parichehr
21st November 2010, 05:46 PM
تاریخچه
در سال 1895 ، درخشش کوتاه صفحه فسفرسانتی که در گوشه‌ای ازآزمایشگاه نیمه تاریک بررسی اشعه کاتدیک (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25D9%25BE%25D8%25B1%25D8%25AA% 25D9%2588%25DB%258C%2B%25DA%25A9%25D8%25A7%25D8%25 AA%25D8%25AF%25DB%258C) قرار داشت، ذهن آماده و خلاقرنتگنکه در آن زمان استاد فیزیکبود، متوجه پرتوهای تازه‌ای نمود که از حباب شیشه‌ای لامپهای کاتودیک بیرون زده وبی آنکه به چشم دیده شود به اطراف پراکنده می‌شوند. آن چه مایه شگفتی رنتگسن شدهبود، نفوذ این پرتوها از دیواره شیشه‌ای لامپ به بیرون و تأثیر آن روی صفحهفاوئورسانت در گوشه‌ای نسبتا دور از لامپ در آزمایشگاه بود. رنتگن به بررسیهای خوددرباره کشف تازه که آن پرتو ایکس نامید (بخاطر فروتنی) ، ادامه داد. بعدها ایناشعه رنتگننامیده شد.
طیف اشعه ایکس
اشعه تولید شده بوسیله لامپاشعه ایکس (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25D9%2584%25D8%25A7%25D9%2585% 25D9%25BE%2B%25D8%25A7%25D8%25B4%25D8%25B9%25D9%25 87%2B%25D8%25A7%25DB%258C%25DA%25A9%25D8%25B3) یک طول موج (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25D8%25B7%25D9%2588%25D9%2584% 2B%25D9%2585%25D9%2588%25D8%25AC) ندارد. بلکه شامل گستره‌ای از طول موجهاست. پرتوهای ایکس بوسیله دو نوع فرایندتولید می‌شوند:
شتاب منفی (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25D8%25B4%25D8%25AA%25D8%25A7% 25D8%25A8)الکترونها (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25D8%25A7%25D9%2584%25DA%25A9% 25D8%25AA%25D8%25B1%25D9%2588%25D9%2586)در موقع برخورد با انتهای ماده هدف پرتوهای ایکسی با طول موجهای متفاوت تولیدمی‌کند. این پرتو "سفید" یا نوار پیوسته فرکانسها (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25D9%2581%25D8%25B1%25DA%25A9% 25D8%25A7%25D9%2586%25D8%25B3) در طیف اشعه ایکس را به عنوان تابشترمزی (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25D8%25AA%25D8%25A7%25D8%25A8% 25D8%25B4%2B%25D8%25AA%25D8%25B1%25D9%2585%25D8%25 B2%25DB%258C) می‌شناسند.
برخورد الکترون با اتم (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25D8%25A7%25D8%25AA%25D9%2585) هدف موجب جابجایی الکترونمداری در اتم هدف و راندن آن به حالت پر انرژی‌تری می‌شود. این عمل رابرانگیزشمی‌نامند.
هنگامی که الکترون مداری پر انرژی به موقعیت مداری نخستین خود برمی‌گردد، رهاشدن انرژی بصورت گسیل پرتوی با فرکانس خاصی خواهد بود. این پرتو شدت خیلی بیشترینسبت به پرتو "سفید" زمینه خواهد داشت.
معمولا برای هر ماده هدف معینی بیش از یک طول موج اشعه ایکس وجود دارد. طول موجپرتو تولید شده بوسیله لامپ اشعه ایکس ، حد پایینی دارد که باولتاژ (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25D9%2588%25D9%2584%25D8%25AA% 25D8%25A7%25DA%2598) لامپ نسبتعکس دارد. کمترین طول موج برحسب نانومتر (nm) از رابطه زیر بدست می‌آید. که در آنVولتاژ لامپ میباشد.
