Bremsstrahlung Røntgengenerering
to typer røntgenstråler produceres ved interaktion mellem elektronstrålen og prøven i både SEM og TEM: Bremsstrahlung (som betyder ‘bremsestråling’) og karakteristiske røntgenstråler. Bremsstrahlung røntgenstråler produceres ved at bremse de primære stråleelektroner af det elektriske felt, der omgiver kernerne i atomerne i prøven (se Bremsstrahlung animation). Bemærk: Bremsstrahlung røntgenstråler kaldes også kontinuum eller baggrund røntgenstråler. Primærstråleelektronerne mister energi og ændrer retning på grund af uelastisk spredning i prøven. Noget af den tabte energi omdannes til røntgenstråler, der har en række energier, fra ~0 op til Eo-energien fra elektronerne i den primære stråle. Bremsstrahlung røntgenstråler kan ikke have energier større end energien fra elektronerne i den primære stråle, så denne energi danner den øvre energigrænse for Røntgenspektret og er kendt som Duane-Hunt-grænsen.
figur: de primære stråleelektroner sænkes eller afbøjes af det elektriske felt omkring atomerne i prøven. En del af den energi, de mister, omdannes til Bremsestrahlung røntgenstråler med energier mellem ~0 og Duane-Hunt-grænsen.
en primær stråleelektron kan miste al sin energi i en enkelt interaktionshændelse, i hvilket tilfælde den vil producere en røntgenstråle med energi Eo, men det er meget mere sandsynligt, at energien vil gå tabt i en række interaktioner, hvor små andele af den oprindelige energi går tabt, og der produceres et tilsvarende antal lavenergi-røntgenstråler.
Røntgenintensiteten eller antallet af producerede røntgenstråler er nul, hvor E = Eo (Duane-Hunt-grænsen), men stiger hurtigt ved meget lave energier. Dette betyder, at røntgenstrålerne produceret af de primære stråleelektroner for det meste omfatter et stort (næsten uendeligt) antal lavenergi-røntgenstråler.
selvom der genereres et stort antal lavenergi Bremsstrahlung røntgenstråler, absorberes de fleste i prøven eller detektoren, og Røntgenintensiteten observeret i spektret falder ved lav energi, så Bremsstrahlung Røntgenspektret ligner en ‘hval’.
figur: Forskellen mellem genererede og observerede Bremsestrahlung Røntgenspektre. Selvom mange lavenergi-røntgenstråler genereres, absorberes de fleste af dem, så det observerede spektrum registrerer et fald i Røntgenintensitet ved lav energi.
Kramer ‘s lov
intensiteten, I, af Bremsstrahlung røntgenstråler ved enhver energi E i spektret er givet af Kramers’ lov
i ret ip.Å (Eo-E)/e
hvor ip er elektronsondestrømmen OG Å er det gennemsnitlige atomnummer.
intensiteten er nul, hvor E = Eo (Duane-Hunt-grænsen), men nærmer sig uendelighed (liter), når e nærmer sig nul.
Bemærk, at ifølge Kramers lov er intensiteten af Bremsstrahlung røntgenstråler proportional med Å, det gennemsnitlige atomnummer for prøven. Dette betyder, at tungere materialer som Pb eller Au vil producere flere Bremsestrahlung røntgenstråler end prøver fremstillet af lettere elementer som C eller Al.
Animation til børn
