Расчет диаграммы направленности излучения

Диаграмма направленности излучения является одной из основных характеристик рентгеновской трубки, определяя форму и интенсивность генерируемого пучка рентгеновского излучнеия.

Если используется трубка с массивным анодом, то, как показано на рис. 4.3., возникающее рентгеновское излучение ослабляется материалом мишени. При конструировании рентгеновской трубки, чтобы определить оптимальный угол среза анода и расположение выпускных окон, необходимо рассчитать диаграмму направленности излучения

Хе

Анод

Электронный пучок

Y

F

n

I(E)

Х

Рис. 4.3. Формирование диаграммы направленности потока РИ

На представленном рисунке n – это нормаль к поверхности анода, Y - угол между электронным пучком и нормалью (можно видеть, что он равен углу среза анода), F - угол между нормалью к поверхности анода и направлением, в котором определяется интенсивность рентгеновского излучения.

Тормозное излучение рентгеновской трубки можно охарактеризовать спектральной плотностью потока излучения, определяемой числом квантов рентгеновского излучения (фотонов), приходящихся на единицу энергии, испускаемых за одну секунду в угле один стерадиан. Спектральная плотность потока излучения рассчитывается по формуле Крамерса (1.4) и, учитывая ослабление рентгеновского излучения в мишени, дает возможность можно получить зависимость плотности потока от энергии квантов и угла выхода излучения:

, (4.1)

где Хе(Е) – спектральная зависимость глубины проникновения электронов в мишень (в расчетах возможно использование приближения, при котором глубина проникновения электронов в мишень составляет 1 мкм на каждые 10 кВ разности потенциалов между катодом и анодом).

Чтобы получить из зависимости спектральной плотности потока от угла выхода излучения зависимость суммарной плотности потока от угла, необходимо проинтегрировать формулу (4.1) по энергии

. (4.2)

Построив по график зависимости N(F) в полярных координатах, можно определить диаграмму направленности излучения рентгеновской трубки. Угол F при расчете варьируется при расчете от –90 до +90 градусов.