Røntgenstråling er ioniserende elektromagnetisk stråling.
Røntgenstråling er fotoner.
HUSK: bølgelængder under 100 nm er ioniserende!
BØLGELÆNGDE:
0,01 nm (korteste røntgenstråling) 10E-11
10 nm (længste røntgenstråling) 10E-8
FREKVENS:
3 x 10E19 Hz (største frekvens)
3 x 10E16 Hz (laveste frekvens)
ENERGI:
100.000 eV (mest energirige)
100 eV (mindst energirige)
Der er næsten lige så meget energi i den korte røntgenstråling, som der er i den længste gammastråling.
ELEKTRICITET DANNER RØNTGENSTRÅLING
Røntgenstråling dannes på grund af elektricitet i en accelerator eller røntgenrør.
Røntgenstråling kan også dannes i forbindelse med elektron-indfangnings-henfald.
Røntgenstråling har samme fysiske egenskaber og skadevirkninger som gammastråling.
Røntgenstrålingen kan normalt stoppes ved at afbryde strømkilden.
Gammastrålingen kommer fra en radioaktiv kilde.
Gammastrålingen kan ikke stoppes, men aftager kun ved henfald af atomkernerne.
HVORDAN DANNES RØNTGENSTRÅLINGEN?
Røntgenstråling dannes ved elektron opbremsning eller ved elektron-atom kollision.
Røntgenstråling fra ustabile kernes elektronindfangning se venligst: henfald af atomkerner.
ELEKTRON OPBREMSNING (Bremsestråling)
Elektroner i et specielt indrettet rør får tilført energi via elektricitet.
Elektriciteten sætter de ladede elektroner i bevægelse.
Røret indeholder magnetfelter, som vil tiltrække de energirige elektroner.
Et magnetfelt i røret bevirker, at elektronerne både afbøjes og nedsætter deres hastighed.
Når elektronerne afbøjes og mister hastighed, bliver de også mindre energirige.
Røntgenstråling er den energi elektronerne mister og dermed afgiver ved afbøjningen og hastighedsnedsættelsen.
Energien afgives som fotoner med en helt bestemt bølgelængde.
Bølgelængden er indenfor området 0.01 nm til 10 nm.
De afgiver energi i form af fotoner (gule pile)
De gule pile = fotonerne har en bølgelængde på mellem 0,01 nm og 10 nm.
Røntgenstråling på denne måde dannes typisk i en synkrotron.
ELEKTRON – ATOM KOLLISION (Kollisionsstråling)
Elektronerne overfører energien ved kollision med A.
Røntgenstråling X (fotoner) udsendes (de grønne pile).
Elektronerne får tilført energi via elektricitet (K).
De energirige elektroner vil derfor tiltrækkes af den positive pol (A).
Her stoppes elektronerne: de kolliderer simpelthen med atomerne i A.
Denne kollision bevirker, at elektronerne afgiver energi (fotoner) til atomerne i A: atomerne energiberiges.
Men atomerne i A vil ikke beholde energien.
Derfor udsender disse atomer energien igen straks efter modtagelsen.
Energien (gen)udsendes som de grønne fotoner på tegningen.
De grønne fotoner er røntgenstråling med bølgelænger mellem 0,01nm – 10 nm.
Elektronerne som fik tilført energi via elektricitet, har så meget energi, at de både kan energiberige atomer i A og opvarme A.
Derfor indeholder røntgenrøret den blå kølebeholder.
Her sendes koldt vand ind (W in), for at afkøle A, så materialet ikke smelter.
I et røntgenapparat er røntgenrøret typisk omgivet af en blykappe.
Bly stopper nemlig fotonerne.
Blykappen tillader kun røntgenstrålerne at passere gennem et lille bitte hul.
På den måde kan røntgenstrålingen målrettes et objekt med stor nøjagtighed.
MENNESKESKABT RØNTGENSTRÅLING
Røntgenstråling kan derfor afslører bl.a. knoglebrud og evt. knoglekræft.
Røntgenspektroskopi:
Når exciterede elektroner (elektronerne kommer længere væk fra kernen pga tilført energi) vender tilbage til en skal nærmere kernen, afgiver disse elektroner en stråling i form af fotoner (= de afgiver den overskydende energi).
En måling på disse fotoner afslører, hvilket atom der er blevet exciteret (altså hvilket atom der er blevet tilført energi).
Det betyder, at man kan bestemme grundstofsammensætningen af meget små mængder stof, netop fordi hvert atom har sit helt egen “røntgenspektrum”.
NATURLIGE RØNTGENKILDER
Vi har ikke naturlige røntgenkilder på Jorden.
Der er naturlige røntgenkilder i Universet.
Heldigvis bliver strålingen fra disse naturlige kilder effektivt absorberet af Jordens atmosfære.
TEST