4.2.1 Характеристическое рентгеновское излучение

• | Печать |
•  E-mail

Таблица 4.2 Разница между E_c и E_K

Элемент	Критическая энергия ионизации, Ec (кэВ)	Энергия рентгеновского кванта, EK (кэВ)
C	0.282	0.277
Al	1.562	1.487
Ca	4.034	3.692
Cu	8.993	8.048
Ag	25.531	22.163

Эта дырка также должна быть заполнена другим электроном с возможным испусканием другого рентгеновского кванта (вероятность возрастает с ростом Z) и так далее, пока в конце концов свободный электрон из зоны проводимости и валентной зоны не заполнит последнюю дырку во внешней оболочке ядра.

Например: Cu K-электронная оболочка требует 8.993 кэВ энергии для ионизации (Е_с=8.993 кэВ). Одна из возможных последовательностей, в соответствии с которой эта дополнительная энергия в атоме теряется, может быть, изначальное испускание Cu K_α рентгеновского кванта (8.048 кэВ), и последующим испусканием L_α рентгеновского кванта (0.930 кэВ). Сумма энергий этих квантов 8.978 кэВ и оставшиеся несколько эВ могут исходить из дырки в оболочке M заполняющейся из зоны проводимости с испусканием фотона или генерацией фононов.

Количество возможных вариантов огромно и связано с такими событиями, как переходы Костера-Кронига, в которых атомные оболочки изменяют свою энергию после перехода электрона. Ситуация еще более осложняется, если ионизированный атом связан с другим атомом, и в этом случае энергия рентгеновского излучения может быть немного смещена (<∼5 эВ).

Выход флуоресценции: необходимо помнить, что ионизованный атом не обязательно должен терять энергию, испуская характеристическое рентгеновское излучение, он может испускать Оже-электроны вместо этого. Вероятность рентгеновского излучения по сравнению с испусканием Оже-электрона, описывается выходом флуоресценции, ω, который является отношением эмиссии рентгеновского излучения к ионизации внутренней оболочки. Выход флуоресценции сильно зависит от атомного номера. Как показано на рисунке 4.5, уменьшение в значения пропорционально Z⁴ по мере уменьшения Z. Один из распространенных выражений для ω дается:

где a=10⁶ для К-оболочки. Хотя приближение является уравнением, описываемым сильной зависимостью от Z, для углерода (Z = 6), ω ∼10^-3 а для Ge (Z = 32), ω ∼0.5.