1. Radiaţia X
Descoperirea radiaţiilor X este legată de studiul descărcărilor electrice în gaze.
În anul 1895 Wilhelm Conrad Röntgen constată că prin bombardarea cu electroni rapizi, o ţintă metalică emite la locul impactului în toate direcţiile o radiaţie cu o mare putere de penetrare.
Deoarece natura acestei radiaţii era necunoscută, Röntgen a numit-o radiaţie X.
2. Caracteristici ale radiaţiilor X
Noua radiaţie descoperită:
a) era invizibilă;
b) penetra cu uşurinţă materialele opace;
c) producea fluorescenţa unor substanţe;
d) impresiona plăcile fotografice;
e) nu era deviată de câmpurile electrice şi magnetice.
Cercetările ulterioare au arătat că natura radiaţiilor X este identică cu cea a radiaţiilor luminoase, adică sunt radiaţii de tip electromagnetic.
Diferenţa dintre cele două tipuri de radiaţii este de ordin cantitativ şi nu calitativ:
a) radiaţiile luminoase sunt radiaţii electromagnetice având lungimea de undă cuprinsă în intervalul 400-700 nm;
b) lungimile de undă ale radiaţiilor X aparţin intervalului 0,01 – 50 nm.
Ca şi radiaţia luminoasă, radiaţia X se manifestă:
a) dual, ondulatoriu (difracţie, polarizare);
b) corpuscular (efect fotoelectric, difuzie Compton).
Datorită lungimilor de undă mici, deci, implicit a energiilor mari, caracterul corpuscular al radiaţiilor X este mai pregnant decât cel ondulatoriu.
3. Producerea radiaţiilor X
Producerea radiaţiilor X se face în tuburi de descărcări electrice, cel mai cunoscut fiind tubul lui Coolidge.
În tubul vidat (10-6 mmHg) electronii sunt generaţi prin emisie termoelectronică de către un filament confecţionat de obicei din wolfram şi alimentat sub tensiunea U1 (4-12 V).
Catodul serveşte la focalizarea fasciculului de electroni de mare viteză asupra ţintei numită şi anticatod, confecţionată dintr-un material greu fuzibil.
Electronii sunt acceleraţi de tensiunea U2 de valoare ridicată (103 – 106 V) aplicată între catod şi anticatod.
Din punct de vedere energetic producerea radiaţiei X este un proces ineficient, energia radiaţiilor obţinute fiind aproximativ 1% din energia furnizată tubului.
4. Particularităţi ale spectrelor de radiaţii X
Studiile spectroscopice au evidenţiat o serie de particularităţi ale spectrelor de radiaţii X.
Dacă energia electronilor ce bombardează ţinta nu depăşeşte o anumită valoare critică, ce depinde de natura anticatodului, radiaţia X ce ia naştere se caracterizează printr-un spectru continuu.
În caz contrar, suprapus peste spectrul continuu apare şi un spectru de linii.
În cazul spectrului continuu, distribuţia intensităţii radiaţiei X în funcţie de lungimea de undă se prezintă sub forma unei curbe caracterizată printr-un maxim.
Scăderea intensităţii spre lungimile de undă mari este lentă, curba apropiindu-se asimptotic de axa absciselor.
Din contră, spre lungimi de undă mici, scăderea are loc brusc, curba intersectând axa absciselor pentru lungimea de undă λm, care depinde numai de valoarea tensiunii anodice.
Aspectul acestor curbe este independent de natura anticatodului.
Spectrul de linii al radiaţiilor X depăşeşte cu mult în intensitate spectrul continuu.
Lungimile de undă ale liniilor prezente în spectru, depind în mod esenţial de natura catodului.
Imagine obţinută cu radiaţii X
Tubul lui Coolidge, Wilhelm Conrad Röntgen