λmin = 1239.5/V
پرتو حد پایین طول موج طیف ، بیشترین اهمیت را درپرتو نگاریدارد. زیرا توانایی نفوذ آنبیشتر است.
مشخصه‌های بارز اشعه ایکس
بزرگی جریان لامپ بر پخش طول موج اشعه ایکس تولید شده تأثیر ندارد. اما بر رویشدت پرتو موثر است.
طول موج اشعه ایکس یا اشعهگاما (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25D8%25A7%25D8%25B4%25D8%25B9% 25D9%2587%2B%25DA%25AF%25D8%25A7%25D9%2585%25D8%25 A7) بسیار مهم است. با کاهش طول موج ، نفوذپذیری پرتو به درون محیط افزایشمی‌یابد. به بیان دیگر در مقایسه با پرتوی با طول موج بزرگتر ، پرتوی با طول موجبسیار کوتاه قادر به نفوذ به ماده معینی با ضخامت بیشتر و یا چگالی (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25DA%2586%25DA%25AF%25D8%25A7% 25D9%2584%25DB%258C) بیشترخواهد بود. بنابراین ، اگر حداقل طول موج پرتو تولید شده با افزایش ولتاژ لامپ کاهشیابد، نفوذپذیری پرتو افزایش خواهد یافت.
بررسی کمی اشعه ایکس
پرتو ناشی از لامپ 200 کیلوولتی به درون فولادی به ضخامت حدود 25mm نفوذمی‌کند.
اگر ولتاژ لامپ به 1Mv افزایش یابد، پرتو به درون فولادی به ضخامت حدود 130mm نفوذ خواهد کرد.
حد بالای عملی برای لامپهای اشعه ایکس رایج در حدود 1000Kv است و این امر سببتولید اشعه ایکس با کوتاهترین طول موج می شود. این پرتو انرژی فوتون (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25D9%2581%25D9%2588%25D8%25AA% 25D9%2588%25D9%2586)ی تقریبابرابر 1Mev دارد.
پرتو ایکس با انرژی فوتونی تا 30Mev را با استفاده از الکترونهای پرانرژی (الکترونهای سریع) بوجود آمده بوسیلهمولد واندوگراف شتابدهنده خطی (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25D8%25B4%25D8%25AA%25D8%25A7% 25D8%25A8%2B%25D8%25AF%25D9%2587%25D9%2586%25D8%25 AF%25D9%2587%2B%25D8%25AE%25D8%25B7%25DB%258C) یا چشمه بتاترون می‌توان تولید کرد.
نفوذ پذیری اشعه ایکس
نفوذ پذیری پرتوهای ایکس تولید شده از پرتوهای گاماکمتر بوده اما برای پرتوهای ایکس تولید شده در لامپهای اشعه ایکس بوسیله چشمه‌هایپرانرژی در خصوص فولاد نیز دیده می‌شود. باید توجه کرد که بیشترین ضخامتهای استفادهاز زمانهای پرتودهی چند دقیقه‌ای و فیلمی با سرعت متوسط می‌توان مورد بررسی قرارداد. مقاطع ضعیفتر را با استفاده از زمانهای پرتودهی طولانی و فیلمیبا سرعت زیادمی‌توان بازرسی کرد.
نحوه تولید اشعه ایکس
پرتوهای ایکس را بوسیله بمباران هدفی فلزی با باریکه‌ای از الکترونهای سریع تولید می کنند. قطعات اصلی لامپ اشعه ایکس شامل کاتد برای گسیل الکترونها و آند به عنوان هدف میباشد، که هر دو درون لامپ خلا جای گرفته‌اند. با توجه به میزان نفوذ اشعه ایکس و فرکانس (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25D9%2581%25D8%25B1%25DA%25A9% 25D8%25A7%25D9%2586%25D8%25B3) مربوطه‌اش از لامپهای اشعه ایکس متنوعی در کارهای تحقیقاتی ، پزشکی ، صنعت و ... استفاده می‌کنند.
