بررسی اشعه ايكس و چگونگی تولید آن

بررسی اشعه ايكس و چگونگی تولید آن
بررسی اشعه ايكس و چگونگی تولید آن
50,000 ریال 
تخفیف 15 تا 30 درصدی برای همکاران، کافی نت ها و مشتریان ویژه _____________________________  
وضعيت موجودي: موجود است
تعداد:  
افزودن به ليست مقايسه | افزودن به محصولات مورد علاقه

تعداد صفحات : 53 صفحه _ فرمت WORD_ دانلود مطالب بلافاصله پس از پرداخت آنلاین

اشعة ايكس وتهية آن

اشعةايكس درسال1895  توسط رونتگنRontgon   كشف شد . اين دانشمندضمن آزمايش هايي كه دربارة  فلورسانس انجام مي داد ، مشاهده نمودكه اگر جدارة  لولة كروكس  را با كاغذ  سياهي  بپوشاند ، تشعشع  حاصل  به هنگام تخلية  الكتريكي در داخل  لولة كروكس ، صفحه و فيلم  عكاسي موجود درخارج لولة كروكس پوشانده شده با كاغذ سياه را متأثر مي سازد . يعني دراثر بمباران  ماده  توسط  الكترون ، اشعه اي حاصل مي شود كه  از اجسام كدر عبور مي نمايد. چون در ابتداي امر طبيعت اين اشعه مجهول بود آن را اشعة ايكس  ناميد . امروزه اشعة ايكس را مي توان توسط لامپ هاي يوني و لامپ هاي الكتروني تهيه نمود .
1ـ لامپ هاي يوني: لامپ هاي يوني ازحباب شيشه اي كه داراي دوالكترود  مي باشد و فشار هواي  داخل  آن در حدود  0.5  ميليمتر  جيوه مي باشد درست شده است . به طوريكه در صورت ايجاد اختلاف  پتانسيل نسبتا‏‎ً  زياد بين دو الكترود يا دو قطب  اشعة كاتوديك حاصل شده و در اثر برخورد اين اشعة كاتوديك بر آند ،كه آن را آنتي كاتد مي ناميم ،اشعة ايكس توليد مي ـ شود . چون  قسمت اعظم  انرژي الكترون ها  به صورت حرارت درآنتي كاتد ظاهر مي شود ، لذا  براي جلوگيري از ذوب آنتي كاتد  آن را از فلزات ديرگداز مانند  پلاتين و يا  تنگستن مي سازند در شكل زير نمونه اي از يك لامپ يوني را مشاهده مي كنيد .

2ـ لامپ هاي الكتروني يا لامپ هاي كوليج  Coolidge  :
اين لامپ  در   1912توسط كوليج  ساخته  شده است .  مكانيسم  اين لامپ مانند يك لامپ دو قطبي مي باشد بدين ترتيب كه يك فيلمان يا رشته سيم ازجنس تنگستن بااستفاده ازولتاژ  6.3ولت گرم شده و فلز دهندة الكترون را طبق پديدة  ترمويونيك گرم مي نمايد . الكترون هاي به وجود آمده تحت تاُثير پتانسيل DC  بالا كه بين  همين  فلز دهندة  الكترون (كاتد) و فلز آند (آنتي كاتد) الكترون ها سرعت نزديك  به ثلث تا نصف سرعت نور به خود اختصاص مي دهد ،كه ضمن برخورد با آنتي كاتد نيز متوقف  شده و در نتيجه  تمام  انرژي آن  به حرارت  تبديل  مي شود  لذا  ضمن اين كه آنتي كاتد از فلزات دير گداز  نظير مس ـ آهن ـ كبالت ـ كُرم  ـ موليبدن  ـ  تنگستن و نقره مي سازند و آن را توسط جريان هوا يا آب خنك مي نمايند .لامپ هاي مولد اشعة ايكس كه براساس لامپ كوليج شناخته شده بر دو نوع :
الف ـ تيوپ بسته
ب ـ تيوپ هاي جدا شدني
مي باشد كه هر دو در خلأ كار مي كنند و بازده اين  نوع لامپ ها از رابطة زير به دست مي آيند :
                                                                                                 
