi sıx şəkildə yığılmış daxili qabıqlarda baş vermə ehtimalı yüksəkdir. Burada atom ionlaşır və 1s qabığında boşluq yaranır.

Bu boşluq qabıqdan daha yüksək enerjiyə malik bir elektron tərəfindən doldurulur, artıq hissəsi rentgen fotonu tərəfindən aparılır. Bu elektron ikinci L qabığından, üçüncü M qabığından və s. “düşə” bilər. Xarakterik bir sıra belə formalaşır bu misalda- K seriyası. Boşluğu dolduran elektronun haradan gəldiyinin göstəricisi seriya təyinatında Yunan indeksi şəklində verilir. "Alfa" L qabığından, "beta" M qabığından gəldiyini bildirir. Hal-hazırda, yunan hərfi indekslərini qabıqları təyin etmək üçün qəbul edilmiş Latın hərfləri ilə əvəz etmək tendensiyası var.

Seriyadakı alfa xəttinin intensivliyi həmişə ən yüksəkdir - bu, qonşu qabıqdan vakansiyanı doldurma ehtimalının ən yüksək olduğunu bildirir.

İndi biz suala cavab verə bilərik, xarakterik rentgen şüalanmasının kvantının maksimum enerjisi nədir. E = E n 2 - E n 1 düsturuna əsasən elektron keçidinin baş verdiyi səviyyələrin enerji dəyərlərindəki fərqlə müəyyən edilir, burada E n 2 və E n 1 elektronun enerjiləridir. keçidin baş verdiyi dövlətlər. Bu parametrin ən yüksək qiyməti maksimum olan K seriyası keçidləri ilə verilir yüksək səviyyələr ağır elementlərin atomları. Lakin bu xətlərin intensivliyi (zirvələrin hündürlüyü) ən aşağıdır, çünki onlar ən az ehtimal olunur.

Əgər elektrodlarda kifayət qədər gərginlik olmadığı üçün sərt elektron K-səviyyəsinə çata bilmirsə, L-səviyyəsində boşluq əmələ gətirir və daha az enerjili L seriyası əmələ gəlir. uzun uzunluqlar dalğalar Sonrakı seriyalar da oxşar şəkildə doğulur.

Bundan əlavə, elektron keçid nəticəsində bir vakansiya doldurulduqda, yuxarıdakı qabıqda yeni bir vakansiya görünür. Bu, növbəti seriyaların yaranmasına şərait yaradır. Elektron boşluqları səviyyədən səviyyəyə yüksəlir və atom ionlaşmış vəziyyətdə qalaraq xarakterik spektral silsilələr kaskadını buraxır.

Xarakterik spektrlərin incə quruluşu

Xarakterik rentgen şüalanmasının atom rentgen spektrləri, optik spektrlərdə olduğu kimi, xəttin parçalanması ilə ifadə olunan incə bir quruluşla xarakterizə olunur.

İncə quruluş, enerji səviyyəsinin - elektron qabığın - yaxın yerləşmiş komponentlər - alt qabıqlar toplusudur. Alt qabıqları xarakterizə etmək üçün elektronun öz və orbital maqnit momentlərinin qarşılıqlı təsirini əks etdirən başqa bir daxili kvant nömrəsi j təqdim olunur.

Spin-orbit qarşılıqlı təsirinin təsiri ilə atomun enerji strukturu mürəkkəbləşir və nəticədə xarakterik rentgen şüalanması çox yaxın məsafədə yerləşən elementləri olan parçalanma xətləri ilə xarakterizə olunan spektrə malikdir.

İncə strukturun elementləri adətən əlavə rəqəmsal indekslərlə təyin olunur.

X-ray radiasiyasının xarakterik xüsusiyyəti yalnız spektrin incə strukturunda əks olunur. Elektronun daha aşağı enerji səviyyəsinə keçidi daha yüksək səviyyənin aşağı alt təbəqəsindən baş vermir. Belə bir hadisənin cüzi bir ehtimalı var.

Spektrometriyada rentgen şüalarının istifadəsi

Bu şüalanma, Moseley qanunu ilə təsvir edilən xüsusiyyətlərinə görə, maddələrin təhlili üçün müxtəlif rentgen spektral üsullarının əsasını təşkil edir. X-şüaları spektrini təhlil edərkən ya radiasiyanın kristallar üzərində difraksiyasından (dalğa-dispersiv üsul) və ya udulmuş rentgen fotonlarının enerjisinə həssas olan detektorlardan (enerji-dispersiya üsulu) istifadə olunur. Əksər elektron mikroskoplar bir növ rentgen spektrometri əlavələri ilə təchiz edilmişdir.

Dalğa-dispersiv spektrometriya xüsusilə dəqiqdir. Xüsusi filtrlərdən istifadə edərək, spektrin ən intensiv zirvələri vurğulanır ki, bu da dəqiq məlum tezliklə demək olar ki, monoxromatik şüalanma əldə etməyə imkan verir. İstənilən tezlikdə monoxromatik şüanın alınmasını təmin etmək üçün anod materialı çox diqqətlə seçilir. Onun diffraksiyası kristal qəfəs tədqiq olunan maddənin ölçüsü qəfəs quruluşunu böyük dəqiqliklə öyrənməyə imkan verir. Bu üsul DNT və digər mürəkkəb molekulların öyrənilməsində də istifadə olunur.

Xarakterik rentgen şüalanmasının xüsusiyyətlərindən biri də qamma-spektrometriyada nəzərə alınır. Bu yüksək intensivlik xarakterik zirvəsidir. Gamma spektrometrləri ölçmələrə mane olan xarici fon radiasiyasına qarşı qurğuşun ekranından istifadə edir. Ancaq qamma şüalarını udan qurğuşun daxili ionlaşmanı yaşayır, bunun nəticəsində rentgen diapazonunda aktiv şəkildə yayılır. Qurğunun xarakterik rentgen şüalanmasının intensiv zirvələrini udmaq üçün əlavə kadmium qoruyucusu istifadə olunur. O, öz növbəsində ionlaşır və həmçinin rentgen şüaları yayar. Kadmiumun xarakterik zirvələrini zərərsizləşdirmək üçün üçüncü qoruyucu təbəqə istifadə olunur - mis, rentgen maksimalları qamma spektrometrinin işləmə tezliyi diapazonundan kənarda yerləşir.

Spektrometriya həm bremsstrahlung, həm də xarakterik rentgen şüalarından istifadə edir. Belə ki, maddələri təhlil edərkən davamlı rentgen şüalarının müxtəlif maddələr tərəfindən udulma spektrləri öyrənilir.