در سال 1895 ، درخشش کوتاه صفحه فسفرسانتی که در گوشه‌ای ازآزمایشگاه نیمه تاریک بررسی اشعه کاتدیک (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25D9%25BE%25D8%25B1%25D8%25AA% 25D9%2588%25DB%258C%2B%25DA%25A9%25D8%25A7%25D8%25 AA%25D8%25AF%25DB%258C) قرار داشت، ذهن آماده و خلاقرنتگنکه در آن زمان استاد فیزیکبود، متوجه پرتوهای تازه‌ای نمود که از حباب شیشه‌ای لامپهای کاتودیک بیرون زده وبی آنکه به چشم دیده شود به اطراف پراکنده می‌شوند. آن چه مایه شگفتی رنتگسن شدهبود، نفوذ این پرتوها از دیواره شیشه‌ای لامپ به بیرون و تأثیر آن روی صفحهفاوئورسانت در گوشه‌ای نسبتا دور از لامپ در آزمایشگاه بود. رنتگن به بررسیهای خوددرباره کشف تازه که آن پرتو ایکس نامید (بخاطر فروتنی) ، ادامه داد. بعدها ایناشعه رنتگننامیده شد.
طیف اشعه ایکس
اشعه تولید شده بوسیله لامپاشعه ایکس (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25D9%2584%25D8%25A7%25D9%2585% 25D9%25BE%2B%25D8%25A7%25D8%25B4%25D8%25B9%25D9%25 87%2B%25D8%25A7%25DB%258C%25DA%25A9%25D8%25B3) یک طول موج (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25D8%25B7%25D9%2588%25D9%2584% 2B%25D9%2585%25D9%2588%25D8%25AC) ندارد. بلکه شامل گستره‌ای از طول موجهاست. پرتوهای ایکس بوسیله دو نوع فرایندتولید می‌شوند:
شتاب منفی (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25D8%25B4%25D8%25AA%25D8%25A7% 25D8%25A8)الکترونها (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25D8%25A7%25D9%2584%25DA%25A9% 25D8%25AA%25D8%25B1%25D9%2588%25D9%2586)در موقع برخورد با انتهای ماده هدف پرتوهای ایکسی با طول موجهای متفاوت تولیدمی‌کند. این پرتو "سفید" یا نوار پیوسته فرکانسها (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25D9%2581%25D8%25B1%25DA%25A9% 25D8%25A7%25D9%2586%25D8%25B3) در طیف اشعه ایکس را به عنوان تابشترمزی (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25D8%25AA%25D8%25A7%25D8%25A8% 25D8%25B4%2B%25D8%25AA%25D8%25B1%25D9%2585%25D8%25 B2%25DB%258C) می‌شناسند.
برخورد الکترون با اتم (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25D8%25A7%25D8%25AA%25D9%2585) هدف موجب جابجایی الکترونمداری در اتم هدف و راندن آن به حالت پر انرژی‌تری می‌شود. این عمل رابرانگیزشمی‌نامند.
هنگامی که الکترون مداری پر انرژی به موقعیت مداری نخستین خود برمی‌گردد، رهاشدن انرژی بصورت گسیل پرتوی با فرکانس خاصی خواهد بود. این پرتو شدت خیلی بیشترینسبت به پرتو "سفید" زمینه خواهد داشت.
معمولا برای هر ماده هدف معینی بیش از یک طول موج اشعه ایکس وجود دارد. طول موجپرتو تولید شده بوسیله لامپ اشعه ایکس ، حد پایینی دارد که باولتاژ (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25D9%2588%25D9%2584%25D8%25AA% 25D8%25A7%25DA%2598) لامپ نسبتعکس دارد. کمترین طول موج برحسب نانومتر (nm) از رابطه زیر بدست می‌آید. که در آنVولتاژ لامپ میباشد.
λmin = 1239.5/V
پرتو حد پایین طول موج طیف ، بیشترین اهمیت را درپرتو نگاریدارد. زیرا توانایی نفوذ آنبیشتر است.