z   V     10-9   × 1.1                           
كه درآن  z  عدد اتمي آنتي كاتد و  Vاختلاف پتانسيلي است كه بين آند و كاتد بسته مي شود مثلاّ  بازده لامپ  اشعة ايكس تنگستني كه با 100kv كار مي كند برابر  0.8  درصد و لامپ  اشعة ايكس  مسي كه با 30kv كار مي كند برابر  0.2 درصد مي باشد .
در زير ، شكل و اجزاي  تشكيل دهندة  تيوپ هاي بستة  مولد اشعة ايكس را ملاحظه مي كنيد كه متشكل از يك محفظة  شيشه اي با  فشار داخلي 105  ميليمتر جيوه ، يك كاتد و يك  آند مي باشد . نيمي  از يك  محفظة   شيشه اي دريك غلاف فلزي قرار دارد كه جنس آن از آلياژ كووار covar (مس ، فولاد ، كُرم و موليبدن ) است البته جنس شيشه طوري است كه مانع عبور اشعة ايكس مي باشد . دراين لامپ فيلمان يا رشته سيم توليدكنندة گرما والكترون  با  استفاده از پديدة  ترمويونيك از جنس  تنگستن انتخاب  شده و به عنوان كاتد استفاده  مي شود ، شيشة جوش خورده و انتهايش به طرف ولتاژ كم AC هدايت مي شود . اطراف رشته سيم توليد كنندة گرما را محفظة فلزي احاطه كرده كه توليد كننده و متمركزكنندة الكترون هاي خروجي در اثر پديدة  ترمويونيك  بر روي سطح  آنتي كاتد است اگر پتانسيل لازم بين كاتد و آنتي كاتد  برقرار  باشد . بنا بر اين سطحي كه محل  برخورد الكترون ها  با  آنتي كاتد است كوچك  مي باشد . اين سطح را « سطح كانوني » نامند . با تغيير  شدت  جريان گذرنده از رشته سيم تعداد الكترون هاي آزاد شده و همچنين شدت اشعة ايكس را تغيير داد . البته چون الكترون هايي كه به آنتي كاتد  برخورد مي كنند  توسط آنتي كاتد  متوقف مي شوند و در واقع انرژي جنبشي خود را از دست داده و تبديل  به حرارت مي شود براي جلوگيري  از ذوب  شدن آنتي كاتد آن را با جريان هوا يا آب خنك مي كنند .
اشعة ايكس توليد  شده از دريچه هايي كه روي بدنة لامپ تعبيه شده است ، خارج مي شود ، ايجاد اين دريچه ها از نظر مكاني  و از  نظر جنس  يكي از كارهاي اساسي سازندگان مولد اشعة ايكس است .
ازآن جايي كه شيشه هاي معمولي مانع عبور اشعة ايكس بخصوص اشعة ايكس حاصل از آنتي كاتد  مس و كُرم هستند ، به جاي  شيشة معمولي ، ابتدا از شيشة « لن دومان » ـ كه از عناصر سبك  نظير ليتيوم و بُر ساخته مي شود ـ استفاده مي كردند . ولي به خاطر جذب اشعة ايكس از آنتي كُرم و جذب رطوبت زود از بين مي رفت ، درلامپ هاي جديد از ورقه هاي  نازك  فلز برليوم كه بسيار محكم  و در عين  حال  جاذب  اشعة ايكس نيست ، استفاده مي كنند كه غالباً  همراه با ورقة نازكي از ميكا  به كاربرده مي شود .
شكل و ابعاد سطح كانوني لامپ اشعة ايكس
مولدهاي  اشعة ايكس  بر اساس قدرت  تشعشعي كه  دارند ، دسته بندي  مي شوند ، اين قدرت تشعشعي برحسب جنس آنتي كاتد و ساختمان سطح كانوني آن بستگي  دارد  ، طبق  تعريف  و قرار  داد ، سطح كانوني مساحتي از آنتي كاتد است كه درمعرض  برخورد الكترون ها قرار مي گيرد ، بنابراين مي توان گفت كه قدرت تشعشعي يك مولد اشعة ايكس به قدرت  تحمل  سطح كانوني آن  بستگي دارد .  معمولاً مساحت  سطح كانوني از مساحت مورد نياز بيشتر است . با وجود آن ارزش لامپ هاي مولد اشعة ايكس به دو عامل اساسي بستگي دارد :
1ـ سطح كانوني
