Bremsstrahlung X-ray generasjon
To typer Røntgenstråler er produsert av samspillet av elektronstrålen med prøven i BÅDE SEM og TEM: Bremsstrahlung (som betyr ‘bremsing stråling’) og Karakteristiske Røntgenstråler. Bremsstrahlung Røntgenstråler produseres ved å bremse ned de primære stråleelektronene ved det elektriske feltet som omgir atomkjernene i prøven (se Bremsstrahlung animasjon). Merk: Bremsstrahlung Røntgenstråler er også referert til som kontinuum Eller bakgrunn Røntgenstråler. Primærstråleelektronene mister energi og endrer retning på grunn av uelastisk spredning i prøven. Noen av den tapte energien omdannes til Røntgenstråler som har en rekke energier, fra ~0 opp Til Eo-energien til elektronene i primærstrålen. Bremsstrahlung Røntgenstråler kan ikke ha energier større enn energien til elektronene i primærstrålen, slik at denne energien danner den øvre energigrensen til Røntgenspekteret og er kjent som Duane-Hunt-grensen.
Figur: de primære stråleelektronene reduseres eller avbøyes av det elektriske feltet rundt atomene i prøven. En del av energien de mister, omdannes Til Bremsstrahlung Røntgenstråler med energier mellom ~0 og Duane-Hunt-grensen.
en primærstråleelektron kan miste all sin energi i en enkelt interaksjonshendelse, i så fall vil den produsere en Røntgen med energi Eo, men det er mye mer sannsynlig at energien vil gå tapt i en rekke interaksjoner der små mengder av den opprinnelige energien går tapt og et tilsvarende antall lavenergirøntgenstråler produseres.
røntgenintensiteten, eller antall røntgenstråler som produseres, er null der E = Eo (Duane-Hunt-grensen), men øker raskt ved svært lave energier. Dette betyr At Røntgenstrålene som produseres av de primære stråleelektronene, hovedsakelig består av et stort (nesten uendelig) antall røntgenstråler med lav energi.
selv om Et stort antall Bremsstrahlung-røntgenstråler med lav energi genereres, absorberes de fleste i prøven eller detektoren, og røntgenintensiteten observert i spekteret avtar ved lav energi, slik at Bremsstrahlung-Røntgenspekteret ligner en ‘hval’.
Figur: Forskjellen mellom genererte Og observerte Bremsstrahlung Røntgenspektra. Selv om mange røntgenstråler med lav energi genereres, absorberes de fleste av dem, slik at det observerte spekteret registrerer en reduksjon i røntgenintensiteten ved lav energi.
Kramers lov
Intensiteten, jeg, Av Bremsstrahlung-røntgenstrålene ved enhver energi E I spekteret er gitt Av Kramers Lov
i ≈ ip.Z (Eo-E)/e
hvor ip er elektron sonde strøm Og Z er gjennomsnittlig atomnummer.
intensiteten er null der E = Eo (Duane-Hunt-grensen), men nærmer seg uendelig ( ∞ ) som E nærmer seg null.
Merk At i Henhold Til Kramers’ Lov er Intensiteten Til Bremsstrahlung-røntgenstrålene proporsjonal Med z, det gjennomsnittlige atomnummeret til prøven. Dette betyr at tyngre materialer som Pb eller Au vil produsere Flere Bremsstrahlung Røntgenstråler enn prøver laget av lettere elementer som C eller Al.
animasjon ▶
