Непрерывный спектр рентгеновского излучения

При торможении в теле анода рентгеновской трубки электрон испускает квант энергии hn. Если вся энергия идет на образование кванта то

(3)

где V - разность потенциалов между электродами рентгеновской трубки (кВ). Для данной разности потенциалов квант имеет максимальную частоту

(4)

или минимальную длину волны

(5)

т.е. минимальная длина волны рентгеновского излучения зависит только от ускоряющего напряжения (рис. 4). В реальных условиях тормозящиеся электроны теряют различную часть своей энергии от 0 до eV и испускают кванты, дающие в совокупности непрерывное по длине волны рентгеновское излучение, которое называют тормозным, сплошным или белым.

Интенсивность непрерывного спектра излучения зависит от ряда факторов: напряжения на рентгеновской трубке, анодного тока, атомного номера материала анода и угла, образуемого рентгеновским лучом с пучком бомбардирующих анод электронов.

Кривая распределения интенсивности тормозного излучения по длине волны имеет максимум при l_т = 1, 5l₀. С увеличением разности потенциалов между электродами интенсивность тормозного излучения растет, а максимум спектральной кривой и ее коротковолновая граница смещаются в сторону малых длин волн. В рентгеновской дифракции верхний предел рабочих напряжений составляет обычно 60 кВ, что соответствует минимальной длине волны 0, 2 А.

При увеличении тока, протекающего через трубку, пропорционально увеличивается и интенсивность излучения. Коротковолновая граница и длина волны, отвечающая максимуму интенсивности, остаются при этом неизменными.

Интенсивность излучения, отвечающая определенной длине волны, растет пропорционально атомному номеру анода, т.е. для получения наибольшей интен­сивности сплошного рентгеновского излучения следует применять аноды из мате­риалов с большим атомным номером.

На рис. 5 представлена полярная диаграмма пространственного распределения интенсивности непрерывного спектра для массивного бериллиевого анода. Направление движения электронов совпадает с направлением оси абсцисс. Угол распространения лучей максимальной интенсивности j_max=30°, но он также зависит от напряжения на рентгеновской трубке: возрастание U приводит к уменьшению j_max.

Рис. 4. Спектральное распределение интенсивности тормозного излучения рентгеновской трубки по длинам волн для разных напряжений в трубке.

Рис. 5. Пространственное распределение интегральной интенсивности непрерывного спектра массивного бериллиевого анода при U = 140 кВ.