در شكل زير ( الف )  سطح كانوني حقيقي و  سطوح كانوني ظاهري  را  در دو امتداد عمود برهم مشاهده مي كنيدكه سطح كانون حقيقي لامپ مولد اشعة ايكس تجارتي مربع مستطيل به ابعاد 1× 10‍ ميليمتر و سطح كانوني ظاهري
خطي آن  به  شكل مربع  مستطيل به  ابعاد 0.1 × 10 ميليمتر و سطح كانوني ظاهري نقطة آن  به  شكل مربع  به  ابعاد1 ×1 ميليمتر مي باشد .
2ـ نحوة پخش بار الكتروني در روي سطح كانوني
اين پخش بايد تا حدّ ممكن  يكنواخت باشد . كه نحوة توزيع بار الكتروني  در روي سطح كانوني درلامپ هاي بسته از مشخصات اصلي لامپ است . و تنها عاملي كه تا حدودي در اختيار است  زاوية  شعاع هاي خروجي با  سطح آنتي كاتد است .
پرتوهايي كه به وسيلة  آنتي كاتد فرستاده مي شوند ، درتمام جهات ، داراي شدت مساوي هستند . اگر   زاوية ميانگين پرتوهاي خروجي از دريچة S   با سطح آنتي كاتد باشد (شكل ب صفحه قبل ) ، طبق تعريف سطح  مفيد  سطح كانوني  برابر  S /Sin   خواهد بود .
با توجه به اين كه مولد اشعة ايكس مانند يك منبع نوراني نيست و تغيير زاوية  منبع  نسبت به سطح  ورودي  دريافت كننده ، سبب  تغيير انرژي دسته اشعة ايكس نمي شود . يعني درخشندگي منبع مقدار ثابت بوده  و به امتداد تابش بستگي ندارد « قانون لامبر » ، لذا زاوية   را چه  براي  ازدياد انرژي و چه براي ازدياد سطح ظاهري كانون «S/Sin   » بايد كوچك كرد  ولي چون ناهمواري سطح آنتي كاتد حتي در سطح ميكروسكپي باعث  جذب  شعاع هاي مماسي مي شود ، تقليل   داراي حدي است .
زاوية  در بهترين تيوپ هاي بسته1.5   درجه است ، واضح است كه در چنين مولد هايي سطح آنتي كاتد بايد كاملاً  صيقلي شده باشد .
معمولاً   درلامپ هاي تجارتي بين 4  تا 6  درجه تغيير مي كند. دراين نوع لامپ ها به جاي دو دريچه ، دو جفت دريچه درست مي كنند ، به طوريكه محور هرجفت دريچه بر محورجفت دريچة ديگر عمود باشد . البته مولدهايي نيز مي توان يافت كه سطوح كانوني آن ها دوايري به قطريك ميليمتراست . بهترين مولد اشعة ايكس آن هايي هستند كه توزيع و نحوة  پخش الكترون روي آنتي كاتد آن ها يكنواخت باشد براي اين كار  به  هنگام تنظيم دستگاه يكي از دو آزمايش زير را انجام مي دهند :
صفحة سوراخ داري كه حائل  پرتو ايكس است  و ابعاد سوراخ آن  به مراتب از ابعاد سطح كانوني كوچكتر است ( 0.02 ميليمتر ) در مسير دسته اشعة ايكس قرار مي دهند تا  تصوير دايره اي  شكل روي  قطعه  فيلم مستقر در پشت  صفحة  سوراخ دار كه  به نسبت  P /  S   بزرگ  شده است ، به دست آيد البته مي توان به جاي سوراخ دايره اي  شكل يك شكاف  مربع  مستطيل قرار داد و تصوير سطح كانوني را در دو امتداد تهيه  نمود و نحوة  توزيع  شدت تشعشع پرتو ايكس را دردو امتداد طولي وعرضي بررسي واصلاح هاي لازم  را جهت  توزيع  يكنواخت روي  آنتي كاتد  انجام  داد . در مولدهاي تجارتي ، كمتر مي توان يك چنين مولدهاي اصلاح  شده را  به دست آورد . لازم  به تذكر است كه سطح كانوني ، به مرور كاركرد مولد  شكل خود را از دست مي دهد ، و بدين ترتيب ازارزش مولد كاسته مي شود .

نظري براي اين محصول ثبت نشده است.


نوشتن نظر خودتان

براي نوشتن نظر وارد شويد.

محصولات
نظر سنجي
نظرتون در مورد ویکی پروژه چیه؟
  •   مراحل ثبت نام خیلی زیاده!
  •   مطلب درخواستیم رو نداشت!
  •   ایمیل نداشتم که ثبت نام کنم!
  •   مطلبی که میخواستم گرون بود!
نظرنتيجه