📌 Podsetnik

Otkrivanje X zraka

• Godine 1895. Wilhelm Roentgen, eksperimentišući sa kanalskim zracima (elektronima), otkriva nepoznato zračenje koje izaziva fluorescenciju fotoosetljive ploče.
• Pošto priroda zračenja nije bila poznata, naziva ih X zraci.
• Ubrzo otkriva njihovu veliku prodornost i pravi prvi medicinski rendgenski snimak — snimak šake svoje supruge.
• Zbog nepoznavanja štetnosti X zraka, rano korišćenje u medicini dovelo je do tragičnih posledica za mnoge lekare.

Aparatura za generisanje X zraka

• U vakuumskoj cevi se nalaze dve elektrode: katoda i anoda, povezane na visoki napon (oko 85 kV u medicinskim aparatima).
• Katoda se prethodno zagreva, čime nastaje gust oblak elektrona (termoelektronska emisija).
• Po uključenju napona, elektroni ubrzavaju ka anodi i stiču kinetičku energiju oko 85 keV.

Zakočno X zračenje (Bremsstrahlung)

• Anoda je od teškog metala, najčešće volframa.
• Elektroni pri nailasku na anodu usporavaju zbog Kulonovog odbijanja — gube kinetičku energiju.
• Izgubljena energija emituje se kao X zračenje.
• Energija fotona data je izrazima:
  $ E = h \nu $
  $ E = h c / \lambda $
• Pošto je maksimalna energija upadnih elektrona ograničena naponom, postoji minimalna talasna dužina X zraka.
  (kratkotalasna granica).
• Zakočno zračenje ima kontinualan spektar talasnih dužina većih od minimalne vrednosti.

Karakteristično X zračenje

• Deo elektrona prodire duboko u elektronski omotač volframa i može izbaciti čvrsto vezani elektron blizu jezgra.
• Time nastaje upražnjeno kvantno stanje.
• Elektron sa višeg nivoa popunjava to mesto, pri čemu emituje foton tačno određene energije — razliku energija ova dva nivoa:
  $ E = E_{n2} – E_{n1} $
• Ovakvo zračenje je karakteristično jer njegov spektar zavisi od vrste atoma u anodi.
• Na grafiku se pojavljuje kao niz oštrih šiljaka, specifičnih za materijal anode.

Ukupni spektar X zraka

• Kombinacija je dve komponente:
  • kontinuum zakočnog zračenja
  • diskretne linije karakterističnog zračenja
• Analizom karakterističnih energija moguće je odrediti materijal od kog je anoda napravljena.

Za detaljno objašnjenje uz animacije pogledajte video.