مشخصه‌های بارز اشعه ایکس
بزرگی جریان لامپ بر پخش طول موج اشعه ایکس تولید شده تأثیر ندارد. اما بر رویشدت پرتو موثر است.
طول موج اشعه ایکس یا اشعهگاما (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25D8%25A7%25D8%25B4%25D8%25B9% 25D9%2587%2B%25DA%25AF%25D8%25A7%25D9%2585%25D8%25 A7) بسیار مهم است. با کاهش طول موج ، نفوذپذیری پرتو به درون محیط افزایشمی‌یابد. به بیان دیگر در مقایسه با پرتوی با طول موج بزرگتر ، پرتوی با طول موجبسیار کوتاه قادر به نفوذ به ماده معینی با ضخامت بیشتر و یا چگالی (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25DA%2586%25DA%25AF%25D8%25A7% 25D9%2584%25DB%258C) بیشترخواهد بود. بنابراین ، اگر حداقل طول موج پرتو تولید شده با افزایش ولتاژ لامپ کاهشیابد، نفوذپذیری پرتو افزایش خواهد یافت.
بررسی کمی اشعه ایکس
پرتو ناشی از لامپ 200 کیلوولتی به درون فولادی به ضخامت حدود 25mm نفوذمی‌کند.
اگر ولتاژ لامپ به 1Mv افزایش یابد، پرتو به درون فولادی به ضخامت حدود 130mm نفوذ خواهد کرد.
حد بالای عملی برای لامپهای اشعه ایکس رایج در حدود 1000Kv است و این امر سببتولید اشعه ایکس با کوتاهترین طول موج می شود. این پرتو انرژی فوتون (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25D9%2581%25D9%2588%25D8%25AA% 25D9%2588%25D9%2586)ی تقریبابرابر 1Mev دارد.
پرتو ایکس با انرژی فوتونی تا 30Mev را با استفاده از الکترونهای پرانرژی (الکترونهای سریع) بوجود آمده بوسیلهمولد واندوگراف شتابدهنده خطی (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25D8%25B4%25D8%25AA%25D8%25A7% 25D8%25A8%2B%25D8%25AF%25D9%2587%25D9%2586%25D8%25 AF%25D9%2587%2B%25D8%25AE%25D8%25B7%25DB%258C) یا چشمه بتاترون می‌توان تولید کرد.
نفوذ پذیری اشعه ایکس
نفوذ پذیری پرتوهای ایکس تولید شده از پرتوهای گاماکمتر بوده اما برای پرتوهای ایکس تولید شده در لامپهای اشعه ایکس بوسیله چشمه‌هایپرانرژی در خصوص فولاد نیز دیده می‌شود. باید توجه کرد که بیشترین ضخامتهای استفادهاز زمانهای پرتودهی چند دقیقه‌ای و فیلمی با سرعت متوسط می‌توان مورد بررسی قرارداد. مقاطع ضعیفتر را با استفاده از زمانهای پرتودهی طولانی و فیلمیبا سرعت زیادمی‌توان بازرسی کرد.
نحوه تولید اشعه ایکس
پرتوهای ایکس را بوسیله بمباران هدفی فلزی با باریکه‌ای از الکترونهای سریع تولید می کنند. قطعات اصلی لامپ اشعه ایکس شامل کاتد برای گسیل الکترونها و آند به عنوان هدف میباشد، که هر دو درون لامپ خلا جای گرفته‌اند. با توجه به میزان نفوذ اشعه ایکس و فرکانس (http://njavan.com/forum/redirector.php?url=http%3A%2F%2Fdaneshnameh.roshd. ir%2Fmavara%2Fmavara-index.php%3Fpage%3D%25D9%2581%25D8%25B1%25DA%25A9% 25D8%25A7%25D9%2586%25D8%25B3) مربوطه‌اش از لامپهای اشعه ایکس متنوعی در کارهای تحقیقاتی ، پزشکی ، صنعت و ... استفاده می‌کنند.