Тормозное излучение

Когда быстрые электроны взаимодействуют с веществом, часть их энергии преобразуется в электромагнитное излучение в форме тормозного излучения. (Этот процесс обсуждается отчасти более детально в гл.2.) Доля энергии электронов преобразуется в тормозное излучение, усиливаемое с увеличением энергии электронов. Тормозное излучение значительнее, если поглощающее вещество с высоким атомным номером. Этот процесс играет ключевую роль при генерировании стандартной рентгеновской трубкой рентгеновского излучения.

Для моноэнергетических электронов, которые замедляются или останавливаются в веществе, энергетический спектр тормозного рентгеновского излучения является непрерывным, а спектр энергии излученных фотонов расширяется до таких высоких энергий как у самих электронов. Форма типичного спектра моноэнергетических электронов представлена на рис. 1.6. Преобладает излучение низкоэнергетических фотонов. А средняя энергия фотона составляет лишь небольшую долю от энергии падающего электрона. Т.к. данные спектры являются непрерывными, то напрямую они не могут применяться для калибровки детекторов излучения по энергии.

Форму энергетического спектра излучения рентгеновской трубки можно выгодно изменить благодаря фильтрации или пропусканию через соответствующие поглощающие вещества. Поглотители предпочтительно устраняют низкоэнергетические фотоны, в результате образуется заостренный спектр. Хотя этот спектр далек от моноэнергетического, он может использоваться для калибровки по энергиям детекторов, у которых функция отклика постепенно изменяется только за счет изменения энергии. Несколько примеров отфильтрованных спектров рентгеновского излучения нанесено на график на рис. 1.7. Внезапное изменение пропускания фильтра на границе К-полосы поглощения (см. Гл.2) при низких энергиях, может образовывать выпуклый пик при соответствующей энергии в отфильтрованном спектре.

Тормозное излучение также может генерироваться другими источниками быстрых электронов (бета частиц). Поэтому, некоторые кванты тормозного излучения генерируются любым бета активным изотопом, заключенным в капсулу, которая останавливает бета частицы. Некоторые примеры спектров тормозного излучения конкретного изотопа нанесены на график на рис. 10.5.

Рис. 1.6. Спектр тормозного рентгеновского излучения, образованного в прямом направлении к траектории движения электрона с энергией 5,3 МэВ, падающего на Au-W мишень. Также присутствует алюминиевый фильтр в количестве 7.72 г/см².

Вдобавок к тормозному излучению образуется характеристическое рентгеновское излучение (см. следующий параграф) при прохождении быстрых электронов через поглотитель. Поэтому на спектрах сплошного

Рис. 1.7. Примеры измеренного амплитудного спектра (при использовании NaI(Tl) сцинтиллятора) после фильтрации выходного излучения рентгеновской трубки с помощью индикаторных поглотителей и приложенного к трубке напряжения.

рентгеновского излучения или тормозного излучения также показаны характеристические линии рентгеновского излучения, наложенные на непрерывный спектр тормозного излучения.