ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физические основы из "Новый справочник химика и технолога Аналитическая химия Часть 3" С увеличением напряжения и интенсивность тормозного излучения растет, а максимум спектральной кривой и ее коротковолновая граница смещаются в сторону малых длин волн (рис. 14.75, а). Для того, чтобы наиболее интенсивная часть тормозного излучения приходилась на нужный спектральный интервал, электроны необходимо разгонять достаточно высоким ускоряющим напряжением. Например, для достижения напряжение на трубке должно быть равно 12,4 кВ, а для ДОСтижения = 0,2А — 62 кВ. [c.4] В рентгеновское излучение преобразуется меньше 1 % кинетической энергии электронов. Например, в случае трубки с медным анодом, работающей при 40 кВ, непосредственно в рентгеновское излучение превращается всего 0,2 % от потребляемой энергии. Остальная энергия тратится на разогрев анода, поэтому трубки нуждаются в принудительном охлаждении, а поток электронов (ток между катодом и анодом) ограничивают до приемлемой величины. Вывод рентгеновского излучения осуществляется через тонкое берил-лиевое окно (рис. 14.74, б). [c.4] Интенсивность тормозного спектра возрастает с увеличением атомного числа материала анода (рис. 14.75, 6), при этом коротковолновая граница и положение максимума интенсивности остаются неизменными. Например, для трубки с вольфрамовым анодом (г = 74) испускаемое тормозное излучение в три раза интенсивнее, чем для трубки с анодом из хрома (г = 24) при прочих равных условиях. [c.4] Энергия кванта характеристического излучения равна разности энергетических состояний электронов на уровнях до перехода и после него. Поскольку в атоме такие разности дискретны и индивидуальны для каждого элемента, то и характеристическое излучение представлено дискретными по длине волны линиями. Схема энергетических уровней атома, разрешенных переходов и систематика наименований характеристических линий показана на рис. 14.77. [c.5] Харакггеристическое излучение. При бомбардировке анода потоком ускореБшых электронов одновременно с тормозным возникает характеристическое рентгеновское излучение, обусловленное переходами орбитальных электронов при заполнении вакансий, образовавшихся за счет удаления электронов с внутренних оболочек атомов вещества анода (рис. 14.76). [c.5] Обозначения в рентгеновской спектроскопии. [c.5] Поэтому тонкая структура Ко-излучения состоит из двух линий Кд и К , а не из трех, так как переход Ь, — К запрещен и т. д. Соотношение интенсивностей наиболее интенсивных линий составляет /кц /ка, = = 100 50 20. Это соотношение выполняется в равной мере для всех элементов. [c.5] Вместо принятой до сих пор системы обозначений уровней, серий и линий (была введена Зигбаном) Комиссия ИЮПАК в настоящее время предлагает новую, более четкую систему. Связь между старой и новой системами приведена в табл. 14.57. [c.5] Напряжение на трубке, которое должно ускорять электроны дая возбуждения линий определенной серии, называется напряжением возбуждения i/nopor- Величины напряжения возбуждения дая разных серий сведены в таблицы (см. Приложение III). Например, для К-серии Цюрог составляет А (z= 13) — 1,6 кВ, Си (z = 29) — 9 кВ, Pd (г = 46) — 25 кВ, W (г = 74) — 70 кВ. [c.6] Полное излучение рентгеновской трубки представляет собой сумму тормозного и характеристического компонентов, а его спектральное распределение определяется материалом анода. От вида спектрального распределения зависит эффективность возбуждеБшя флуоресценции тех или иных элементов. На рис. 14.75, в приведены данные об относительной эффективности возбуждения флуоресценции для трубок с вольфрамовым, хромовым и родиевым анодами, причем эффективность первой принята равной единице. [c.6] Как следует из данных рис. 14.75, в, трубка с родиевым анодом имеет наибольшую эффективность в даин-новолновой области. Однако для работы во всем спектральном диапазоне целесообразно иметь в распоряжении несколько трубок с разными анодами. [c.6] Важной характеристикой трубки является соотношение интенсивностей характеристического и тормозного компонентов. Это соотношение используется в расчетах по методу фундаментальных параметров (см. 14.3.3 и табл. 14.60). В качестве иллюстрации в табл. 14.58 приведены соответствующие данные для двух типов трубок с хромовым и вольфрамовым анодами. [c.6] что доля т возрастает с увеличением 2 и А. и что эта составляющая доминирует над о в области длин волн, типичной для РФА. Поэтому можно принять, что в практике РФА ослабление идентично поглощению. Таблицы значений массовых коэффициентов ослабления для наиболее важных аналитических линий приведены в приложении. [c.7] Поглощение рентгеновского излучения. Рентгеновские кванты при поглощении в веществе способны ионизовать внутренние электронные оболочки. Это явление носит название фотоэффекта. Фотоэффект возникает тогда, когда энергия рентгеновского кванта Е порог- В результате электрон покидает атом, а избыток энергии выделяется в виде рентгеновского кванта. Получаемое вторичное рентгеновское излучение называется флуоресцентным. [c.7] Процесс возбуждения рентгеновской флуоресценции аналогичен процессу возбуждения характеристического рентгеновского излучения электронами. Спектры рентгеновской флуоресценции содержат информацию, необходимую для анализа элементного состава веществ и материалов. При качественном анализе определяют длины волн флуоресцентных линий, а затем с помощью таблиц (см. Приложение III) устанавливают принадлежность зарегистрированных линий тем или иным элементам. [c.7] Хотя рассеяние мало по сравнению с поглощением, оно происходит во всех случаях, являясь помехой, образующей фон и блики в спектрометре, поэтому желательно иметь его на возможно более низком уровне. [c.7] Постоянная экранирования ст 1, и, например, для Ь-оболочки ст = 7,4. Зависимость энергии основных линий рентгеновского спектра от атомного номера приведена на рис. 14.79. [c.8] Выход флуоресценции. Рентгеновская флуоресценция — это механизм освобождения атома от избыточной энергии, полученной при ионизации, путем испускания рентгеновского фотона. Существует также безызлучательный механизм снятия возбуждения — путем испускания Оже-электронов. Он заключается в том, что избыточная энергия передается другому электрону, находящемуся на том же или более высоком уровне, вследствие чего электрон покидает атом (рис. 14.80). В результате возникает дважды ионизированное состояние. [c.8] Для более высоких Ь-и М-уровней определение выхода флуоресценции осложняется безрадиационными переходами Костера-Кронига, т.е. переходами электронов с одного подуровня на другой в пределах одной оболочки. [c.8] В общем случае выход флуоресценции растет как с атомным числом, так и с глубиной оболочки. Так, для К-оболочки элементов с 2 от 20 до 80 величина сок возрастает от 0,13 до 0,95, а для Ь-оболочки тех же элементов соь увеличивается от 0,01 до 0,38. [c.8] Вернуться к основной статье