ชนิดของรังสีเอกซ์

หลอดผลิตรังสีเอกซ์ มีส่วนประกอบสำคัญดังนี้
1. หลอดแก้วทำด้วยแก้วไพเรกซ์ ภายในหลอดเป็นสุญญากาศเพื่อป้องกันไม่ได้อิเล็กตรอนที่เร่งออกมาชนกับอนุภาคของก๊าซ หรือเพื่อลดแรงเสียดทานระหว่างอิเล็กตรอนกับอากาศ นั่นเอง
2. ขั้วคาโธดประกอบด้วย ลวดทังสเตนซึ่งถูกเผาให้ร้อนด้วยไฟฟ้า ทำให้อิเล็กตรอนในอะตอมของลวดได้รับพลังงานมากเพียงพอจึงถูกปลดปล่อยออกมาจากขั้วคาโธด โดยปริมาณรังสีเอกซ์จะขึ้นอยู่กับจำนวนอิเล็กตรอนที่ถูกปลดปล่อยออกมา
3. ขั้วอาโนดเป็นเป้าประกอบด้วย แผ่นโลหะทังสเตนหนาประมาณ 2-3 มิลลิเมตร การที่เลือกใช้ทังสเตนเป็นเป้าเพราะโลหะทังสเตนมีเลขอะตอมสูง (Z=74) ทำให้ประสิทธิ ภาพการเกิดรังสีเอกซ์มีค่าสูง ทั้งนี้เพราะกำลังของรังสีจะแปรผันตรงกับเลขอะตอม และนอกจากนี้ทังสเตนมีจุดหลอมเหลวสูงคือ 33700C จึงทนต่ออุณหภูมิสูงได้ดีและยังมีคุณสมบัติในการดูดกลืนและคายความร้อนดี

รังสีเอกซ์เกิดขึ้นได้โดยการเปลี่ยนแปลงพลังงานจลน์ของอิเล็กตรอน โดยเมื่อขั้วคาโธดจะถูกทำให้ร้อนด้วยกระแสไฟฟ้าจากความต่างศักย์ V0 อิเล็กตรอนซึ่งหลุดจากขั้วคาโธดจะถูกเร่งด้วยความต่างศักย์จาก V ซึ่งมีค่าสูงแล้ววิ่งไปชนเป้าโลหะ อิเล็กตรอนเมื่อชนเป้าโลหะจะถูกหน่วงที่เป้าอาโนดนี้ ทำให้อิเล็กตรอนสูญเสียพลังงานจลน์กลายเป็นรังสีเอกซ์ขึ้น
7.1 ชนิดของรังสีเอกซ์ รังสีเอกซ์แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ
1. รังสีเอกซ์ลักษณะเฉพาะ (Characteristic x – rays)

เมื่ออิเล็กตรอนวิ่งเข้าชนเป้าทังสเตน ก็จะเกิดการชนกับอิเล็กตรอนที่อยู่วงโคจรในของเป้า ถ้าพลังงานของอิเล็กตรอนตัวที่วิ่งชน มีพลังงานมากกว่าพลังงานยึดเหนี่ยวของอิเล็กตรอนที่อยู่วงโคจรในของเป้า ก็จะทำให้อิเล็กตรอนวงนั้นหลุดออกจากอะตอม อิเล็กตรอนจากวงโคจรอื่นที่อยู่ห่างจากนิวเคลียสมากกว่าจะวิ่งเข้าไปแทนที่ พร้อมทั้งคายพลังงานออกมาในรูปรังสีเอกซ์ลักษณะ เฉพาะ
ถ้าพิจารณาถึงการเปลี่ยนระดับพลังงานของอิเล็กตรอนในชั้น L ไปชั้น K จะมีการคายพลังงานเป็นโฟตอนของรังสีเอกซ์ลักษณะเฉพาะเส้น K L คือ
E L - E K = = (20)

เมื่อ
E K , E L เป็นค่าระดับพลังงานของอิเล็กตรอนในชั้น K และชั้น L ของอะตอม
เป็นความยาวคลื่นของรังสีเอกซ์ลักษณะเฉพาะเส้น KL

E KL = 10.2 (Z – 1)2 (21)

เมื่อ
E KL คือค่าพลังงานของรังสีเอกซ์ลักษณะเฉพาะเส้น KL ในหน่วย eV
Z คือเลขอะตอมของธาตุต่าง ๆ

2. รังสีเอกซ์จากการถูกหน่วง (Bremsstrahlung)
รังสีเอกซ์ชนิดนี้เกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนพลังงานสูง วิ่งด้วยความเร็วเข้าใกล้นิวเคลียสซึ่งมีประจุบวกทำให้อิเล็กตรอนเปลี่ยนทิศทาง หรือมีการเปลี่ยนแปลงความเร็วในลักษณะที่พลังงานจลน์ของอิเล็กตรอนลดลง เป็นเหตุให้มีการแผ่พลังงานออกมาในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหรือโฟตอนเป็นรังสีเอกซ์จากการถูกหน่วง(Bremsstrahlung) ดังรูป

เนื่องจากจำนวนอิเล็กตรอนที่ชนเป้ามีมากมายและแต่ละตัวสูญเสียพลังงานค่าต่าง ๆ กัน ดังนั้นรังสีเอกซ์ที่แผ่ออกมาจะมีสเปกตรัมต่อเนื่อง ส่วนอะตอมของเป้าที่จะรับพลังงานบางส่วนเข้าไปทำให้เกิดการ

ที่มา http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/quantum/quantum2/quantum_21.htm