Рентгенівські промені

Рентгенівські промені були виявлені В. К. Рентгеном в 1895 і названі Х-променями. Протягом наступних двох років учений займався їх дослідженням. У цей період були створені перші рентгенівські трубки. Вони є найбільш поширеним джерелом випромінювання.

Було виявлено, що жорсткі рентгенівські промені здатні проникати крізь різні матеріали, а також м`які тканини людини. Останній факт швидко знайшов застосування в медицині.

Відкриття рентгенівських променів привернуло в той час увагу вчених усього світу. У наступному після їх виявлення році було опубліковано величезну кількість робіт з їх вивчення та використання.

Багатьма вченими вивчалися властивості рентгенівських променів.

Дж. Стокс передбачив їх електромагнітну природу, що було підтверджено експериментально Ч. Баркла, який відкрив також і поляризацію. Німецькі фізики Кніппінг, Фрідріх, Лауе виявили дифракцію (явища, пов`язані з відхиленням від прямолінійного поширення). У 1913 році незалежно один від одного Брегг і Вульф виявили просту залежність між довжиною хвилі, кутом дифракції і відстанню між прилеглими атомними площинами на кристалі. Всі вищеописані роботи лягли в основу структурного рентгенівського аналізу. Використання спектрів для елементного матеріального аналізу почалося в 20-х роках. У розвитку вивчення та застосування випромінювання велика роль належить Фізико-технічному інституту, який був заснований А. Ф. Іоффе.

Найбільш поширеним джерелом променів є рентгенівська трубка. Однак джерелами можуть бути окремі радіоактивні ізотопи. При цьому одні безпосередньо випускають рентгенівські промені, а у інших ядерні випромінювання (а-частинки або електрони) бомбардують випускає випромінювання металеву мішень. Трубка має значно більшою інтенсивністю випромінювання, ніж ізотопні джерела. Разом з цим, габарити, вартість, вага у ізотопних джерел незрівнянно менше, ніж у установки з трубкою.

Джерелами м`якого рентгенівського випромінювання можуть стати синхротрони та електронні накопичувачі. Інтенсивність випромінювання синхротронів на два-три порядки перевершує випромінювання трубки в певній області спектра.

До природних джерел, які випромінюють рентгенівські промені, відносять Сонце та інші об`єкти в Космосі.

Відповідно до механізму виникнення спектри і самі випромінювання можуть бути характеристичними (лінійчатими) і гальмівними (безперервними).

У другому випадку за допомогою рентгенівського спектра испускаются швидкі частинки (заряджені) внаслідок їх гальмування в процесі взаємодії з атомами мішені.

Лінійчатим випромінювання формується в результаті атомної іонізації з викиданням електрона з однієї з оболонок атома. Таке явище може стати наслідком зіткнення атома і швидкої частинки, наприклад, з електроном (первинне рентгенівське випромінювання), або поглинання фотона атомом (флуоресцентне рентгенівське випромінювання).

Взаємодія променів з речовиною може створити фотоефект, який супроводжує їх поглинання або розсіювання. Дане явище виявляється у випадку, коли при поглинанні атомом фотона перший викидає один з внутрішніх електронів. Потім може відбутися або випромінювальний перехід атома з випусканням фотона характеристичного випромінювання, або викидання другого електрона при безвипромінювальних переході.

Під впливом рентгенівських променів на кристали неметалеві (наприклад, кам`яну сіль) на деяких вузлах в атомній решітці утворюються іони, що володіють позитивним додатковим зарядом, а близько від них виникають надлишкові електрони.