РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

(рентгеновские лучи), эл.-магн. ионизирующее излучение, занимающее спектр. область между гамма- и УФ излучением в пределах дл. волн от 10-4 до 103 ? (от 10-12 до 10-5 см). Открыты в 1895 нем. физиком В. К. Рентгеном. Р. и. с l<2 ? условно наз. жёстким, с l>2? — мягким.

Источники Р. и. Наиболее распространённый источник Р. и.— рентгеновская трубка, в к-рой ускоренные электрич. полем эл-ны бомбардируют металлич. анод. Р. и. может быть получено при бомбардировке мишени ионами высокой энергии. В кач-ве источников Р. и. могут служить также нек-рые радиоактивные изотопы: одни из них непосредственно испускают Р. и., яд. излучения других (эл-ны или a-частицы) бомбардируют металлич. мишень, к-рая испускает Р. и.; интенсивность Р. и. изотопных источников на неск. порядков меньше интенсивности излучения рентг. трубки, а габариты, вес и стоимость значительно меньше, чем установки с рентг. трубкой.

Источниками мягкого Р. и. в области десятков и сотен А могут служить синхротроны и накопители эл-нов (см. СИНХРОТРОННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ). По интенсивности синхротронное Р. и. превосходит в указанной области спектра излучение рентг. трубки на 2—3 порядка. В рентг. диапазоне может лежать ондуляторное излучение и переходное излучение. Естеств. источниками Р. и. явл. Солнце и др. косм. объекты (см. РЕНТГЕНОВСКИЙ ТЕЛЕСКОП).

Спектр Р. и. может быть непрерывным или линейчатым. Н е п р е р ы в н ы й (т о р м о з н о й) с п е к т р испускают быстрые заряж. ч-цы в результате их торможения при вз-ствии с атомами мишени (см. ТОРМОЗНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ). Интенсивность тормозного Р. и. распределена по всем частотам v (или длинам волн l=c/n) до высокочастотной границы n0 (коротковолновой границы l0), на к-рой энергия фотонов hn0 равна энергии eV бомбардирующих эл-нов (е — заряд эл-на, V -разность потенциалов ускоряющего поля, пройденная им).

Линейчатый спектр Р. и. возникает после ионизации атома с выбрасыванием эл-на с одной из его внутр. оболочек при столкновениях атома с быстрой заряж. ч-цей (п е р в и ч н о е Р. и.) или при поглощении им кванта эл.-магн. излучения (ф л у о р е с ц е н т н о е Р. и.). Ионизов. атом из нач. возбуждённого состояния (с возбуждённого высокого уровня энергии) через 10-16 —10-15 с переходит в кон. состояние с меньшей энергией (на более низкий уровень энергии). При этом избыток энергии атом может испустить в виде кванта излучения определённой частоты. Частоты v такого Р. и. характерны для атомов каждого элемента, поэтому линейчатый спектр Р. и. наз. х а р а к т е р и с т и ч е с к и м. Зависимость n от ат. номера Z определяется Мозли законом.

Взаимодействие Р. и. с в-вом. При вз-ствии Р. и. с в-вом могут наблюдаться ф о т о э ф ф е к т, сопровождающее его поглощение Р. и., а также рассеяние излучения. Фотоэффект возникает в том случае, когда атом, поглотив квант Р. и., выбрасывает один из своих внутр. эл-нов, после чего может либо совершить излучательный переход, испуская характеристич. Р. и., либо выбросить второй эл-н (оже-электрон) при безызлучательном переходе (см. ОЖЕ-ЭФФЕКТ). При воздействии Р. и. на неметаллич. кристаллы могут возникать дефекты крист. решётки, представляющие собой ионы с дополнит. положит. зарядом, вблизи к-рого находятся избыточные эл-ны (рентг. экситон), они явл. центрами окраски и исчезают лишь при значит. повышении темп-ры.

При прохождении Р. и. через слой в-ва толщиной х его нач. интенсивность I0 уменьшается за счёт поглощения и рассеяния до величины I=I0е-mx, где (m — коэфф. ослабления. В ДВ области спектра преобладает поглощение Р. и., в коротковолновой — его рассеяние. Степень поглощения растёт с Z.

Рассеяние Р. и. в области больших Z и l происходит в осн. без изменения l (когерентное рассеяние), а в области малых Z и l, как правило, l возрастает — происходит некогерентное рассеяние (комптоновское или комбинационное). При комптоновском рассеянии, носящем хар-р неупругого корпускулярного рассеяния, за счёт частично потерянной фотоном энергии из оболочки атома вылетает эл-н отдачи (см. КОМПТОНА ЭФФЕКТ). При этом уменьшается энергия фотона и изменяется его направление; изменение К зависит от угла рассеяния. При комбинац. рассеянии рентг. фотона высокой энергии на лёгком атоме небольшая часть его энергии затрачивается на ионизацию атома и меняется направление движения фотона. Изменение l таких фотонов не зависит от угла рассеяния.

Показатель преломления в-ва n для Р. и. отличается от единицы на очень малую величину d=1-n»10-6—10-5. Фазовая скорость Р. и. в среде больше скорости света в ней. Отклонение Р. и. при переходе из одной среды в другую очень мало (неск. угловых мин). При падении Р. и. из вакуума на поверхность тела под очень малым углом происходит п о л н о е в н е ш н е е о т р а ж е н и е.

Регистрация Р. и.

Изображение предметов в Р. и. получают на спец. рентг. фотоплёнке, содержащей повышенное кол-во AgBr (см. РЕНТГЕНОГРАММА).

Р. и. больших интенсивностей можно регистрировать с помощью ионизационной камеры, средних и малых интенсивностей при l<3?— сцинтилляционным счётчиком с кристаллом NaI (Tl) при 0,5<120? — полупроводниковым детектором. В области очень больших l(=10—103 ?) для регистрации Р. и. могут быть использованы вторично-электронные умножители (ВЭУ) или каналовые электронные умножители (КЭУ), а также координатно-чувствительные микроканальные пластины.

Применение Р. и.

Наиболее широкое применение Р. и. нашло в медицине для рентгенодиагностики и рентгенотерапии, в дефектоскопии, в рентгеновском структурном анализе, рентгеновской топографии, рентгеновской микроскопии, рентгеновской спектроскопии, спектральном анализе рентгеновском, рентг. астрономии.