X射线的物理性质及其与物质的相互作用
韧致辐射的产生:
X射线的产生可以有两种过程产生,一种是标识辐射,一种是韧致辐射。其中标识辐射是原子壳层改组是产生,此种组合相当于电子的较高能级转移到较低能级,韧致辐射是由于自由电子通过某一物质时,其动能小号与电离及物质原子的激发,能量转化为热能,此外电子再原子核场中遭到阻止,此时便产生所谓韧致X辐射。
产生韧致X辐射可以利用X射线管,在管的阴极和阳极间施以数十千伏或数百千伏的高压。由灼热的阴极放出的自由电子,为阳极电场所加速,而产生一定的动能撞向阳极。电子在通过阳极的物质时,受到原子核电场阻止而放出X辐射的光子量,X射线管重点阳极(靶材),通常用原子序数大的金属(如钨等)制成。
X辐射与物质的相互作用。
当X射线穿过物质层时,引起射线能量衰减的原因有两个:
1.光电吸收:当X射线透过物质时,光量子在原子中电子的相互作用过程中可将其全部能量传给电子,这种作用的过程称为光电吸收。
2.X射线的散射:X射线穿过物质时,一部分光电子会遭到散射,结果发生光量子能量的衰减。
综上,X辐射作用于物质时,由于光电吸收作用和散射作用,只有一部分辐射能量透过,而另一部分被吸收和散射,这是X射线头股物质时的衰减现象,衰减现象中对能量在300千电子伏以下的X射线而言,光电吸收作用为主,散射作用次之。被衰减能量的大小是与入射X射线的波长,被穿透物质的厚度计物质的成分有关。波长较长时,散射作用较小。
我们根据X射线的这些特性,将接收到的信号进行放大处理,从而计算出说穿透物质的厚度,这就是X射线测厚仪的基本原理。
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